一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，在上拖車連接板（3）和下拖車連接板（4）之間順次連接有上三分力儀（12）、上部連接結(jié)構(gòu)、隔水管（13）、下部連接結(jié)構(gòu)和下三分力儀（14），鉆柱（42）設(shè)置于隔水管內(nèi)并連接驅(qū)動(dòng)裝置，上部連接結(jié)構(gòu)連接頂張力施加機(jī)構(gòu)，鉆柱（42）下部連接鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，潛水泵（5）連接下部連接結(jié)構(gòu)；還公開了試驗(yàn)方法。本發(fā)明的有益效果是：能夠全面準(zhǔn)確的模擬隔水管在深海鉆井工況下與海洋環(huán)境耦合作用下的力學(xué)行為，該裝置能模擬海流環(huán)境、能施加隔水管頂部張力、能模擬不同流速的內(nèi)部鉆井液循環(huán)、能模擬不同轉(zhuǎn)速的鉆柱旋轉(zhuǎn)以及施加不同的鉆壓。
【專利說(shuō)明】一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油工程深水鉆井模擬【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋油氣資源目前已成為全球能源戰(zhàn)略的重要組成部分，深水海域?qū)⒊蔀槲磥?lái)油氣資源勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。但深水區(qū)域開采環(huán)境惡劣，對(duì)深海鉆井裝備提出了更高的要求。在海洋油氣資源開采工程當(dāng)中，隔水管是連接平臺(tái)和水下井口的關(guān)鍵設(shè)備，要承受海洋環(huán)境和鉆井工況的耦合作用，容易發(fā)生磨損、疲勞斷裂等事故，國(guó)內(nèi)外已多次因隔水管事故造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境安全問(wèn)題。隔水管隔離油井與外界海水、支撐各種控制管線、為鉆井液的循環(huán)提供通道、為鉆桿鉆井工作從鉆臺(tái)到海底井口裝置提供導(dǎo)向。因此隔水管失效會(huì)將會(huì)導(dǎo)致鉆井船、海底裝備和油井受到破壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，另外鉆井液的泄漏和以及石油的泄漏也將造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。
[0003]同時(shí)，隨著海洋鉆井向深水超深水發(fā)展、隨著隔水管長(zhǎng)細(xì)比的不斷增加柔性特征更加明顯，工程實(shí)際中施加在隔水管兩端頂張力也隨之增加，加之隔水管對(duì)其自身振動(dòng)的動(dòng)力響應(yīng)使得隔水管上下邊界所受軸向力出現(xiàn)周期性的變化，因此隔水管軸向受力的特點(diǎn)對(duì)隔水管的軸向強(qiáng)度提出更高的要求；在垂直于海平面的方向上隔水管的巨大跨度使得在風(fēng)浪流聯(lián)合作用下隔水管的橫向變形大大增加，而隨著隔水管橫向形變的增加在實(shí)際鉆井過(guò)程中不可避免的將造成隔水管與其內(nèi)部鉆桿的碰撞磨損，這些特點(diǎn)要求對(duì)隔水管在其軸線方向各個(gè)位置的橫向形變量、隔水管與鉆柱碰撞磨損位置有精確認(rèn)識(shí)，同時(shí)這也對(duì)隔水管的切向強(qiáng)度提出更大要求；此外，由于海流、波浪、風(fēng)載荷等隔水管的渦激振動(dòng)更加成為其疲勞破壞的重要原因。海水流經(jīng)隔水管時(shí)會(huì)在管體兩側(cè)形成交替脫落的漩渦從而誘發(fā)隔水管的周期性振動(dòng)，而隔水管的振動(dòng)又會(huì)擾亂流產(chǎn)渦的脫落，當(dāng)漩渦的脫落頻率與隔水管的固有頻率接近時(shí)便會(huì)發(fā)生鎖定現(xiàn)象，隔水管結(jié)構(gòu)發(fā)生大幅共振，加速隔水管的疲勞破壞。
[0004]目前，對(duì)于隔水管或者海洋立管的研究大致分為三大類別:試驗(yàn)方法、數(shù)值方法、半經(jīng)驗(yàn)公式。其中，對(duì)于試驗(yàn)方法而言，隔水管的軸向受力變化情況，橫向載荷、受力變化情況以及橫向位移、應(yīng)變的實(shí)時(shí)變化情況是一個(gè)復(fù)雜多變的變化過(guò)程；此外瀉渦脫落引發(fā)的渦激振動(dòng)是一個(gè)多物理場(chǎng)耦合，相互作用的復(fù)雜過(guò)程，對(duì)于石油工程深海鉆井更為突出的是:除風(fēng)、浪、流等海洋工況外，隔水管內(nèi)部環(huán)空部分鉆井液循環(huán)、鉆柱旋轉(zhuǎn)與隔水管的碰撞摩擦等鉆井工況對(duì)于隔水管的力學(xué)行為同樣具有很大的影響。因此，要真實(shí)試驗(yàn)研究實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中隔水管的力學(xué)性能就需要具有一套完整物理試驗(yàn)方案和精密的試驗(yàn)儀器可以把所有相關(guān)機(jī)型同步觀測(cè)，以測(cè)定其聯(lián)合效應(yīng)。物理試驗(yàn)往往很難同時(shí)提供流體的瞬時(shí)變化數(shù)據(jù)，因此全面真實(shí)的模擬隔水管工況是試驗(yàn)可信度的前提，對(duì)于隔水管和周圍流場(chǎng)的瞬時(shí)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)隔水管失效的研究更多的是著眼于隔水管的渦激振動(dòng)而忽略了深海鉆井過(guò)程是一個(gè)周期較短的工程，疲勞破壞確實(shí)會(huì)對(duì)隔水管的壽命造成損傷，然而相較于風(fēng)浪流等載荷的突變而造成的失效，隔水管渦激振動(dòng)而引發(fā)的疲勞破壞已然處在次要地位。即便是對(duì)于渦激振動(dòng)而言，國(guó)內(nèi)外對(duì)隔水管失效的研究進(jìn)行了不同海洋工況、不同長(zhǎng)細(xì)t匕、不同材料的隔水管渦激振動(dòng)試驗(yàn)。