一种钻柱粘滑振动实验台架及实验方法技术

技术编号:42890460 阅读:20 留言:0更新日期:2024-09-30 15:10
本申请提供了一种钻柱粘滑振动实验台架及实验方法,钻柱粘滑振动实验台架包括粘滑振动发生装置和振动监测装置,粘滑振动发生装置包括钻柱系统、以及与所述钻柱系统相连的钻压调节组件、制动器组件和转速调节组件,钻柱系统包括钻杆、钻铤以及钻头,钻杆一端与转速调节组件相连,另一端与钻铤相连,钻铤远离钻杆的一端与钻头相连,粘滑振动发生装置还包括仿真岩石组件,仿真岩石组件用于与钻头发生相互作用,以模拟钻头钻岩石。振动监测装置包括力传感器以及振动传感器。由于实验用的岩石为仿真岩石组件,可以复刻多次相同特性的仿真岩石组件,以进行多次实验,避免实验重复性较差。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于钻井实验的,尤其涉及一种钻柱粘滑振动实验台架及实验方法


技术介绍

1、钻井工程是开发石油、天然气资源的重要环节,钻柱则是钻井系统的核心部件之一。在钻进过程中,地面持续转动的转盘或顶驱将能量输入钻柱系统,该能量通过钻柱由井口传至井底的钻头,钻头在底部钻具(bottom ho l eassemb l y,bha)的重量及钻柱传递的扭矩下与地层直接作用,切削岩石并形成井眼,被钻头破碎的岩屑由钻井液带出井筒,完成钻井过程。

2、钻柱系统的长径比较大,刚度较小,很容易发生粘滑振动。粘滑振动是钻柱系统扭转及振动的极端情况,指在钻进过程中,钻头因无法克服地层阻力而保持粘滞静止时,转盘或顶驱仍持续不断地将能量输入钻柱系统,当钻柱积聚的能量足以打破粘滞状态后,钻头在巨大的驱动力下瞬间进入高速旋转的状态。这种振动不仅会造成钻头处能量的浪费,还容易引起底部钻具提前失效,影响钻井效率,增加开发成本。随着油气资源开发进入深井、超深井阶段,岩石强度增大,更大的长径比使钻柱柔性增大,钻柱更容易发生粘滑振动。粘滑振动的研究已成为工程界关注的热点问题。

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【技术保护点】

1.一种钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述钻柱粘滑振动实验台架包括主控制器,所述主控制器与所述钻压调节组件、所述制动器组件、所述转速调节组件、以及所述振动监测装置相连。

3.根据权利要求1所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述仿真岩石组件包括底座、凸面部件以及平面部件;

4.根据权利要求3所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述凸面部件包括凸起部和第一连接部;

5.根据权利要求4所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述第一连接部设有可伸缩的第一卡榫、以及控制...

【技术特征摘要】

1.一种钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述钻柱粘滑振动实验台架包括主控制器,所述主控制器与所述钻压调节组件、所述制动器组件、所述转速调节组件、以及所述振动监测装置相连。

3.根据权利要求1所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述仿真岩石组件包括底座、凸面部件以及平面部件;

4.根据权利要求3所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述凸面部件包括凸起部和第一连接部;

5.根据权利要求4所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述第一连接部设有可伸缩的第一卡榫、以及控制所述第一卡榫伸缩的第一按键;

6.根据权利要求3所述的钻柱粘滑振动实验台架,其特征在于,所述平面部件包括第二上表面和第二下表面,所述第二上表面和所述第二下表面均为...

【专利技术属性】
技术研发人员:田骁李芷铭王晋
申请(专利权)人:中国地质大学北京
类型:发明
国别省市:

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