[发明专利]一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试方法

说明书

本发明公开了一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试方法，通过测试平台复位、安装被测装置、选取钻井地层类型、数据检索、进行温度设置、进行速度设置、在测试过程中，平行光源发射器始终发射平行光；光敏接收器采集每一时刻平行光线的宽度与其对应时刻，并将数据由数据接口传到计算机、计算机处理数据显示测试结果，完成性能测试，以上八个步骤完成，该方法操作简便，检测效果准确，可以实时输出测试数据曲线，数据文件格式可以按要求输出保存，有利于数据的后续处理应用。

技术领域

本发明属于石油钻井领域，涉及一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试方法。

背景技术

PDC钻头也是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是地质钻探行业常用的一种钻井工具。石油勘探用复合片钻头，主要是应用在油气田的钻采用钻头。目前来说，油田用复合片钻头是所有复合片钻头里面造价最高，要求最高的。

黏/滑一直是钻井行业面临的主要挑战。黏/滑造成的动态不稳定性不仅会引起钻头过早损坏，而且还会导致BHA组件损坏和扭断。切削深度(depth of cut，以下简称DOC)控制技术是钻头设计技术进步的一个重要里程碑，该技术减缓了黏/滑振动，极大地拓宽了PDC 钻头的应用范围。

自适应钻头是针对钻头引起的黏滑问题提出的一种创新技术，能随着钻进环境变化自动调整钻头切削深度，通过切削深度控制装置抵消部分冲击，避免钻齿过度咬入地层，从而提高钻进效率，降低钻井成本。PDC钻头的自调节装置通过被动式液压机械反馈机构实现。从图2可以看出，该装置包括一个内置液压油的活塞式液压缸，不含任何电子元件，可靠性强。固定在钻头体的内部，可更换，易于在刀翼中安装和拆卸。金刚石垫片安装在活塞杆上，从钻头表面延伸出来，通过速率敏感收缩和快速伸张行程对外部载荷做出反应。

自调节装置对自适应PDC钻头的正常工作性能影响至关重要，因此需要反复测试才能获得最佳结构数据。对自调节装置的测试方法，主要有实验室测试和油田试验井测试，由于实验条件及成本限制，通常只能测试在某一种地层钻进时的性能，所得的数据缺乏通用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种钻井用PDC钻头自调节装置工作性能测试方法，其特征在于，测试方法步骤如下：

步骤1，测试平台复位：将测试平台各结构功能部件复位，对计算机及软件进行初始化设置；

步骤2，安装被测装置：打开保温罩，将被测装置固定在夹持手爪上，并将紧固螺钉拧紧，最后将保温罩关闭；

步骤3，选取钻井地层类型：根据测试需求，在计算机控制系统中选取所需测试的钻井地层类型；

步骤4，数据检索：计算机控制系统根据所需的钻井地层类型，在数据库中进行检索，如果检索到相应地层的模型数据，则调用该数据；如果用于测试的是未知地层，数据库中没有相关参数数据的，控制系统可以根据实际需要自主预设环境参数并生成相关数据；

步骤5，进行温度设置：温度控制装置由温控传感器和电加热器组成，根据控制系统设定的温度控制信号将自调节装置加热到设定工作温度，并随地层深度增加而继续加热并实时控温，温度控制范围为常温～200℃；

步骤6，进行速度设置：调速液压缸按照控制系统设定的速度变化信号带动自调节DOC装置运动；

加载液压缸按照控制系统设定的速度变化信号输出载荷和运动；