其中，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者所進(jìn)行的隔水管或立管渦激振動(dòng)試驗(yàn)主要將試驗(yàn)重點(diǎn)集中在來(lái)流類型以及長(zhǎng)細(xì)比的改變和雷諾數(shù)的跨度上。如:2005年，Chaplin開展了階梯流情況下的柔性立管潤(rùn)激振動(dòng)試驗(yàn)。2006年，Trim等在Marintek海洋拖拽水池進(jìn)行試驗(yàn)，獲得了不同水流條件、高模態(tài)響應(yīng)情況下高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，2009年，大連理工的張建僑在大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室的非線性波浪水槽中開展了細(xì)長(zhǎng)柔性立管渦激振動(dòng)試驗(yàn)等。但是，對(duì)于海洋鉆井過(guò)程中大長(zhǎng)細(xì)比隔水管的渦激振動(dòng)特性的復(fù)雜工況研究較為缺乏，2008年，郭海燕在原有試驗(yàn)基礎(chǔ)上優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)考慮了不同張緊力、內(nèi)流流速和質(zhì)量比等因素對(duì)立管渦激振動(dòng)響應(yīng)的影響；2011年，郭海燕又在中國(guó)海洋大學(xué)的“風(fēng)-浪-流”聯(lián)合水槽中進(jìn)行立管在不同內(nèi)流、外流和頂張力作用下渦激振動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)。上述幾個(gè)考慮立管內(nèi)流的試驗(yàn)雖然對(duì)于隔水管鉆井工況的模擬有進(jìn)一步提升卻依然不能較為全面的模擬真實(shí)海洋鉆井過(guò)程中隔水管的實(shí)際工況，對(duì)于隔水管力學(xué)行為的研究依舊不夠全面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠全面準(zhǔn)確的模擬隔水管在深海鉆井工況下力學(xué)行為的基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，它包括上滑動(dòng)導(dǎo)軌、下滑動(dòng)導(dǎo)軌、上拖車連接板、下拖車連接板、頂張力施加機(jī)構(gòu)、鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、潛水泵、空氣壓縮機(jī)、變頻器、伺服電機(jī)編碼器、內(nèi)流流量計(jì)和控制箱，變頻器和伺服電機(jī)編碼器設(shè)置于防水箱內(nèi)，上拖車連接板連接在上滑動(dòng)導(dǎo)軌上，下拖車連接板連接在下滑動(dòng)導(dǎo)軌上，上拖車連接板和下拖車連接板之間沿從上到下的方向設(shè)置有順次連接的上三分力儀、上部連接結(jié)構(gòu)、隔水管、下部連接結(jié)構(gòu)和下三分力儀，
所述的上部連接結(jié)構(gòu)包括電機(jī)支架、波紋管、上三通接頭、上軸承蓋、板件A和上寶塔接頭，固定連接于上拖車連接板上的三分力儀的下端通過(guò)連接件與電機(jī)支架連接，驅(qū)動(dòng)裝置固定安裝于電機(jī)支架上，驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接上夾持刀桿，電機(jī)支架上還設(shè)置有上固定支撐座，上夾持刀桿旋轉(zhuǎn)安裝于上固定支撐座的軸孔內(nèi)并通過(guò)鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)上夾持刀桿沿其軸線方向的定位，上固定支撐座的下端依次連接波紋管和上三通接頭，上夾持刀桿的下端伸入波紋管內(nèi)，上固定支撐座與波紋管之間設(shè)置有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，上三通接頭的下端口固定連接上軸承蓋，上軸承蓋內(nèi)部設(shè)置有容置上關(guān)節(jié)軸承的凹槽A，上軸承蓋上設(shè)置有連通凹槽A的上管接頭，上管接頭與上三通接頭連接，上關(guān)節(jié)軸承安裝于上軸承蓋的凹槽A內(nèi)，并由與上軸承蓋固定連接的板件A夾緊固定，上寶塔接頭的下端穿過(guò)上關(guān)節(jié)軸承并通過(guò)上端法蘭結(jié)構(gòu)固定；
所述的頂張力施加機(jī)構(gòu)包括與上拖車連接板固定連接的導(dǎo)軌塊A和由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)的滑塊A，導(dǎo)軌塊A上設(shè)置有垂直滑軌，滑塊A滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，滑塊A上固定連接有板件C，板件C上固定設(shè)置有兩個(gè)測(cè)量頂張力大小的傳感器，傳感器的一端固定安裝于板件C上，傳感器的另一端固定安裝于上軸承蓋上，兩個(gè)傳感器關(guān)于上寶塔接頭的軸線對(duì)稱；
所述的下部連接結(jié)構(gòu)包括下固定支撐座、下三通接頭、下軸承蓋、板件B和下寶塔接頭，下夾持刀桿旋轉(zhuǎn)安裝于下固定支撐座的軸孔內(nèi)，并通過(guò)鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)下夾持刀桿沿其軸線方向的定位，下夾持刀桿的上端伸入下三通接頭內(nèi)，下三通接頭的下端口設(shè)置有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，下三通接頭的上端口連接下軸承蓋，下軸承蓋內(nèi)部設(shè)置有容置下關(guān)節(jié)軸承的凹槽B，下軸承蓋的下部設(shè)置有連通凹槽A的下管接頭，下管接頭與下三通接頭連接，下關(guān)節(jié)軸承安裝于下軸承蓋的凹槽B內(nèi)，并由與下軸承蓋固定連接的板件B夾緊固定，下寶塔接頭的上端穿過(guò)下關(guān)節(jié)軸承并通過(guò)下端法蘭結(jié)構(gòu)固定，板件B通過(guò)連接件與下三分力儀的上端固定連接，下三分力儀的下端與下拖車連接板固定連接；
