[发明专利]一种钻井自激振动与粘滑振动模拟实验装置

摘要

本发明公开了一种钻井自激振动与粘滑振动模拟实验装置，步进电机转动驱动滑块和伺服电机向下进给，钻头向下切削圆桶型容器中的模拟岩层材料，步进电机和伺服电机的转速和扭矩会通过电机驱动器和电机控制器传入笔记本电脑中，安装在底板上方的压力传感器、扭力传感器、光电传感器、超声位移传感器会将钻头的切削力、扭力、转速、钻速通过数据采集卡传入笔记本电脑中，以模拟真实的钻井工作过程，并用这些数据为钻柱的自激振动和粘滑振动分析提供参考依据。

主权项

1.一种钻井自激振动与粘滑振动模拟实验装置，其特征在于，包括：框架组件、顶部驱动组件、微型钻杆、微型钻头、模拟岩层组件、光学编码盘、超声位移传感器、光电传感器、扭力传感器、压力传感器和数据采集系统；所述顶部驱动组件设置于所述框架组件的顶部，用于驱动微型钻杆上下运动和旋转运动；所述微型钻杆一端与顶部驱动组件连接，另一端设有微型钻头，带动微型钻头切削所述模拟岩层组件；所述光学编码盘设置在微型钻杆的中下部，可随微型钻杆上下运动和旋转运动；所述超声位移传感器设置在光学编码盘上方，用于测量光学编码盘的轴向位移；所述光电传感器设置在光学编码盘的侧面且与光学编码盘同步上下运动，用于发射红外激光信号进而测量微型钻杆的扭转速度；所述扭力传感器设置在模拟岩层组件下方，扭力传感器的承载端与模拟岩层组件配合，测量微型钻头的切削扭力；所述压力传感器的承载端的上部连接扭力传感器，测量微型钻头的切削压力；所述数据采集系统用于采集超声位移传感器、光电传感器、扭力传感器、压力传感器所检测的数据。