專利名稱：旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆采行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是為石油鉆采行業(yè)的旋轉(zhuǎn)導向工具產(chǎn)品，提供一套室內(nèi)地面模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
為克服油田長期使用的滑動導向鉆井技術(shù)的不足，80年代后期，國際上開始研究旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)。旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)是由旋轉(zhuǎn)導向工具與測量傳輸儀器(MWD/LWD)聯(lián)合組成的井下閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)非常適合目前油田開發(fā)特殊油藏的超深井、高難度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等特殊油井需要。90年代初期，國外多家公司形成了商業(yè)化的旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)，目前旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛應用于石油勘探開發(fā)生產(chǎn)中，但該項技術(shù)被國外三家著名的鉆井技術(shù)服務商貝克休斯(BakerHughes)、斯倫貝樹(Schlumberger Anadrill)和哈利伯頓(Halliburton Company)所壟斷。國內(nèi)還沒有可供商業(yè)化應用的旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)產(chǎn)品。由于旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)代表著當今世界鉆井技術(shù)發(fā)展最高水平，國外公司已擁有商業(yè)化的旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)，出于壟斷需要，國外公司都只提供日租金高達數(shù)萬美元的技術(shù)服務而不出售產(chǎn)品。目前國內(nèi)許多油田相繼進入了開發(fā)后期，油藏開發(fā)形勢和國外石油公司的競爭壓力等因素要求國內(nèi)油田必須盡快掌握旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)。為了研究開發(fā)旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)產(chǎn)品，可靠的地面模擬試驗裝置是必須具備的條件之一，進行下井前的地面模擬試驗，以驗證和檢測旋轉(zhuǎn)導向工具的功能原理，導向力與導向效果，考核工具產(chǎn)品的可靠性。為旋轉(zhuǎn)導向工具在油田現(xiàn)場試驗使用做好前期技術(shù)準備，同時也可作為今后旋轉(zhuǎn)導向工具產(chǎn)品型式試驗設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一套可以模擬油田鉆井作業(yè)的旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，與相應的循環(huán)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和混凝土靶塊配合，在實驗室內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)導向工具的實鉆模擬試驗，以驗證和檢測旋轉(zhuǎn)導向工具的功能原理，導向力與導向效果，驗證其工具的可靠性。為工具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進和工藝參數(shù)的調(diào)整，提供試驗數(shù)據(jù)。為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，所述旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置包括導向裝置，該導向裝置上活動安裝整體升降平臺；該整體升降平臺由置于其下方的升降液缸提供升降動力；所述整體升降平臺的前端安裝成套的擰扣鉗，其中部位置安裝著可移動的旋轉(zhuǎn)鉆進裝置，該旋轉(zhuǎn)鉆進裝置通過測力傳感器和后部的加鉆壓液缸的活塞桿連接；所述旋轉(zhuǎn)鉆進裝置的液馬達的輸出軸上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器。所述導向裝置包括若干導向立柱，該若干導向立柱的下端固定在裝置底座上，而若干導向立柱的上端通過上拉座連接成一體。所述旋轉(zhuǎn)導向工 具水平鉆進試驗裝置包括移動液缸，該移動液缸與所述的裝置底座外側(cè)連接。所述旋轉(zhuǎn)鉆進裝置上安裝有拉線式位移傳感器。本發(fā)明置與其他試驗系統(tǒng)配合可提供水平鉆進的扭矩鉆壓，并可準確測量和控制鉆進扭矩、轉(zhuǎn)速、鉆壓和位移；并配備了成套擰扣鉗可續(xù)接短鉆桿，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導向工具在其前部的混凝土靶塊中連續(xù)鉆進試驗。同時可以變換裝置位置滿足在其前部混凝土靶塊上多位置鉆進試驗的要求。


圖1為本發(fā)明裝置主視 圖2為圖1中的A-A剖視 圖3為圖2中的I放大圖。圖中:I一擰扣背鉗；2—擰扣主鉗；3—前支撐架；4一上拉座5—整體升降平臺；6—導向立柱；7—液馬達；8—旋轉(zhuǎn)鉆進裝置； 9一進液額頸管；10—柱式測力傳感器；11一拉線式位移傳感器；12—加鉆壓液缸；13—后支撐架；14一升降液缸；15—扭矩轉(zhuǎn)速傳感器；16—移動液缸；17—基礎(chǔ)底座；18—裝置底座；19一旋轉(zhuǎn)鉆進裝置滾動輪；20—整體升降平臺行走軌道；21—整體升降平臺H型鋼梁。