所述的鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與下拖車連接板固定連接的導(dǎo)軌塊B和由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)的滑塊B，導(dǎo)軌塊B下設(shè)置有垂直滑軌，滑塊B滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，滑塊B與下固定支撐座固定連接；
隔水管的上端與上寶塔接頭連接，隔水管的下端與下寶塔接頭連接，鉆柱設(shè)置于隔水管內(nèi)，鉆柱的上端安裝于上夾持刀桿上，鉆柱的下端安裝于下夾持刀桿上；
所述的空氣壓縮機(jī)的出氣口安裝有分流閥，分流閥通過(guò)管路A連接氣缸機(jī)構(gòu)A，管路A上安裝有五位三通閥A，分流閥通過(guò)管路B連接氣缸機(jī)構(gòu)B，管路B上安裝有五位三通閥B ；潛水泵通過(guò)輸水管連通下三通接頭的第三端口，上三通接頭的第三端口連接渦輪流量
計(jì)；
變頻器通過(guò)電纜連接潛水泵、伺服電機(jī)編碼器通過(guò)電纜連接驅(qū)動(dòng)裝置；
變頻器、伺服電機(jī)編碼器、渦輪流量計(jì)、傳感器、五位三通閥A和五位三通閥B均通過(guò)電纜連接控制箱。
[0008]所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)和與伺服電機(jī)連接的減速機(jī)，伺服電機(jī)編碼器通過(guò)電纜連接伺服電機(jī)。
[0009]采用一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，它包括以下步驟:
51、頂張力調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥A調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)氣缸機(jī)構(gòu)A的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊A沿導(dǎo)軌塊A上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A帶動(dòng)上軸承蓋向上或向下運(yùn)動(dòng)，隔水管上端與上軸承蓋固定連接，隔水管下端與板件B固定連接，由于板件B與通過(guò)下三分力儀與下拖車連接板固定連接，從而通過(guò)軸承蓋的向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隔水管的頂張力大小的調(diào)節(jié)，頂張力的大小通過(guò)傳感器測(cè)得并實(shí)時(shí)反饋至控制箱；從而通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)五位三通閥A的調(diào)壓來(lái)施加試驗(yàn)所需要的頂張力；
52、鉆壓調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥B調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)氣缸機(jī)構(gòu)B的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊B沿導(dǎo)軌塊B上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A帶動(dòng)下固定支撐座向上或向下運(yùn)動(dòng)，由于鉆柱上端連接上夾持刀桿，上夾持刀桿由上固定支撐座軸向定位，上固定支撐座軸向位置固定，鉆柱下端連接下夾持刀桿，下夾持刀桿由下固定支撐座軸向定位，因而鉆柱上端固定，下端由下固定支撐座支撐，通過(guò)下固定支撐座向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱鉆壓的調(diào)節(jié)；
53、鉆柱轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，通過(guò)控制箱直接輸入伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制箱將控制信號(hào)傳輸至伺服電機(jī)編碼器，從而控制驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照設(shè)定轉(zhuǎn)速工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié);
S4、鉆井液循環(huán)調(diào)節(jié)，潛水泵輸出的鉆井液通過(guò)下三通進(jìn)入隔水管內(nèi)部并向上流動(dòng)，最終從上三通的出水口流出，上三通接頭出水口連接的渦輪流量計(jì)測(cè)得流量反饋至控制箱，通過(guò)控制箱改變變頻器輸出電壓的頻率達(dá)到實(shí)時(shí)控制潛水泵的輸出流量，從實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制鉆井液流量的功能。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供了一種能夠全面準(zhǔn)確的模擬隔水管在深海鉆井工況下與海洋環(huán)境耦合作用下的力學(xué)行為的試驗(yàn)裝置，該裝置能模擬海流環(huán)境、能施加隔水管頂部張力、能模擬不同流速的內(nèi)部鉆井液循環(huán)、能模擬不同轉(zhuǎn)速的鉆柱旋轉(zhuǎn)以及施加不同的鉆壓。
