一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法技术方案

本发明专利技术提供了一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法，涉及石油开发模拟试验技术领域，包括水平钻柱模块、动力模块、破岩模块和测量模块，所述模拟试验台使用分段式井筒，不仅可以模拟分段井筒对水平钻柱的约束，同时也方便在两个分段井筒之间的水平钻柱上安装测量模块，以保证对模拟水平钻柱的运动状态的监测结果更加真实准确；本发明专利技术还具有导电滑环测量装置，实现了对于水平钻柱与钻头的运动状态及振动特性的准确测量，解决了现有技术中不能很好的了解和掌握水平钻柱系统的运动状态的技术问题，达到了对水平钻柱与钻头的运动状态及振动特性实时和准确监测的技术效果。态及振动特性实时和准确监测的技术效果。态及振动特性实时和准确监测的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法


[0001]本专利技术涉及石油开发模拟试验
，尤其是涉及一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法。

技术介绍

[0002]水平井钻井技术作为一种能大幅提高油层钻遇率地有效手段，被广泛应用于老井开窗侧钻和非常规油气勘探开发领域，在钻井过程中，水平钻柱承受着由交变载荷引起的较大应力突变，容易导致水平钻柱疲劳失效，造成巨大的经济损失。现有技术中，尽管水平钻柱静力分析有助于较好地控制钻井过程和实现井眼轨迹预测，但实际的钻井过程是个动态过程，水平钻柱受力随时间的变化而变化，为了更好地了解和掌握水平井水平钻柱的运动状态，便于科学预测井眼轨迹和揭示水平钻柱失效地动力学机理，需要进行水平井水平钻柱动力学分析。目前，国内外很多学者对水平钻柱力学问题也进行了大量地理论研究，并建立相应地比例模型进行理论分析，然而，由于水平井井身结构地复杂性，导致井下作业管柱在钻井过程中产生剧烈振动，包括横向、轴向和扭转振动，而粘滑振动作为扭转振动地极端情况，不仅会严重缩短PDC钻头地工作寿命，而且可能导致钻杆以及井下测量仪器失效。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，包括水平钻柱模块、动力模块、破岩模块和测量模块，其特征在于，所述水平钻柱模块包括水平钻柱和分段井筒，所述分段井筒同轴设置并固定于井筒座上，所述分段井筒至少包括2段，每2段相邻的所述分段井筒之间设置有预设距离，所述水平钻柱设置于所述分段井筒内。2.根据权利要求1所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述测量模块至少包括1个加速度传感器，每个所述加速度传感器均安装于所述水平钻柱上，并位于每2段相邻的所述分段井筒之间的间隔空间内。3.根据权利要求2所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述加速度传感器轴向移动的活动空间不超过每2段相邻的所述分段井筒之间的间隔空间。4.根据权利要求1所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述分段井筒的端部设置有弹性模块，所述弹性模块内设置有压力传感器。5.根据权利要求1所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述水平钻柱模块还包括与所述水平钻柱的两端分别固定连接的支撑杆，所述支撑杆可旋转的安装于支撑座上并可沿所述支撑座轴向移动。6.根据权利要求1所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述模拟钻头为三刀翼PDC微钻头。7.根据权利要求5所述的一种水平钻柱系统动力学模拟试验台，其特征在于，所述测量模...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟，况雨春，朱光辉，杨博，潘磊，银星，
申请(专利权)人：克拉玛依市先进科技联合研究院，
类型：发明
国别省市：