【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于试验装置，尤其涉及一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置及方法。
技术介绍
1、旋转导向工具作为井下钻具组合中的关键部件，其性能直接关系到钻井作业的效率、井眼轨迹控制的精度以及井下作业的整体安全性。特别是在深井乃至超深井作业环境中，静态推靠式旋转导向工具需要长期处于高温等极其复杂的工况，并且需长期保持在旋转弯曲的状态下工作。因此，对这类工具的结构强度、动力学行为以及疲劳寿命进行深入研究显得尤为重要。
2、然而，目前国内相关的静态推靠式旋转导向工具模拟装置存在一定的局限性，受限于试验台的装配方式，无法充分的对多种工况耦合（包括高温、钻井液循环、导向力作用等）影响下静态推靠式旋转导向工具的动力学行为进行分析。同时，对于静态推靠式旋转导向工具结构的疲劳寿命分析也需要进一步的补充完善。针对上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置及方法，对于探究钻井旋转导向工具井下动力学行为和开展钻井旋转导向工具的疲劳分析具有重要工程意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置及方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现：
3、一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，包括模拟钻杆、井斜模组、动力模组、钻井液循环模组、测量模组、钻岩模组和导向模组；
4、所述井斜模组包括试验架、稳定螺栓、井斜平台、升降架、固定轴承
5、在所述井斜模组中，所述试验架竖梁与试验架横梁固定连接，所述试验架竖梁上设有稳定螺栓，所述试验架竖梁上设有开槽；所述试验架横梁上设有轴承支座，且两个对称设置的试验架横梁内均设有开槽；所述升降架为液压千斤顶，用于将井斜平台顶起；所述井斜平台的四个角均固定连接有井斜平台支承杆，井斜平台前侧两角的井斜平台支承杆在试验架竖梁的开槽内滑动，井斜平台后侧两角的井斜平台支承杆在试验架横梁的开槽内转动；所述井斜平台后侧两角的井斜平台支承杆连接固定轴承，固定轴承固定在轴承支座上；若干所述试验装配化平台通过平台固定螺栓固定在井斜平台上，相邻两个试验装配化平台之间通过平台连接螺栓连接；所述试验装配化平台上预留有用于安装试验设备的设备安装孔；
6、在所述动力模组中，所述回转驱动通过数据中心控制电机，并通过夹紧式胀套连接模拟钻杆，实现驱动转速的调节和扭矩传递；模拟钻杆的钻压通过控制剪式千斤顶推动回转驱动滑动平台来实现；所述试验装配化平台端侧设有固定板，所述剪式千斤顶采用螺栓固定在固定板上；
7、在所述钻井液循环模组中，所述水泵与水箱通过管线相连通，所述水泵通过进水管线与模拟钻杆相连通，所述模拟钻杆出液口设置在井筒内，所述井筒通过出水管线与水箱相连通；所述流量计和旋转接头安装在模拟钻杆的流体通道上；若干所述井筒支座用螺栓安装在试验装配化平台上，与井筒同心装配，且所述井筒支座用于固定井筒；所述直线滑动轴承、模拟钻杆和模拟钻杆延伸杆同心装配，直线滑动轴承允许模拟钻杆和模拟钻杆延伸杆进行轴向振动和旋转；
8、在所述测量模组中，所述无线应变传感器和无线三轴加速度传感器以相间120°环向粘贴在模拟钻杆表面；所述无线应变传感器用于测量模拟钻杆某一位置的应变，并结合雨流计数法采用疲劳损伤模型计算模拟钻杆的疲劳损伤；所述无线三轴加速度传感器用于测量模拟钻杆某一位置的三轴加速度，并进行数据转化得到三轴加速度的时域波形、频域特征和方向变化；所述电涡流传感器通过感应模拟钻杆表面与传感器之间的距离变化，实时采集模拟钻杆三个方向的位移数据；所述摄影机采用螺栓固定在试验装配化平台上，用于拍摄高速运作的模拟钻杆某一截面处的运动过程，捕捉多工况影响下的钻杆动态行为；所述扭矩传感器和压力传感器均固定在回转驱动滑动平台上，扭矩传感器固定在回转驱动前侧，压力传感器固定在剪式千斤顶前侧，所述扭矩传感器和压力传感器分别用于测量模拟钻杆所承受的扭矩和钻压；所述数据中心与分析终端相连接；
9、在所述钻岩模组中，所述磁粉刹车器固定在磁粉刹车器滑动平台上；所述激振器固定在激振器滑动平台上；所述磁粉刹车器和激振器根据数据中心输入的工作信号施加反扭矩和钻压；所述磁粉刹车器滑动平台和激振器滑动平台均安装在试验装配化平台上；所述模拟钻杆延伸杆与模拟钻杆连接；
10、在所述导向模组中，所述电动液压推杆安装在井筒上，用于对模拟钻杆施加导向力；所述厚壁直线滑动轴承外侧环向相间120°开有设备槽，用于安装并锁紧电动液压推杆；所述厚壁直线滑动轴承与井筒和模拟钻杆同心装配。
11、进一步的，还包括高温模组，所述高温模组包括柔性高温电加热套和温控系统；所述柔性高温电加热套在测量模组和导向模组均留有设备孔用于设备的安装，所述柔性高温电加热套与测量模组和导向模组之间的设备孔设有密封圈；所述柔性高温电加热套的温度通过温控系统和数据中心进行控制，柔性高温电加热套套设在井筒外侧；所述温控系统采用螺栓固定在井斜平台上。