[0011]在整個(gè)試驗(yàn)裝置的空間構(gòu)型當(dāng)中隔水管模型豎直放置，上部機(jī)構(gòu)真實(shí)的再現(xiàn)了在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中隔水管的邊界條件，施加的頂張力可調(diào)節(jié)，下端連接潛水泵以抽水的形式模擬隔水管內(nèi)部鉆井液的循環(huán)，并以潛水泵與變頻器的配合使用來(lái)調(diào)節(jié)鉆井液排量并以流量計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，下部機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)的施加鉆壓，通過(guò)控制器可以方便的調(diào)節(jié)鉆柱轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)液排量的控制實(shí)現(xiàn)可視化控制，三分力儀對(duì)隔水管在空間三個(gè)方向的力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際隔水管的連接情況。通過(guò)試驗(yàn)水池所模擬的風(fēng)、浪、流作用在試驗(yàn)裝置上，或試驗(yàn)裝置水上、水下部分在水池上下兩端的拖車上同步運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行鉆井工況與海洋環(huán)境耦合作用下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)。本裝置穩(wěn)定可靠能夠在試驗(yàn)水池內(nèi)模擬多種不同鉆井參數(shù)，包括鉆井液密度、鉆井液排量、鉆柱轉(zhuǎn)速、張緊力、鉆柱拉力，以及風(fēng)、浪、流及其聯(lián)合作用下的隔水管力學(xué)行為。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明的隔水管連接結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本發(fā)明的下固定支撐座結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本發(fā)明的下固定支撐座與下夾持刀桿連接結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明的滑塊B與導(dǎo)軌塊B的配合結(jié)構(gòu)示意圖
圖中，1-上滑動(dòng)導(dǎo)軌，2-下滑動(dòng)導(dǎo)軌，3-上拖車連接板，4-下拖車連接板，5-潛水泵，6-空氣壓縮機(jī)，7-變頻器，8-伺服電機(jī)編碼器，9-內(nèi)流流量計(jì)，10-控制箱，11-防水箱，12-上三分力儀，13-隔水管，14-下三分力儀，15-電機(jī)支架，16-波紋管，17-上三通接頭，18-上軸承蓋，19-板件A，20-上寶塔接頭，21-驅(qū)動(dòng)裝置，22-上固定支撐座，23-上夾持刀桿，24-動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，25-凹槽A，26-上管接頭，27-上關(guān)節(jié)軸承，28-滑塊A，29-導(dǎo)軌塊A，30-板件C，31-下固定支撐座，32-下三通接頭，33-下軸承蓋，34-板件B，35-下寶塔接頭，36-下夾持刀桿，37-凹槽B，38-下管接頭，39-下關(guān)節(jié)軸承，40-滑塊B，41-導(dǎo)軌塊B，42-鉆柱，43-分流閥，44-管路A，45-五位三通閥A，46-管路B，47-五位三通閥B。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述: 如圖1、圖2所示，一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，它包括
上滑動(dòng)導(dǎo)軌1、下滑動(dòng)導(dǎo)軌2、上拖車連接板3、下拖車連接板4、頂張力施加機(jī)構(gòu)、鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、潛水泵5、空氣壓縮機(jī)6、變頻器7、伺服電機(jī)編碼器8、內(nèi)流流量計(jì)9和控制箱10，變頻器7和伺服電機(jī)編碼器8設(shè)置于防水箱11內(nèi)，上拖車連接板3通過(guò)螺栓緊固連接在上滑動(dòng)導(dǎo)軌I上，下拖車連接板4通過(guò)螺栓緊固連接在上滑動(dòng)導(dǎo)軌I上，拖車連接板和滑動(dòng)導(dǎo)軌便構(gòu)成了整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架的上下支撐，上拖車連接板3和下拖車連接板4之間沿從上到下的方向設(shè)置有順次連接的上三分力儀12、上部連接結(jié)構(gòu)、隔水管13、下部連接結(jié)構(gòu)和下三分力儀14，為便于測(cè)量隔水管13和鉆柱42在空間三個(gè)方向上所受力的大小，上拖車連接板3、下拖車連接板4均為不銹鋼矩形板件，在其直徑為36mm的圓上均勻分布四個(gè)通孔，通過(guò)這些孔便將上下兩個(gè)三分力儀以緊定螺釘?shù)姆绞蕉ㄎ唬i緊在相應(yīng)的拖車連接板上。
[0014]所述的上部連接結(jié)構(gòu)包括電機(jī)支架15、波紋管16、上三通接頭17、上軸承蓋18、板件A19和上寶塔接頭20，上三分力儀12上端與上拖車連接板3固定連接，上三分力儀12下端通過(guò)連接件與電機(jī)支架15連接，驅(qū)動(dòng)裝置21固定安裝于電機(jī)支架15上，驅(qū)動(dòng)裝置21的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接上夾持刀桿23，電機(jī)支架15上還設(shè)置有上固定支撐座22，上固定支撐座22內(nèi)設(shè)置有與上夾持刀桿23配合的軸孔，上夾持刀桿23穿過(guò)上固定支撐座22的軸孔并通過(guò)鎖緊螺釘和刀桿加工的螺紋實(shí)現(xiàn)上夾持刀桿23沿其軸線方向的定位，上夾持刀桿23與上固定支撐座22的軸孔旋轉(zhuǎn)配合，即上夾持刀桿23外徑等于上固定支撐座22內(nèi)徑可在上固定支撐座22內(nèi)周向自由旋轉(zhuǎn)，上固定支撐座22的下端依次連接波紋管16和上三通接頭17，上夾持刀桿23的下端伸入波紋管16內(nèi)，上固定支撐座22與波紋管16之間設(shè)置有密封波紋管16上端口、并允許上夾持刀桿23旋轉(zhuǎn)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)24，上三通接頭17的下端口固定連接上軸承蓋18，上軸承蓋18內(nèi)部設(shè)置有容置上關(guān)節(jié)軸承27的凹槽A25，上軸承蓋18上設(shè)置有連通凹槽A25的上管接頭26，上管接頭26與上三通接頭17連接，上關(guān)節(jié)軸承27安裝于上軸承蓋18的凹槽A25內(nèi)，設(shè)置于軸承下部的板件A19與上軸承蓋18固定連接，上關(guān)節(jié)軸承27由上軸承蓋18和板件A19夾緊固定，上寶塔接頭20的下端穿過(guò)上關(guān)節(jié)軸承27并通過(guò)上端法蘭結(jié)構(gòu)固定，板件A19上設(shè)置有用于上寶塔接頭20穿出的讓位孔。
