The utility model relates to a device for evaluating the performance of an air hammer, which is composed of an experimental frame, a drilling system, a core holder, a lifting system and a data acquisition system. The experiment includes experimental frame, front axle and rear axle 11 3 24; the drilling system including drilling pressure cylinders 13, 4 and 7 drilling block rotation mechanism, rotation mechanism 7 is connected with the rotary joint 8, rotary joint and short circuit 9 is connected with the drill pipe to measure the air hammer 12; the core holding the 15 is fixed on the frame body 11; the lifting system comprises a lifting frame column 1, lifting cylinder 5, locking mechanism with lifting pulley 6 and translational pulley 17; the data acquisition system including the injection pressure sensor 2, the wireless stress wave monitor 10, tilt angle and displacement sensor instrument 20 21, the drill pressure sensor 22. The utility model has the advantages of reliable principle and convenient operation, and solves the problem that the performance of the air hammer is influenced by the change of the angle.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种针对石油钻井工程中使用的空气锤工作性能的评价装置,用于分析空气锤工作机理,为其理论研究及结构优化提供实验依据。
技术介绍
当石油钻井工程中使用气体欠平衡钻井时,使用空气锤作为垂直钻井井下动力钻具是一个很好的解决办法,其具有低转速、小钻压、钻具寿命长、机械钻速高、防斜能力强的技术特点,能在钻进复杂、硬质、易斜、高陡地层中取得良好的经济效益。近年来,随着气体钻定向井、水平井技术的不断发展,空气锤的应用
越来越大。然而传统的空气锤基于垂直钻进设计,在垂直井段应用效果良好,而在定向井、水平井中的应用受到制约。其不能适应越来越复杂的应用要求,急需对结构进行优化。目前空气锤定向钻井技术发展方向主要有两种:一种是采用具有自回转功能的空气锤自身提供井下旋转扭矩的回转式空气锤定向钻井技术,另一种是采用空气螺杆马达提供井下旋转扭矩的空气螺杆马达驱动式空气锤定向钻井技术。这两个发展方向都有一些专利涌现。而这两种技术的着重点都在于怎么让空气锤进行旋转,从而能进行定向作业。其使用的空气锤用于输出冲击功的锤体本身,仍沿用了最初基于垂直钻进设计的结构。当空气锤处于倾斜状态甚至水平状态时,其活塞重力势能对活塞的冲击能基本没有影响。因此这种设计的空气锤锤体的工作性能将受到倾斜角度的影响。研究者普遍认识到了这种影响,而这方面的具体研究还较为缺乏。同时在定向井、水平井钻进中,还存在有井壁摩擦阻力过大,摩阻吸收钻压,加压困难,钻具受力更加复杂,磨损更加严重等各种问题。在空气锤的应用领域中,急需对空气锤进行理论和实验台架的研究。目前,国内外还鲜有较为完备的空气锤实验装置。一些 ...
【技术保护点】
一种空气锤性能的评价装置,由实验架、钻进系统、岩心夹持器、起升系统、数据采集系统组成,其特征在于,所述实验架包括实验架架体(11)、前轴(3)以及后轴(24),所述实验架架体由两段槽钢背对背组合,形成滑轨;所述钻进系统包括加钻压气缸(13)、钻进滑车(4)及转动机构(7),所述加钻压气缸(13)固定于实验架架体(11)中间,其活塞端连接钻进滑车(4),所述钻进滑车(4)可以沿着实验架架体的滑轨滑动,所述转动机构(7)连接旋转接头(8),旋转接头又通过钻杆短接(9)连接待测空气锤(12),待测空气锤连有待测空气锤锤头(14);所述岩心夹持器(15)通过其底座(23)固定在实验架架体(11)上,其尾部带有加强脊(16),岩心夹持器中装有岩心,与待测空气锤锤头(14)相对;所述起升系统包括举升架立柱(1)、举升油缸(5)、带有锁止机构的举升滑车(6)和平动滑车(17),所述实验架的前轴(3)铰接于举升滑车上,后轴(24)铰接于平动滑车上;所述数据采集系统包括注入压力传感器(2)、无线应力波监测器(10)、倾斜角度仪(20)、位移传感器(21)、钻压压力传感器(22),所述注入压力传感器(2) ...
【技术特征摘要】
1.一种空气锤性能的评价装置,由实验架、钻进系统、岩心夹持器、起升系统、数据采集系统组成,其特征在于,所述实验架包括实验架架体(11)、前轴(3)以及后轴(24),所述实验架架体由两段槽钢背对背组合,形成滑轨;所述钻进系统包括加钻压气缸(13)、钻进滑车(4)及转动机构(7 ),所述加钻压气缸(13 )固定于实验架架体(11)中间,其活塞端连接钻进滑车(4),所述钻进滑车(4)可以沿着实验架架体的滑轨滑动,所述转动机构(7)连接旋转接头(8 ),旋转接头又通过钻杆短接(9 )连接待测空气锤(12 ),待测空气锤连有待测空气锤锤头(14);所述岩心夹持器(15)通过其底座(23)固定在实验架架体(11)上,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李永杰,赵之,孟英峰,陈一健,李皋,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:实用新型
国别省市:
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