[发明专利]岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头

说明书

本发明提供了一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头，该岩石可钻性测试装置，包括：装置座体，其设有液压腔；岩样基座，其设有用于容置岩样的岩样腔，所述岩样腔的开口处设有密封环，设于所述岩样腔中的岩样能与所述密封环密封配合，所述岩样的顶面与液压腔相接触，所述岩样的外壁与所述岩样腔的内壁之间形成与所述液压腔相隔离的围压腔；用于对岩样作可钻性测试的测试工具，其设于所述液压腔内，且能与设于所述岩样腔中的岩样的顶面接触；第一注入管，其与所述液压腔连通；第二注入管，其与所述围压腔连通。通过本发明，可以减小岩样可钻性测试中的误差。

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，尤其涉及一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头。

背景技术

在石油工程中，岩石的可钻特性是钻头选型与优化、钻井参数设计与优化的基础。现有的岩石可钻特性获取方法：一种是机械法可钻性测试，通过钻井取心获取地下岩样，在常温常压环境下开展岩样可钻性机械法测试，通过读取测试过程中机械钻速、钻压，计算得到岩样的可钻性；另一种声波法可钻性测试，通过声波测井获取地层的声波速度，计算得到岩样静态弹性模量、静态泊松比，通过理论计算和数据回归分析得到岩石的可钻性，也称为声波法可钻性预测。

岩石在常温、常压环境与在原位环境下，岩石力学、声学特性有较大的差异，常温常压环境下开展岩样可钻性测试，获得的结果误差较大，容易产生一些较大的偏差，给指导钻头的选型及钻井参数的设计与优化造成了困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石可钻性测试装置、方法及测试用钻头，以减小岩样可钻性测试中的误差。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种岩石可钻性测试装置，包括：

装置座体，其设有液压腔；

岩样基座，其设有用于容置岩样的岩样腔，所述岩样腔的开口处设有密封环，设于所述岩样腔中的岩样能与所述密封环密封配合，所述岩样的顶面与液压腔相接触，所述岩样的外壁与所述岩样腔的内壁之间形成与所述液压腔相隔离的围压腔；

用于对岩样作可钻性测试的测试工具，其设于所述液压腔内，且能与设于所述岩样腔中的岩样的顶面接触；

第一注入管，其与所述液压腔连通；

第二注入管，其与所述围压腔连通。

在优选的实施方式中，所述岩石可钻性测试装置包括第一加热器，所述第一加热器用于对所述液压腔内的流体进行加热。

在优选的实施方式中，所述岩石可钻性测试装置包括第二加热器，所述第二加热器设置于所述岩样基座中，所述第二加热器产生的热量能传递至所述岩样腔。

在优选的实施方式中，密封环包括第一圆环部和连接于第一圆环部内侧的第二圆环部，所述第一圆环部可拆卸地安装于所述岩样基座，所述第一圆环部的外壁与所述岩样腔的内壁密封配合，所述第一圆环部的内壁能与设于所述岩样腔中的岩样的侧壁配合，所述第二圆环部能与设于所述岩样腔中的岩样的顶壁配合。

在优选的实施方式中，所述测试工具为第一声波发生接收传感器。

在优选的实施方式中，所述测试工具为第一钻头；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第一钻头连接，用于驱使所述第一钻头钻所述岩样。

在优选的实施方式中，所述测试工具为第二钻头，所述第二钻头包括钻头本体、第二声波发生接收传感器和伸缩机构，所述钻头本体设有滑槽，所述伸缩机构与所述第二声波发生接收传感器连接，用于驱使所述第二声波发生接收传感器伸出至所述钻头本体外或者退回至所述滑槽内；所述岩石可钻性测试装置包括驱动机构，所述驱动机构与所述第二钻头连接，用于驱使所述第二钻头钻所述岩样。