[0015]所述的頂張力施加機(jī)構(gòu)包括與上拖車連接板3固定連接的導(dǎo)軌塊A29和由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)的滑塊A28，導(dǎo)軌塊A29上設(shè)置有垂直滑軌，滑塊A28滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，滑塊A28上固定連接有板件C30，板件C30上固定設(shè)置有兩個(gè)測(cè)量頂張力大小的傳感器，傳感器的一端固定安裝于板件C30上，傳感器的另一端固定安裝于上軸承蓋18上，兩個(gè)傳感器關(guān)于上寶塔接頭20的軸線對(duì)稱。
[0016]所述的下部連接結(jié)構(gòu)包括下固定支撐座31、下三通接頭32、下軸承蓋33、板件B34和下寶塔接頭35，下固定支撐座31內(nèi)設(shè)置有與下夾持刀桿36配合的軸孔，如圖3、圖4所示，下夾持刀桿36穿過(guò)下固定支撐座31的軸孔并通過(guò)鎖緊螺釘和刀桿加工的螺紋實(shí)現(xiàn)下夾持刀桿36沿其軸線方向的定位，下夾持刀桿36與下固定支撐座31的軸孔旋轉(zhuǎn)配合，即下夾持刀桿36外徑等于下固定支撐座31內(nèi)徑可在下固定支撐座31內(nèi)周向自由旋轉(zhuǎn)，下夾持刀桿36的上端伸入下三通接頭32內(nèi)，下三通接頭32的下端口設(shè)置有密封下三通接頭32的下端口、并允許下夾持刀桿36旋轉(zhuǎn)的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)24，下三通接頭32的上端口連接下軸承蓋33，下軸承蓋33內(nèi)部設(shè)置有容置下關(guān)節(jié)軸承39的凹槽B37，下軸承蓋33的下部設(shè)置有連通凹槽A25的下管接頭38，下管接頭38與下三通接頭32連接，下關(guān)節(jié)軸承39安裝于下軸承蓋33的凹槽B37內(nèi)，設(shè)置于軸承上部的板件B34與下軸承蓋33固定連接，下關(guān)節(jié)軸承39由下軸承蓋33和板件B34夾緊固定，下寶塔接頭35的上端穿過(guò)下關(guān)節(jié)軸承39并通過(guò)下端法蘭結(jié)構(gòu)固定，板件B34上設(shè)置有用于下寶塔接頭35穿出的讓位孔，板件B34通過(guò)連接件與下三分力儀14的上端固定連接，下三分力儀14的下端與下拖車連接板4固定連接。
[0017]所述的鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與下拖車連接板4固定連接的導(dǎo)軌塊B41和由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)的滑塊B40，導(dǎo)軌塊B41下設(shè)置有垂直滑軌，滑塊B40滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，如圖5所示，滑塊MO與下固定支撐座31固定連接。
[0018]隔水管13的上端與上寶塔接頭20連接并以抱箍固定，隔水管13的下端與下寶塔接頭35連接并以抱箍固定，鉆柱42設(shè)置于隔水管13內(nèi)，鉆柱42的上端安裝于上夾持刀桿23上，鉆柱42的下端安裝于下夾持刀桿36上；安裝鉆柱42時(shí)，鉆柱42插入夾持刀桿端部的刀桿芯后旋鈕鎖緊刀桿帽將之鎖緊。
[0019]所述的空氣壓縮機(jī)6的出氣口安裝有分流閥43，分流閥43通過(guò)管路A44連接氣缸機(jī)構(gòu)A，管路A44上安裝有五位三通閥A45，分流閥43通過(guò)管路B46連接氣缸機(jī)構(gòu)B，管路B46上安裝有五位三通閥B47，受壓縮后一定壓強(qiáng)的壓力氣體一路經(jīng)過(guò)五位三通閥A45連接氣缸機(jī)構(gòu)A用于施加頂張力，另一路則通過(guò)五位三通閥B47連接氣缸機(jī)構(gòu)B，用于施加鉆壓。
[0020]為了全面模擬隔水管13鉆井工況時(shí)對(duì)于內(nèi)部流體流速的要求，潛水泵5通過(guò)輸水管連通下三通接頭32的第三端口并通過(guò)抱箍固定連接部，以隔水管13本身為鉆井液內(nèi)流路徑，從下三通接頭32吸入水流又經(jīng)過(guò)上寶塔接頭20、上三通接頭17排出，上三通接頭17的第三端口連接渦輪流量計(jì)。
[0021]變頻器7通過(guò)電纜連接潛水泵5，為了全面模擬隔水管13鉆井工況時(shí)對(duì)于內(nèi)部鉆柱42轉(zhuǎn)速的要求， 伺服電機(jī)編碼器8通過(guò)電纜連接驅(qū)動(dòng)裝置21的伺服電機(jī)。
[0022]變頻器7、伺服電機(jī)編碼器8、渦輪流量計(jì)、傳感器、五位三通閥A45和五位三通閥B47均通過(guò)電纜連接控制箱10。變頻器7和伺服電機(jī)編碼器8設(shè)置于防水箱11內(nèi)，防水箱11通過(guò)一根通訊線連接控制箱10以此實(shí)現(xiàn)鉆井液流速、鉆柱42轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)的可視化控制。
[0023]上三分力儀12和下三分力儀14用于分別測(cè)量鉆柱42和隔水管13空間三個(gè)方向上受力情況。
[0024]拖車連接板連接于滑動(dòng)導(dǎo)軌上，上拖車連接板3和下拖車連接板4由伺服電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)沿滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)，可精確模擬海流流速。
[0025]所述的驅(qū)動(dòng)裝置21包括伺服電機(jī)和與伺服電機(jī)連接的減速機(jī)。
