[发明专利]一种钻井岩石力学多参数测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，特别是涉及一种钻井岩石力学多参数测试装置，可同时实现岩石单轴抗压强度和岩石可钻性测试，以及钻压和转速优选。

背景技术

岩石力学在石油钻井工程中的应用变得日趋重要，获取与钻井工程相关的岩石力学参数对于完成高质量的钻井工程设计必不可少。

钻井工程中主要涉及的岩石力学参数包括岩石单轴抗压强度和岩石可钻性，岩石单轴抗压强度和岩石可钻性主要表征岩石抵抗工具破岩的能力，是钻井工程中钻具优选的基本依据，而钻压和转速作为钻井工程设计方案中指导现场施工的主要依据，钻压和转速的优选对于安全、高效、快速钻进具有重要意义。

钻井工程中所涉及的地层多为2000米以下的深部地层，岩心获取非常困难且昂贵，由于绝大部分岩石力学实验都是破坏性试验，因此，地质取心所获取的岩心数量远不能满足工程设计的需要，如何以尽可能少的岩心获取尽可能多的钻井岩石力学参数成为石油工程领域亟待解决的问题。

钻井工程中岩样需要测试的相关岩石力学参数较多，现有的岩石单轴抗压强度测试设备和岩石可钻性测试设备完全独立，如果可以在一台设备上完成所有测试，并且尽可能使用较少的岩心，那么不仅可以提高单台设备利用率，也可以极大地节约实验成本。

划痕法测试岩石单轴抗压强度是一种基于统计回归和机械比能原理的非破坏性岩石单轴抗压强度测试方法，可以在完成测试后保证岩样的完整性，在批量测试时相比直接压入法而言具有显著优势。

感应式力矩测量机构，采用感应式集流环，利用电磁感应的原理将旋转部分的电信号传到固定部分上去，不存在各种接触点，所以不存在接触电阻等问题，由于实现了无接触信号传递，因而消除了摩擦升温的热电势，适用于旋转体的力矩测试。

微钻头法是石油工程钻井领域一种常用的室内岩石可钻性测试方法，并已形成石油与天然气行业标准。

液压作动器是按照确定的控制规律通过液压对控制对象施加控制力的装置，主要应用于动力学试验设备。

齿轮变速机构是利用不同半径齿轮间的切换，实现不同转速输出的一种机械结构。

可变速电机根据变速方式的不同分为调压调速、变极调速、变频调速和抽头调速等多个类型，主要应用于机械制造和节能改造等领域。

微型水龙头与水龙头原理一致，水龙头是一种旋转注入机构，具有较好的旋转密封特性，主要应用于石油钻井工程领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井岩石力学多参数测试装置，利用划痕刀具和感应式力矩测量机构配合测试岩石单轴抗压强度，利用微钻头测试岩石可钻性，利用液压作动器、齿轮变速机构以及可变速电机配合实现钻压和转速优选。