石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104655377A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510068354.4(22)申请日2015.02.10(71)申请人中国石油大学（华东）地址266555山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号(72)发明人史玉才管志川廖华林席传明耿志成(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人邵朋程(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置(57)摘要本发明公开了一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，该装置包括模拟管柱组合系统、加载系统、振动系统、测量系统和固定系统；模拟管柱组合系统包括模拟管柱和模拟井筒；加载系统包括加载手轮和加载丝杠；振动系统包括可伸缩套筒、模拟激振器和击打挡板；测量系统包括压力和位移传感器、数据处理装置、信号电缆和位移传感器；固定系统包括固定支架、紧固螺栓、定位螺栓、固定件、实验台和开槽底板。本发明可用于研究轴向振动工具在不同井眼曲折度、安放位置、振幅以及频率条件下的减摩阻特性及机理，为轴向振动减摩阻井下专用工具的设计和现场应用提供理论依据。CN104655377ACN104655377A权利要求书1/2页1.一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：包括模拟管柱组合系统、加载系统、振动系统和测量系统；模拟管柱组合系统包括模拟管柱(4)和模拟井筒(5)，模拟井筒(5)套在模拟管柱(4)的外侧；加载系统包括加载丝杠(2)和用于控制加载丝杠(2)运动的加载手轮(1)，加载丝杠(2)与模拟管柱(4)的一端连接；振动系统包括可伸缩套筒(11)、模拟激振器(13)和击打挡板(14)，可伸缩套筒(11)设置在模拟管柱(4)的另一端，模拟激振器(13)和击打挡板(14)相配合，击打挡板(14)设置在模拟管柱(4)上；测量系统包括压力和位移传感器(3)、数据处理装置(9)、信号电缆(10)和位移传感器(15)，压力和位移传感器(3)设置在模拟管柱(4)的两端，位移传感器(15)设置在击打挡板(14)的一侧，压力和位移传感器(3)和位移传感器(15)分别通过信号电缆(10)与数据处理装置(9)连接。2.根据权利要求1所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：该实验装置还包括固定系统，所述固定系统包括固定支架(6)、实验台(16)和开槽底板(17)，所述开槽底板(17)设置在实验台(16)上，所述固定支架(6)的底部固定在开槽底板(17)上；模拟井筒(5)穿过固定支架(6)，并通过紧固螺栓(7)固定。3.根据权利要求1所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述可伸缩套筒(11)包括螺纹端(27)、弹簧(28)与可伸缩柱体(29)；螺纹端(27)与模拟管柱(4)通过螺纹连接，弹簧(28)设置在螺纹端(27)与可伸缩柱体(29)之间，在可伸缩柱体(29)的端部设置有固定件(12)。4.根据权利要求1所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述模拟激振器(13)包括电机(18)、电机轴(19)、凸轮(20)、轴承(21)、连杆(22)、水平限位套筒(23)和击打柱(24)；电机(18)采用无级调速电机，击打柱(24)穿过水平限位套筒(23)，击打柱(24)的一端通过一轴承(21)与连杆(22)的一端活动连接，连杆(22)的另一端通过另一轴承(21)与凸轮(20)活动连接，凸轮(20)固定在电机轴(19)上。5.根据权利要求1所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述模拟井筒(5)由多根圆形有机玻璃管或金属管通过螺纹连接而成；所述模拟管柱(4)由多根钢制圆管或ABS塑料圆管通过螺纹连接而成。6.根据权利要求2所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述模拟激振器(13)通过磁铁固定在实验台(16)上。7.据权利要求1所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述击打挡板(14)包括竖向设置的板体，在板体上方水平设置有筒体，所述筒体套在模拟管柱(4)上，在筒体上还设置有定位螺栓(8)。8.根据权利要求2所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：所述开槽底板(17)上沿其长度方向平行开设有两条定位槽(25)，在每条定位槽(25)的一侧均标注有刻度(26)。9.根据权利要求2所述的一种石油钻井管柱轴向振动减摩阻特性室内实验装置，其特征在于：在开槽底板(17)与实验台(16)之间，和/或开槽底板(17)与固定支架(6)之间