[发明专利]动力钻具模拟负载性能实验装置

说明书

本发明公开一种新型动力钻具模拟负载性能实验装置，包括水平滑动件、升降组件和装夹台；装夹台包括试块放置台和推动件，推动件推动试块放置台，试块放置台用于放置各种试验试块。采用本发明的新型动力钻具模拟负载性能实验装置的显著效果是，能为钻头的破岩过程模拟不同地层条件的情况；从而在接近于实际工况的条件下测定钻头破岩时的性能参数，以对施工人员评价、选择提供更合理的依据。

技术领域

本发明涉及一种动力钻具的测试装置，具体涉及一种动力钻具模拟负载性能实验装置。

背景技术

动力钻具是指能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的井底钻具，动力钻具在西方发达国家已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平井和抢险救援井的最佳钻井工具之一。动力钻具在提高机械钻速、增加单只钻头进尺、减少每米钻井成本、实现井身轨迹的定向控制和快速准确中靶以及确保井身质量和钻井安全性等方面，与传统的转盘钻井相比具有极大的优越性。

动力钻具的输出扭矩等常规机械性能对于人们的评价、衡量和选择具有重要的指导意义，目前的动力钻具试验系统只能检测钻具的输出扭矩、压力、转速等常规机械性能，不能检测岩石破碎扭矩、钻压和轨迹变化等负载性能参数，试验条件与实际工况差异较大，容易导致钻具组合不合理、受力状况恶化，引起机械性能和使用寿命快速下降，发生钻具断裂、轴承失效等井下事故。

发明内容

为解决试验条件与实际工况差异较大的问题，本发明提供一种动力钻具负载性能测试装置装夹台，其能装夹并调整用于模拟各种类型地层条件的试验试块。

技术方案如下：

一种动力钻具模拟负载性能实验装置，其关键在于：包括水平滑动件，该水平滑动件上设有升降组件，该升降组件上设有装夹台；

所述装夹台包括升降底座，该升降底座安装于所述升降组件上，该升降底座上滑动装配有支撑筒，该支撑筒水平放置，该支撑筒的筒心线与其滑动方向平行，该支撑筒的滑动方向与所述水平滑动件的滑动方向垂直；

所述支撑筒内设有试块放置台，所述升降底座上还设有推动件，该推动件的推动方向与所述支撑筒的滑动方向平行，该推动件位于所述试块放置台后方，该推动件与所述试块放置台连接。

采用以上技术方案，水平滑动件和升降组件相互配合，调整装夹台的位置；试块放置台用于放置试验试块，推动件用于推动试块放置台移动进料。

所述支撑筒上还设有试块抱紧件，该试块抱紧件的工作端朝向所述试块放置台。

所述水平滑动件包括两个正对设置的水平轨道，所述水平轨道上分别设有动力行走机构；

所述动力行走机构包括行走联动座、以及相互平行的行走导向条和行走齿条，所述行走导向条和行走齿条分别水平设于所述水平轨道上，所述行走联动座位于所述水平轨道上方，所述行走联动座上安装有行走伺服电机、行走滚轮和从动齿轮，所述行走伺服电机的输出轴上同轴固套有主动齿轮，该主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述行走齿条相啮合，所述行走滚轮骑设于所述行走导向条上，所述行走联动座上设置有所述升降组件。

所述行走联动座上设有两套所述升降组件，所述升降组件包括竖向设置的升降螺杆、升降导向柱和固定座，所述固定座位于所述行走联动座上方，所述升降导向柱的下端与所述行走联动座固定连接，所述升降导向柱的上端与所述固定座固定连接；

所述固定座上设有升降伺服电机，该升降伺服电机的机身固定在所述固定座上，该升降伺服电机的输出轴竖直向下，所述升降螺杆的下端通过轴承安装在所述行走联动座上，所述升降螺杆的上端与所述升降伺服电机的输出轴轴向连接；

所述升降导向柱活动穿过所述升降底座，所述升降螺杆穿过所述升降底座并与之螺纹连接。