12、进一步的，相邻两个所述井筒之间采用防水法兰套连接，防水法兰套和井壁之间采用o型圈密封，其中连接动力模组和钻岩模组的防水法兰套两端设有防水隔板，用于形成密闭的钻井液循环空间；所述防水隔板中心设有孔洞，用于装配直线滑动轴承，防水隔板孔洞处和直线滑动轴承外侧均设有密封圈。
13、进一步的，所述无线应变传感器和无线三轴加速度传感器外侧均设有防水外壳。
14、进一步的，所述模拟钻杆端部设有公螺纹。
15、进一步的，所述模拟钻杆延伸杆为实心杆，其端部设有母螺纹，所述模拟钻杆延伸杆端部的母螺纹与模拟钻杆端部的公螺纹连接。
16、进一步的，所述井筒留有设备孔用于电动液压推杆的安装，所述电动液压推杆与井筒之间的设备孔设有密封圈。
17、进一步的，所述厚壁直线滑动轴承与井筒之间留有环空以保证钻井液的循环。
18、一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验方法，应用于如上述所述的装置，所述方法包括以下步骤：
19、步骤1：确定预设模拟的井下工况并装配所需的模组；
20、步骤2：确定模拟的钻具和井筒尺寸以及井筒内侧粗糙度；
21、步骤3：控制升降架将整个井斜平台顶起，调整到所需模拟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，包括模拟钻杆、井斜模组、动力模组、钻井液循环模组、测量模组、钻岩模组和导向模组；
2.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，还包括高温模组，所述高温模组包括柔性高温电加热套和温控系统；所述柔性高温电加热套在测量模组和导向模组均留有设备孔用于设备的安装，所述柔性高温电加热套与测量模组和导向模组之间的设备孔设有密封圈；所述柔性高温电加热套的温度通过温控系统和数据中心进行控制，柔性高温电加热套套设在井筒外侧；所述温控系统采用螺栓固定在井斜平台上。
3.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，相邻两个所述井筒之间采用防水法兰套连接，防水法兰套和井壁之间采用O型圈密封，其中连接动力模组和钻岩模组的防水法兰套两端设有防水隔板，用于形成密闭的钻井液循环空间；所述防水隔板中心设有孔洞，用于装配直线滑动轴承，防水隔板孔洞处和直线滑动轴承外侧均设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述无线
5.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述模拟钻杆端部设有公螺纹。
6.根据权利要求5所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述模拟钻杆延伸杆为实心杆，其端部设有母螺纹，所述模拟钻杆延伸杆端部的母螺纹与模拟钻杆端部的公螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述井筒留有设备孔用于电动液压推杆的安装，所述电动液压推杆与井筒之间的设备孔设有密封圈。
8.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述厚壁直线滑动轴承与井筒之间留有环空以保证钻井液的循环。
9.一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一所述的装置，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验方法，其特征在于，在所述步骤中，当钻岩模组中的激振器切换为不同类型岩石并在模拟钻杆延伸杆端部加装缩尺钻头时，模拟钻杆的钻压由回转驱动滑动平台配合剪式千斤顶提供。
...【技术特征摘要】
1.一种装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，包括模拟钻杆、井斜模组、动力模组、钻井液循环模组、测量模组、钻岩模组和导向模组；
2.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，还包括高温模组，所述高温模组包括柔性高温电加热套和温控系统；所述柔性高温电加热套在测量模组和导向模组均留有设备孔用于设备的安装，所述柔性高温电加热套与测量模组和导向模组之间的设备孔设有密封圈；所述柔性高温电加热套的温度通过温控系统和数据中心进行控制，柔性高温电加热套套设在井筒外侧；所述温控系统采用螺栓固定在井斜平台上。
3.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，相邻两个所述井筒之间采用防水法兰套连接，防水法兰套和井壁之间采用o型圈密封，其中连接动力模组和钻岩模组的防水法兰套两端设有防水隔板，用于形成密闭的钻井液循环空间；所述防水隔板中心设有孔洞，用于装配直线滑动轴承，防水隔板孔洞处和直线滑动轴承外侧均设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的装配化的静态推靠式旋转导向工具试验装置，其特征在于，所述无线应变传感器和无线三轴加速度传感器...
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