[0026]所述的電機(jī)支架15包括上接觸板、下接觸板和連接上接觸板和下接觸板的連接
部，其近似呈“ ? ”型，上接觸板通過(guò)連接桿與固設(shè)于上三分力儀12的下端面上的連接板
固定連接，上接觸板開有通孔，孔徑為減速機(jī)止口直徑，伺服電機(jī)與減速機(jī)連接后通過(guò)螺栓連接在上接觸板上，上接觸板與減速機(jī)接觸面上開有孔，減速機(jī)輸出軸通過(guò)該孔連接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器另一端連接上夾持刀桿23，下接觸板平行于豎直平面的面連接固定支撐座保證鉆柱42良好的垂直性和對(duì)中性。
[0027]所述的上軸承蓋18和下軸承蓋33內(nèi)部均設(shè)計(jì)制造有兩級(jí)臺(tái)階，第一級(jí)臺(tái)階形成凹槽的用于與板件對(duì)向心關(guān)節(jié)軸承進(jìn)行軸向定位，軸承蓋內(nèi)徑與向心關(guān)節(jié)軸承過(guò)盈配合對(duì)軸承進(jìn)行周向定位，同時(shí)保證密封性；第二級(jí)臺(tái)階形成的凹槽則是為了給穿過(guò)軸承的寶塔接頭在試驗(yàn)時(shí)繞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)提供空間條件，寶塔接頭穿過(guò)關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑并以自生的法蘭結(jié)構(gòu)定位。軸承蓋和板件通過(guò)螺栓連接并通過(guò)置于軸承蓋內(nèi)的O型圈較好的密封，板件A19和板件B34為一 5_厚的矩形鋁板，開有螺栓孔，同時(shí)開有供寶塔接頭通過(guò)的通孔。軸承蓋頂端帶法蘭結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)側(cè)的三通接頭以抱箍的方式連接。同樣以抱箍方式連接上三通接頭17與波紋管16及動(dòng)密封結(jié)構(gòu)24，用于保證整個(gè)鉆井液循環(huán)通路的氣密性。
[0028]所述潛水泵5為220V單相潛水泵5，使用時(shí)摘除水泵的啟動(dòng)電容，直接將變頻器7的輸出端W、U、V與水泵接線盒的三線連接，通過(guò)改變變頻器7輸出三相220伏電流的頻率即可達(dá)到改變鉆井液排量的目的。
[0029]采用一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，它包括以下步驟:
51、頂張力調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥A45調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)6氣缸機(jī)構(gòu)A的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊A28沿導(dǎo)軌塊A29上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A28帶動(dòng)上軸承蓋18向上或向下運(yùn)動(dòng)，隔水管13上端與上軸承蓋18固定連接，隔水管13下端與板件B34固定連接，由于板件B34與通過(guò)下三分力儀14與下拖車連接板4固定連接，從而隔水管13下部緊固夾持，上部承受拉力而實(shí)現(xiàn)了隔水管13頂張力的施加，通過(guò)軸承蓋的向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隔水管13的頂張力大小的調(diào)節(jié)，頂張力的大小通過(guò)傳感器測(cè)得并實(shí)時(shí)反饋至控制箱10 ；從而通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)五位三通閥A45的調(diào)壓來(lái)施加試驗(yàn)所需要的頂張力，滑塊A28垂直向上運(yùn)動(dòng)則頂張力變大，滑塊B40垂直向下運(yùn)動(dòng)則頂張力變??；
52、鉆壓調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥B47調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)6氣缸機(jī)構(gòu)B的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊MO沿導(dǎo)軌塊B41上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A28帶動(dòng)下固定支撐座31向上或向下運(yùn)動(dòng)，由于鉆柱42上端連接上夾持刀桿23，上夾持刀桿23由上固定支撐座22軸向定位，上固定支撐座22軸向位置固定，鉆柱42下端連接下夾持刀桿36，下夾持刀桿36由下固定支撐座31軸向定位，因而鉆柱42上端固定，下端由下固定支撐座31支撐，通過(guò)下固定支撐座31向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱42鉆壓的調(diào)節(jié)；
53、鉆柱42轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，通過(guò)控制箱10直接輸入伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制箱10將控制信號(hào)傳輸至伺服電機(jī)編碼器8，從而控制驅(qū)動(dòng)裝置21的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照設(shè)定轉(zhuǎn)速工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱42轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；
