本发明专利技术提供了一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头，该岩石可钻性测试装置，包括：装置座体，其设有液压腔；岩样基座，其设有用于容置岩样的岩样腔，所述岩样腔的开口处设有密封环，设于所述岩样腔中的岩样能与所述密封环密封配合，所述岩样的顶面与液压腔相接触，所述岩样的外壁与所述岩样腔的内壁之间形成与所述液压腔相隔离的围压腔；用于对岩样作可钻性测试的测试工具，其设于所述液压腔内，且能与设于所述岩样腔中的岩样的顶面接触；第一注入管，其与所述液压腔连通；第二注入管，其与所述围压腔连通。通过本发明专利技术，可以减小岩样可钻性测试中的误差。性测试中的误差。性测试中的误差。
【技术实现步骤摘要】
岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头
[0001]本专利技术涉及石油工程
，尤其涉及一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头。
技术介绍
[0002]在石油工程中，岩石的可钻特性是钻头选型与优化、钻井参数设计与优化的基础。现有的岩石可钻特性获取方法：一种是机械法可钻性测试，通过钻井取心获取地下岩样，在常温常压环境下开展岩样可钻性机械法测试，通过读取测试过程中机械钻速、钻压，计算得到岩样的可钻性；另一种声波法可钻性测试，通过声波测井获取地层的声波速度，计算得到岩样静态弹性模量、静态泊松比，通过理论计算和数据回归分析得到岩石的可钻性，也称为声波法可钻性预测。
[0003]岩石在常温、常压环境与在原位环境下，岩石力学、声学特性有较大的差异，常温常压环境下开展岩样可钻性测试，获得的结果误差较大，容易产生一些较大的偏差，给指导钻头的选型及钻井参数的设计与优化造成了困难。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头，以减小岩样可钻性测试中的误差。
[0005]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0006]本专利技术提供一种岩石可钻性测试装置，包括：
[0007]装置座体，其设有液压腔；
[0008]岩样基座，其设有用于容置岩样的岩样腔，所述岩样腔的开口处设有密封环，设于所述岩样腔中的岩样能与所述密封环密封配合，所述岩样的顶面与液压腔相接触，所述岩样的外壁与所述岩样腔的内壁之间形成与所述液压腔相隔离的围压腔；<br/>[0009]用于对岩样作可钻性测试的测试工具，其设于所述液压腔内，且能与设于所述岩样腔中的岩样的顶面接触；
[0010]第一注入管，其与所述液压腔连通；
[0011]第二注入管，其与所述围压腔连通。
[0012]在优选的实施方式中，所述岩石可钻性测试装置包括第一加热器，所述第一加热器用于对所述液压腔内的流体进行加热。
[0013]在优选的实施方式中，所述岩石可钻性测试装置包括第二加热器，所述第二加热器设置于所述岩样基座中，所述第二加热器产生的热量能传递至所述岩样腔。
[0014]在优选的实施方式中，密封环包括第一圆环部和连接于第一圆环部内侧的第二圆环部，所述第一圆环部可拆卸地安装于所述岩样基座，所述第一圆环部的外壁与所述岩样腔的内壁密封配合，所述第一圆环部的内壁能与设于所述岩样腔中的岩样的侧壁配合，所述第二圆环部能与设于所述岩样腔中的岩样的顶壁配合。
[0015]在优选的实施方式中，所述测试工具为第一声波发生接收传感器。
[0016]在优选的实施方式中，所述测试工具为第一钻头；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第一钻头连接，用于驱使所述第一钻头钻所述岩样。
[0017]在优选的实施方式中，所述测试工具为第二钻头，所述第二钻头包括钻头本体、第二声波发生接收传感器和伸缩机构，所述钻头本体设有滑槽，所述伸缩机构与所述第二声波发生接收传感器连接，用于驱使所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外或者退回至所述滑槽内；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第二钻头连接，用于驱使所述第二钻头钻所述岩样。
[0018]在优选的实施方式中，所述驱动机构包括传输杆、旋转驱动机构和移动驱动机构，所述测试工具安装于所述传输杆的下端；所述旋转驱动机构与所述传输杆的上端连接，用于驱使所述测试工具旋转；所述移动驱动机构与所述传输杆的上端连接，用于驱使所述测试工具上下移动。
[0019]在优选的实施方式中，所述旋转驱动机构和所述移动驱动机构均设于所述液压腔外，所述传输杆贯穿所述装置座体。
[0020]在优选的实施方式中，所述岩样基座上设有多个所述岩样腔。
[0021]在优选的实施方式中，所述岩石可钻性测试装置包括多个所述测试工具，多个所述测试工具与多个所述岩样腔分别对应。
[0022]在优选的实施方式中，多个所述岩样腔沿圆周方向分布；所述装置座体包括台架和转盘，所述液压腔设于所述台架与所述转盘之间，所述转盘能在所述台架上旋转；所述测试工具与所述转盘连接，所述转盘能带动所述测试工具转动至与各个所述岩样腔对应。
[0023]在优选的实施方式中，所述装置座体包括转盘卡环，所述转盘可旋转地安装于所述转盘卡环内，所述转盘卡环可拆卸地安装于所述台架。
[0024]在优选的实施方式中，所述转盘的外壁设有与所述转盘卡环配合的转盘密封圈，所述转盘卡环的外壁设有与台架配合的卡环外密封圈。
[0025]在优选的实施方式中，所述岩样基座上设有多个所述岩样腔；所述岩石可钻性测试装置包括泵、液压瓶和多个控制阀；所述泵与所述第一注入管连接；所述液压瓶与所述第二注入管的一端连接，所述第二注入管的另一端通过多个所述控制阀与多个所述岩样腔连接。
