一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，是由架體、調(diào)速電機、巖心管、鉆頭、巖樣箱、油缸、液壓控制系統(tǒng)和沉淀罐組成，其中調(diào)速電機吊掛在架體上端的橫梁上，調(diào)速電機的下端與水龍頭連接，水龍頭與巖心管的內(nèi)腔連通，巖樣箱設(shè)在承托板上，承托板的兩端通過滑套與架體兩側(cè)的立柱連接，油缸設(shè)在承托板的下部，油缸的活塞桿抵靠在承托板的板底，液壓控制系統(tǒng)控制油缸的活塞桿進行上下運動，巖樣箱連通有排液管，水龍頭、巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，有益效果：能夠精確控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液流量及平均機械鉆速等參數(shù)，有利于研究各參數(shù)之間的相互關(guān)系，為優(yōu)化鉆進參數(shù)組合和鉆頭結(jié)構(gòu)類型提供依據(jù)。
【專利說明】一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗臺，特別涉及一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在進行鉆探作業(yè)中，鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液流量、鉆井液及鉆頭類型等參數(shù)對機械鉆速有著重要的影響，研究各參數(shù)之間的關(guān)系，分析各參數(shù)對機械鉆速的影響規(guī)律，進而優(yōu)化鉆進參數(shù)組合、優(yōu)選鉆頭類型，對提高鉆進速度、確保鉆進安全具有重要意義，但目前尚沒有相應(yīng)的測量方法和實驗裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有有效獲取鉆探參數(shù)的實驗裝置的問題而提供的一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺。
[0004]本實用新型所述的模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺是由架體、調(diào)速電機、巖心管、鉆頭、巖樣箱、油缸、液壓控制系統(tǒng)和沉淀罐組成，其中調(diào)速電機吊掛在架體上端的橫梁上，調(diào)速電機的下端與水龍頭連接，水龍頭與巖心管的內(nèi)腔連通，調(diào)速電機與水龍頭之間的連接部位設(shè)有扭矩傳感器，巖心管的下端連接鉆頭，鉆頭上設(shè)有熱電偶，巖樣箱設(shè)在承托板上，承托板的兩端通過滑套與架體兩側(cè)的立柱連接，油缸設(shè)在承托板的下部，油缸的活塞桿抵靠在承托板的板底，承托板能夠在油缸的作用下帶動巖樣箱沿架體兩側(cè)的立柱進行上下滑動，油缸上設(shè)有壓力傳感器和位移傳感器，壓力傳感器與液壓控制系統(tǒng)相連接，液壓控制系統(tǒng)控制油缸的活塞桿進行上下運動，巖樣箱連通有排液管，巖樣箱內(nèi)的鉆井液通過排液管輸送到沉淀罐內(nèi)，沉淀罐還連通有鉆井液的輸送管，輸送管的出液口與水龍頭的內(nèi)腔相連通，水龍頭、巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，與沉淀罐連通的輸送管上依次設(shè)有流量計、泥漿泵和單向閥。
[0005]調(diào)速電機為無級調(diào)速電機。
[0006]扭矩傳感器、熱電偶和流量計的參數(shù)經(jīng)過無線發(fā)射器傳送到與電腦連接的無線裝置上，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后由組態(tài)軟件實時顯示。
[0007]承托板兩端的滑套內(nèi)設(shè)有銅套或軸承。
[0008]巖樣箱上設(shè)有兩個夾持器，巖樣箱的兩側(cè)設(shè)有臺肩，臺肩能夠在巖樣箱底板上的導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。
[0009]本實用新型的工作原理:
[0010]調(diào)速電機、扭矩傳感器、水龍頭、巖心管和鉆頭共同組成回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)速度可由調(diào)速電機進行無級調(diào)節(jié)。油缸的活塞桿在液壓控制系統(tǒng)的操控下帶動巖樣箱沿架體兩側(cè)的立柱上下運動，用于模擬鉆進給進系統(tǒng)，鉆壓通過油缸上下腔壓力差及巖樣箱和巖石重量計算獲得。扭矩傳感器、壓力傳感器、熱電偶、位移傳感器和流量計分別用于檢測鉆進過程中的扭矩、轉(zhuǎn)速、鉆壓、切削熱、鉆進進尺和平均機械鉆速、鉆井液流量等參數(shù)，并由組態(tài)軟件實時動態(tài)顯不。鉆進時，調(diào)速電機帶動巖心管、鉆頭回轉(zhuǎn)，油缸的活塞桿推動巖樣箱向上運動實現(xiàn)給進，巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，泥漿泵循環(huán)鉆井液，從而真實地模擬鉆進過程。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]能夠?qū)崟r檢測鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、平均機械鉆速、鉆進進尺、切削溫度、鉆井液流量和泵壓等參數(shù)，并能夠精確控制鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液流量及平均機械鉆速等參數(shù)，有利于研究各參數(shù)之間的相互關(guān)系，為優(yōu)化鉆進參數(shù)組合和鉆頭結(jié)構(gòu)類型提供依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型所述的巖樣箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]1、架體2、調(diào)速電機3、巖心管4、鉆頭5、巖樣箱
