[发明专利]一种钻压和扭矩标定试验装置及标定方法

说明书

本发明公开了一种钻压和扭矩标定试验装置，它包括底座（1）、长立柱（2）、短立柱（3）、平台（4）、传力柱（5）和横梁（6），所述底座（1）的顶表面上固设有四根长立柱（2），四根长立柱（2）呈矩形阵列分布，四根长立柱（2）之间固设有横梁（6），横梁（6）上开设有通孔，通孔内固设有扶正套（7），扶正套（7）内设置有可扶正套（7）上下滑动的传力柱（5），位于左侧的两根长立柱（2）之间设置有铰链座（8），铰链座（8）上铰接有大转臂（9），底座（1）上且位于传力柱（5）的正下方固设有卡盘（10）；它还公开了标定方法。本发明的有益效果是：提升井下钻压和扭矩的测量精度，具备更高的控制精度和更高的压力测试能力。

技术领域

本发明涉及一种钻压和扭矩标定试验装置及标定方法。

背景技术

准确获取钻压、扭矩等钻井工程参数对降低钻井风险和事故具有十分重要的意义，这些参数一般可通过综合录井手段获取。通过综合录井获取到的这类参数在深度较浅的直井情况下比较准确，而在深度较深、结构较为复杂的井眼(二维井眼、三维井眼)中的真实性和实用性明显降低，地面综合录井获得的地面钻压、地面扭矩等工程参数不能准确识别井下异常工况(如钻头磨损情况、钻头损坏情况、真实钻压值等)，这是由于钻井过程中钻柱与井壁相互作用过程复杂，现有模型和测量方法无法完全消除这一干扰。因此，在定向井、水平井、大位移井等非直井钻井中，准确获取钻井工程中最常用、最重要的钻井工程参数已迫在眉睫。

随着电子测量技术的发展，使得钻井工程参数的测量由地面测量逐渐地转为井下随钻测量成为可能。井下随钻测量工程参数的方法，主要是采用井下测量短节(又称井下工程参数测量仪)进行随钻测量，一般包括井下传感器、数据采集系统、井下存储器、地面数据解释及处理系统四部分，通常将井下传感器装在近钻头部位(或直接装在钻头上)测量钻压和扭矩等工程参数。测量短节也可安装在钻柱的不同部位，当安装在上部钻柱时即测量钻柱工作参数，当接在近钻头部位时即测量钻井工程参数，测量短节不会影响钻柱的正常工作，可实时测量钻柱工作状态下的各种工程参数。目前，国内外的大部分井下工程参数测量仪都可实现井下采集、井下存储和随钻传输数据同步执行，钻进过程中将测得的数据存储在井下存贮器中，同时通过MWD将数据实时传输到地面，起钻后进行数据回放与MWD传输的数据进行对比分析，可有效避免数据传输失真带来的问题。目前，国外已有性能良好的井下工程参数测量工具，国内技术不够成熟。国外测量工具可适应环境压力140MPa，环境温度150℃，可测钻压(轴向力)、扭矩、弯矩、转速、三轴加速度、钻柱内外泥浆压力、钻头压降和温度等多种参数，智能化程度高，数据采集和处理量大，测量精度高，实测数据对钻井具有重要的指导意义，但价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、方法简单、提升井下钻压和扭矩的测量精度，具备更高的控制精度和更高的压力测试能力的钻压和扭矩标定试验装置及标定方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻压和扭矩标定试验装置，它包括底座、长立柱、短立柱、平台、传力柱和横梁，所述底座的顶表面上固设有四根长立柱，四根长立柱呈矩形阵列分布，四根长立柱之间固设有横梁，横梁上开设有通孔，通孔内固设有扶正套，扶正套内设置有可扶正套上下滑动的传力柱，位于左侧的两根长立柱之间设置有铰链座，铰链座上铰接有大转臂，底座上且位于传力柱的正下方固设有卡盘；所述底座的顶表面上还固设有两根短立柱，短立柱位于长立柱的前侧，两根短立柱之间且位于其顶部固设有平台，平台的顶表面上固设有左夹持器固定铰和右夹持器固定铰。

所述长立柱和短立柱均垂直于底座设置。

所述试验装置标定钻压和扭矩的方法，它包括钻压标定和扭矩标定；

所述钻压标定包括以下步骤：

S1、先将井下工程参数测量仪安装于卡盘和传力柱之间，并将井下工程参数测量仪固定，此时大转臂压在传力柱上，传力传力柱又将力传递到井下工程参数测量仪顶部；