[0026]本专利技术提供一种测试用钻头，包括：钻头本体、第二声波发生接收传感器和伸缩机构，所述钻头本体设有滑槽，所述伸缩机构与所述第二声波发生接收传感器连接，用于驱使所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外或者退回至所述滑槽内。
[0027]本专利技术提供一种岩石可钻性测试方法，采用上述的岩石可钻性测试装置，包括：
[0028]步骤S10，将岩样安装至所述岩样腔中；
[0029]步骤S20，通过所述第一注入管对所述液压腔加压；
[0030]步骤S30，通过所述第二注入管对所述围压腔加压；
[0031]步骤S40，所述测试工具对所述岩样作可钻性测试。
[0032]在优选的实施方式中，所述测试工具为第二钻头，所述第二钻头包括钻头本体、第二声波发生接收传感器和伸缩机构，所述钻头本体设有滑槽，所述伸缩机构与所述第二声波发生接收传感器连接，用于驱使所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外或
者退回至所述滑槽内；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第二钻头连接，用于驱使所述第二钻头钻所述岩样；所述步骤S40包括：
[0033]步骤S41，所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外，对所述岩样作声波法可钻性测试；
[0034]步骤S42，所述第二声波发生接收传感器退回至所述滑槽内，对所述岩样作机械法可钻性测试。
[0035]本专利技术的特点及优点是：
[0036]使用本专利技术提供的岩石可钻性测试装置进行测试时，岩样安装至岩样腔中，围压腔包围岩样，液压腔覆盖岩样的顶面；通过第一注入管向液压腔中注入流体，通过第二注入管向围压腔中注入流体，围压腔中的流体对岩样施加围压，模拟钻井过程中未钻开地层的岩石环境；液压腔模拟钻井过程中已钻开井眼内的液柱环境，施加静液柱压力。在实际钻井过程，未钻开地层与已钻开井眼的压力存在差异，本专利技术提供的岩石可钻性测试装置，可以对围压腔和液压腔中的压力分别进行控制，可以更准确地模拟实际工况，减小岩样可钻性测试中的误差。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种岩石可钻性测试装置，其特征在于，包括：装置座体，其设有液压腔；岩样基座，其设有用于容置岩样的岩样腔，所述岩样腔的开口处设有密封环，设于所述岩样腔中的岩样能与所述密封环密封配合，所述岩样的顶面与液压腔相接触，所述岩样的外壁与所述岩样腔的内壁之间形成与所述液压腔相隔离的围压腔；用于对岩样作可钻性测试的测试工具，其设于所述液压腔内，且能与设于所述岩样腔中的岩样的顶面接触；第一注入管，其与所述液压腔连通；第二注入管，其与所述围压腔连通。2.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述岩石可钻性测试装置包括第一加热器，所述第一加热器用于对所述液压腔内的流体进行加热。3.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述岩石可钻性测试装置包括第二加热器，所述第二加热器设置于所述岩样基座中，所述第二加热器产生的热量能传递至所述岩样腔。4.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，密封环包括第一圆环部和连接于第一圆环部内侧的第二圆环部，所述第一圆环部可拆卸地安装于所述岩样基座，所述第一圆环部的外壁与所述岩样腔的内壁密封配合，所述第一圆环部的内壁能与设于所述岩样腔中的岩样的侧壁配合，所述第二圆环部能与设于所述岩样腔中的岩样的顶壁配合。5.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述测试工具为第一声波发生接收传感器。6.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述测试工具为第一钻头；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第一钻头连接，用于驱使所述第一钻头钻所述岩样。7.根据权利要求1所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述测试工具为第二钻头，所述第二钻头包括钻头本体、第二声波发生接收传感器和伸缩机构，所述钻头本体设有滑槽，所述伸缩机构与所述第二声波发生接收传感器连接，用于驱使所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外或者退回至所述滑槽内；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第二钻头连接，用于驱使所述第二钻头钻所述岩样。8.根据权利要求6或者7所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括传输杆、旋转驱动机构和移动驱动机构，所述测试工具安装于所述传输杆的下端；所述旋转驱动机构与所述传输杆的上端连接，用于驱使所述测试工具旋转；所述移动驱动机构与所述传输杆的上端连接，用于驱使所述测试工具上下移动。9.根据权利要求8所述的岩石可钻性测试装置，其特征在于，所述旋转驱动机构和所述移动驱动机构均设于所述液压腔外，所述传输杆贯穿所述装置座体。10.根据权利要求1所述的岩石可钻...
【专利技术属性】
技术研发人员：周波，汪海阁，邹灵战，毕文欣，周翠平，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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