54、鉆井液循環(huán)調(diào)節(jié)，潛水泵5輸出的鉆井液通過(guò)下三通進(jìn)入隔水管13內(nèi)部并向上流動(dòng)，最終從上三通的出水口流出，上三通接頭17出水口連接的渦輪流量計(jì)測(cè)得流量反饋至控制箱10，通過(guò)控制箱10改變變頻器7輸出電壓的頻率達(dá)到實(shí)時(shí)控制潛水泵5的輸出流量，從實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制鉆井液流量的功能，自下至上鉆井液經(jīng)過(guò)潛水泵5、下三通接頭32、下軸承蓋33、下寶塔接頭35、隔水管13、上寶塔接頭20、上軸承蓋18、上三通接頭17便形成了鉆井液循環(huán)路徑；上部的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)24和下部的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)24實(shí)現(xiàn)鉆井液回路的密封。
【權(quán)利要求】
1.一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:它包括上滑動(dòng)導(dǎo)軌(1)、下滑動(dòng)導(dǎo)軌(2)、上拖車連接板(3)、下拖車連接板(4)、頂張力施加機(jī)構(gòu)、鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、潛水泵(5)、空氣壓縮機(jī)(6)、變頻器(7)、伺服電機(jī)編碼器(8)、內(nèi)流流量計(jì)(9)和控制箱(10)，變頻器(7)和伺服電機(jī)編碼器(8)設(shè)置于防水箱(11)內(nèi)，上拖車連接板(3)連接在上滑動(dòng)導(dǎo)軌(1)上，下拖車連接板(4)連接在下滑動(dòng)導(dǎo)軌(2)上，上拖車連接板(3)和下拖車連接板(4)之間沿從上到下的方向設(shè)置有順次連接的上三分力儀(12 )、上部連接結(jié)構(gòu)、隔水管(13)、下部連接結(jié)構(gòu)和下三分力儀(14)， 所述的上部連接結(jié)構(gòu)包括電機(jī)支架(15)、波紋管(16)、上三通接頭(17)、上軸承蓋(18)、板件A (19)和上寶塔接頭(20)，固定連接于上拖車連接板(3)上的三分力儀的下端通過(guò)連接件與電機(jī)支架(15 )連接，驅(qū)動(dòng)裝置(21)固定安裝于電機(jī)支架(15 )上，驅(qū)動(dòng)裝置(21)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接上夾持刀桿(23)，電機(jī)支架(15)上還設(shè)置有上固定支撐座(22)，上夾持刀桿(23)旋轉(zhuǎn)安裝于上固定支撐座(22)的軸孔內(nèi)并通過(guò)鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)上夾持刀桿(23)沿其軸線方向的定位，上固定支撐座(22)的下端依次連接波紋管(16)和上三通接頭(17)，上夾持刀桿(23)的下端伸入波紋管(16)內(nèi)，上固定支撐座(22)與波紋管(16)之間設(shè)置有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)(24)，上三通接頭(17)的下端口固定連接上軸承蓋(18)，上軸承蓋(18)內(nèi)部設(shè)置有容置上關(guān)節(jié)軸承(27)的凹槽A (25)，上軸承蓋(18)上設(shè)置有連通凹槽A (25)的上管接頭(26 )，上管接頭(26 )與上三通接頭(17 )連接，上關(guān)節(jié)軸承(27 )安裝于上軸承蓋(18)的凹槽A(25)內(nèi)，并由與上軸承蓋(18)固定連接的板件A (19)夾緊固定，上寶塔接頭(20)的下端穿過(guò)上關(guān)節(jié)軸承(27)并通過(guò)上端法蘭結(jié)構(gòu)固定； 所述的頂張力施加機(jī)構(gòu)包括與上拖車連接板(3)固定連接的導(dǎo)軌塊A (29)和由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)的滑塊A (28)，導(dǎo)軌塊A (29)上設(shè)置有垂直滑軌，滑塊A (28)滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)A驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，滑塊A (28)上固定連接有板件C (30)，板件C (30)上固定設(shè)置有兩個(gè)測(cè)量頂張力大小的傳感器，傳感器的一端固定安裝于板件C (30)上，傳感器的另一端固定安裝于上軸承蓋(18)上，兩個(gè)傳感器關(guān)于上寶塔接頭(20)的軸線對(duì)稱； 所述的下部連接結(jié)構(gòu)包括下固定支撐座(31)、下三通接頭(32)、下軸承蓋(33)、板件B(34)和下寶塔接頭(35)，下夾持刀桿(36)旋轉(zhuǎn)安裝于下固定支撐座(31)的軸孔內(nèi)，并通過(guò)鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)下夾持刀桿(36)沿其軸線方向的定位，下夾持刀桿(36)的上端伸入下三通接頭(32)內(nèi)，下三通接頭(32)的下端口設(shè)置有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)(24)，下三通接頭(32)的上端口連接下軸承蓋(33 )，下軸承蓋(33 )內(nèi)部設(shè)置有容置下關(guān)節(jié)軸承(39 )的凹槽B (37 )，下軸承蓋(33)的下部設(shè)置有連通凹槽A (25)的下管接頭(38)，下管接頭(38)與下三通接頭(32)連接，下關(guān)節(jié)軸承(39)安裝于下軸承蓋(33)的凹槽B (37)內(nèi)，并由與下軸承蓋(33)固定連接的板件B (34)夾緊固定，下寶塔接頭(35)的上端穿過(guò)下關(guān)節(jié)軸承(39)并通過(guò)下端法蘭結(jié)構(gòu)固定，板件B (34)通過(guò)連接件與下三分力儀(14)的上端固定連接，下三分力儀(14)的下端與下拖車連接板(4)固定連接； 所述的鉆壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與下拖車連接板(4)固定連接的導(dǎo)軌塊B (41)和由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)的滑塊B (40)，導(dǎo)軌塊B (41)下設(shè)置有垂直滑軌，滑塊B (40)滑動(dòng)設(shè)置于垂直滑軌上并由氣缸機(jī)構(gòu)B驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)，滑塊B (40)與下固定支撐座(31)固定連接； 隔水管(13)的上端與上寶塔接頭(20)連接，隔水管(13)的下端與下寶塔接頭(35)連接，鉆柱(42)設(shè)置于隔水管(13)內(nèi)，鉆柱(42)的上端安裝于上夾持刀桿(23)上，鉆柱(42)的下端安裝于下夾持刀桿(36)上； 所述的空氣壓縮機(jī)(6)的出氣口安裝有分流閥(43)，分流閥(43)通過(guò)管路A (44)連接氣缸機(jī)構(gòu)A，管路A (44)上安裝有五位三通閥A (45)，分流閥(43)通過(guò)管路B (46)連接氣缸機(jī)構(gòu)B，管路B (46)上安裝有五位三通閥B (47)； 潛水泵(5)通過(guò)輸水管連通下三通接頭(32)的第三端口，上三通接頭(17)的第三端口連接渦輪流量計(jì)； 變頻器(7)通過(guò)電纜連接潛水泵(5)、伺服電機(jī)編碼器(8)通過(guò)電纜連接驅(qū)動(dòng)裝置(21)； 變頻器(7)、伺服電機(jī)編碼器(8)、渦輪流量計(jì)、傳感器、五位三通閥A (45)和五位三通閥B (47)均通過(guò)電纜連接控制箱(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)裝置(21)包括伺服電機(jī)和與伺服電機(jī)連接的減速機(jī)，伺服電機(jī)編碼器(8)通過(guò)電纜連接伺服電機(jī)。
3.采用如權(quán)利要求1所述的一種基于深水鉆井工況下的隔水管力學(xué)行為試驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:它包括以下步驟: S1、頂張力調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥A(45)調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)(6)氣缸機(jī)構(gòu)A的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊A (28)沿導(dǎo)軌塊A (29)上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A (28)帶動(dòng)上軸承蓋(18)向上或向下運(yùn)動(dòng)，隔水管(13)上端與上軸承蓋(18)固定連接，隔水管(13)下端與板件B (34)固定連接，由于板件B (34)與通過(guò)下三分力儀(14)與下拖車連接板(4)固定連接，從而通過(guò)軸承蓋的向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隔水管(13)的頂張力大小的調(diào)節(jié)，頂張力的大小通過(guò)傳感器測(cè)得并實(shí)時(shí)反饋至控制箱(10)，從而通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)五位三通閥A (45)的調(diào)壓來(lái)施加試驗(yàn)所需要的頂張力； S2、鉆壓調(diào)節(jié)，控制器通過(guò)五位三通閥B(47)調(diào)節(jié)輸送至空氣壓縮機(jī)(6)氣缸機(jī)構(gòu)B的氣壓，驅(qū)動(dòng)滑塊B (40)沿導(dǎo)軌塊B (41)上的垂直滑軌運(yùn)動(dòng)，由滑塊A (28)帶動(dòng)下固定支撐座(31)向上或向下運(yùn)動(dòng)，由于鉆柱(42)上端連接上夾持刀桿(23)，上夾持刀桿(23)由上固定支撐座(22)軸向定位，上固定支撐座(22)軸向位置固定，鉆柱(42)下端連接下夾持刀桿(36)，下夾持刀桿(36)由下固定支撐座(31)軸向定位，因而鉆柱(42)上端固定，下端由下固定支撐座(31)支撐，通過(guò)下固定支撐座(31)向上或向下運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱(42)鉆壓的調(diào)節(jié)； S3、鉆柱(42)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，通過(guò)控制箱(10)直接輸入伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制箱(10)將控制信號(hào)傳輸至伺服電機(jī)編碼器(8)，從而控制驅(qū)動(dòng)裝置(21)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照設(shè)定轉(zhuǎn)速工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆柱(42)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；S4、鉆井液循環(huán)調(diào)節(jié)，潛水泵(5)輸出的鉆井液通過(guò)下三通進(jìn)入隔水管(13)內(nèi)部并向上流動(dòng)，最終從上三通的出水口流出，上三通接頭(17)出水口連接的渦輪流量計(jì)測(cè)得流量反饋至控制箱(10)，通過(guò)控制箱(10)改變變頻器(7)輸出電壓的頻率達(dá)到實(shí)時(shí)控制潛水泵(5 )的輸出流量，從實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制鉆井液流量的功能。
【文檔編號(hào)】E21B47/007GK103726832SQ201310725402
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】劉清友, 毛良杰, 周守為, 姜偉, 伊海洋, 楊秀夫, 劉正禮, 黃鑫, 付強(qiáng), 任濤, 王國(guó)榮, 易楊 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)