[0016]6、油缸7、液壓控制系統(tǒng)8、沉淀罐9、橫梁
[0017]10、扭矩傳感器11、熱電偶12、承托板13、滑套
[0018]14、立柱15、活塞桿 16、壓力傳感器 17、位移傳感器
[0019]18、排液管19、輸送管20、流量計21、泥漿泵
[0020]22、單向閥23、夾持器24、臺肩25、導(dǎo)向槽26、水龍頭。
【具體實施方式】:
[0021]請參閱圖1和圖2所示:
[0022]本實用新型所述的模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺是由架體1、調(diào)速電機2、巖心管3、鉆頭4、巖樣箱5、油缸6、液壓控制系統(tǒng)7和沉淀罐8組成,其中調(diào)速電機2吊掛在架體I上端的橫梁9上，調(diào)速電機2的下端與水龍頭26連接，水龍頭26與巖心管3的內(nèi)腔連通，調(diào)速電機2與水龍頭26之間的連接部位設(shè)有扭矩傳感器10，巖心管3的下端連接鉆頭4，鉆頭4上設(shè)有熱電偶11，巖樣箱5設(shè)在承托板12上，承托板12的兩端通過滑套13與架體I兩側(cè)的立柱14連接，油缸6設(shè)在承托板12的下部，油缸6的活塞桿15抵靠在承托板12的板底，承托板12能夠在油缸6的作用下帶動巖樣箱5沿架體I兩側(cè)的立柱14進行上下滑動，油缸6上設(shè)有壓力傳感器16和位移傳感器17，壓力傳感器16與液壓控制系統(tǒng)7相連接，液壓控制系統(tǒng)7控制油缸6的活塞桿15進行上下運動,巖樣箱5連通有排液管18,巖樣箱5內(nèi)的鉆井液通過排液管18輸送到沉淀罐8內(nèi)，沉淀罐8還連通有鉆井液的輸送管19，輸送管19的出液口與水龍頭26的內(nèi)腔相連通，水龍頭26、巖心管3、鉆頭4、巖樣箱5和沉淀罐8形成為一循環(huán)液路，與沉淀罐8連通的輸送管19上依次設(shè)有流量計20、泥漿泵21和單向閥22。
[0023]調(diào)速電機2為無級調(diào)速電機。
[0024]扭矩傳感器10、熱電偶11和流量計20的參數(shù)經(jīng)過無線發(fā)射器傳送到與電腦連接的無線裝置上，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后由組態(tài)軟件實時顯示。
[0025]承托板12兩端的滑套13內(nèi)設(shè)有銅套或軸承。
[0026]巖樣箱5上設(shè)有兩個夾持器23,巖樣箱5的兩側(cè)設(shè)有臺肩24,臺肩24能夠在巖樣箱5底板上的導(dǎo)向槽25內(nèi)滑動。
[0027]本實用新型的工作原理:
[0028]調(diào)速電機2、扭矩傳感器10、水龍頭26、巖心管3和鉆頭4共同組成回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)速度可由調(diào)速電機2進行無級調(diào)節(jié)。油缸6的活塞桿15在液壓控制系統(tǒng)7的操控下帶動巖樣箱5沿架體I兩側(cè)的立柱14上下運動，用于模擬鉆進給進系統(tǒng)，鉆壓通過油缸6上下腔壓力差及巖樣箱5和巖石重量計算獲得。扭矩傳感器10、壓力傳感器16、熱電偶11、位移傳感器17和流量計20分別用于檢測鉆進過程中的扭矩、轉(zhuǎn)速、鉆壓、切削熱、鉆進進尺和平均機械鉆速、鉆井液流量等參數(shù)，并由組態(tài)軟件實時動態(tài)顯示。鉆進時，調(diào)速電機2帶動巖心管3、鉆頭4回轉(zhuǎn),油缸6的活塞桿15推動巖樣箱5向上運動實現(xiàn)給進,巖心管3、鉆頭26、巖樣箱5和沉淀罐8形成為一循環(huán)液路，泥漿泵21循環(huán)鉆井液，從而真實地模擬鉆進過程。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，其特征在于:是由架體、調(diào)速電機、巖心管、鉆頭、巖樣箱、油缸、液壓控制系統(tǒng)和沉淀罐組成，其中調(diào)速電機吊掛在架體上端的橫梁上，調(diào)速電機的下端與水龍頭連接，水龍頭與巖心管的內(nèi)腔連通，調(diào)速電機與水龍頭之間的連接部位設(shè)有扭矩傳感器，巖心管的下端連接鉆頭，鉆頭上設(shè)有熱電偶，巖樣箱設(shè)在承托板上，承托板的兩端通過滑套與架體兩側(cè)的立柱連接，油缸設(shè)在承托板的下部，油缸的活塞桿抵靠在承托板的板底，承托板能夠在油缸的作用下帶動巖樣箱沿架體兩側(cè)的立柱進行上下滑動，油缸上設(shè)有壓力傳感器和位移傳感器，壓力傳感器與液壓控制系統(tǒng)相連接，液壓控制系統(tǒng)控制油缸的活塞桿進行上下運動，巖樣箱連通有排液管，巖樣箱內(nèi)的鉆井液通過排液管輸送到沉淀罐內(nèi)，沉淀罐還連通有鉆井液的輸送管，輸送管的出液口與水龍頭的內(nèi)腔相連通，水龍頭、巖心管、鉆頭、巖樣箱和沉淀罐形成為一循環(huán)液路，與沉淀罐連通的輸送管上依次設(shè)有流量計、泥漿泵和單向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，其特征在于:所述的調(diào)速電機為無級調(diào)速電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，其特征在于:所述的扭矩傳感器、熱電偶和流量計的參數(shù)經(jīng)過無線發(fā)射器傳送到與電腦連接的無線裝置上，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后由組態(tài)軟件實時顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，其特征在于:所述的承托板兩端的滑套內(nèi)設(shè)有銅套或軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬鉆進系統(tǒng)實驗臺，其特征在于:所述的巖樣箱的兩側(cè)設(shè)有臺肩，臺肩能夠在巖樣箱底板上的導(dǎo)向槽內(nèi)滑動。
【文檔編號】E21B45/00GK203769758SQ201420182789
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】陳寶義, 曹品魯, 楊成, 劉春朋, 白楊, 鄭治川, 張楠, 王如生 申請人:吉林大學(xué)