具體實施例方式本發(fā)明需要與其他試驗系統(tǒng)配合，如:循環(huán)供液系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和混凝土靶塊等組合，才能進行完整的旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗。下面結(jié)合附圖 對本發(fā)明及其有益效果作進一步詳細描述。參照圖1、圖2、圖3，一種旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，主要包括:1套擰扣鉗(擰扣背鉗I和擰扣主鉗2)、2套前支撐架3、I個上拉座4、I套整體升降平臺5、6套導向立柱6、I套旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8、I只進液額頸管9 ；1只柱式測力傳感器10、I套拉線式位移傳感器11、1只加鉆壓液缸12、2套后支撐架13、4只升降液缸14、1只扭矩轉(zhuǎn)速傳感器15、2只移動液缸16、I個基礎(chǔ)底座17、I個裝置底座18、6套旋轉(zhuǎn)鉆進裝置滾動輪19等組成。整體升降平臺5的前端通過螺栓固定著擰扣背鉗1，擰扣主鉗2通過其殼體兩邊的滾輪套裝在整體升降平臺5的H型鋼梁中，以滿足續(xù)接鉆進鉆桿擰、卸鉆桿螺紋的少量移動要求；旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8兩邊安裝的滾動輪17套裝在整體升降平臺5的行走軌道20中，整體升降平臺5的后部固定著多級加鉆壓液缸12，加鉆壓液缸12的活塞桿通過柱式測力傳感器10與旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8連接。水平旋轉(zhuǎn)鉆進試驗時，旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8上的液馬達7提供旋轉(zhuǎn)扭矩，力口鉆壓液缸11提供鉆壓，并推動旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8在整體升降平臺5的行走軌道20中水平移動，通過鉆桿帶動旋轉(zhuǎn)導向工具在裝置前部的混凝土靶塊中鉆進。整體升降平臺5的前、中、后部有6個大直徑裝銅套的安裝孔，通過該安裝孔整體套裝在6只導向柱6中，6只導向柱6下部固定在裝置底座18上；面對裝置前部的混凝土靶塊，當需要變化上、下鉆進試驗位置時，4只升降液缸14推動整體升降平臺5和安裝其上鉆進設(shè)備同時升降，6個導向柱6起強制導向作用，保證整體升降平臺5平穩(wěn)水平升降。6個導向柱6的最上部套裝著I個上拉座4，通過上拉座4將6根導向柱和裝置底座18連接成一個整體框型結(jié)構(gòu)，保證了整套裝置的剛性良好。
2只移動液缸16活塞桿推拉裝置底座18帶動整套旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置在基礎(chǔ)底座17上平穩(wěn)移動，滿足在前部混凝土靶塊上鉆進時，滿足左、右變化試驗位置的需要。試驗時的冷卻循環(huán)液，可以通過高壓軟管上接到旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8上的進液鵝頸管9上，試驗時進入鉆桿和旋轉(zhuǎn)導向工具；旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8上的液馬達7輸出軸上安裝了扭矩轉(zhuǎn)速傳感器15，可以測量試驗時的扭矩和轉(zhuǎn)速；旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8和加鉆壓液缸12之間安裝了柱式測力傳感器10，可以測量試驗時的拉、壓力；旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8上同時可安裝拉線式位移傳感11，工作時可以實時測量鉆進的位移值。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是為了滿足用戶室內(nèi)試驗旋轉(zhuǎn)導向工具的要求而提出的，所述的旋轉(zhuǎn)鉆進裝置8按照已有專利“多功能試驗機用雙向動力水龍頭裝置”(專利號201120055568.5)的結(jié)構(gòu)設(shè)計制造。采用液馬達加齒輪減速實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)加扭，液馬達輸出軸和齒輪減速箱輸入軸之間加裝了扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，可以實時測量試驗時的扭矩和轉(zhuǎn)速值；鉆進時的鉆壓由加鉆壓液缸提供，在旋轉(zhuǎn)鉆進裝置和加鉆壓液缸之間加裝了柱式測力傳感器，可以實時測量試驗時的鉆壓值。為了滿足連續(xù)鉆進時續(xù)接鉆桿的需要，裝置的整體升降平臺上安裝了帶背鉗的擰扣鉗。

面對一塊澆筑成型混凝土靶塊，旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置工作時，需要變化不同的鉆進位置進行試驗，上、下變化鉆進位置時，4只升降液缸同步推動試驗裝置上的整體升降平臺連同其上安裝的擰扣鉗、旋轉(zhuǎn)鉆進裝置和多級加鉆壓液缸同時升降，到達要求位置時，導向柱上的銷軸定位固定。需要變化左、右不同鉆進位置時，基礎(chǔ)底座上安裝的2只移動液缸同步推拉整個試驗裝置在其基礎(chǔ)底座上平穩(wěn)移動，到達要求試驗位置時，裝置底座和基礎(chǔ)底座通過螺栓或銷軸固定連接，此時連接配套試驗系統(tǒng)即可進行旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置包括導向裝置，該導向裝置上活動安裝整體升降平臺(5);該整體升降平臺(5)由置于其下方的升降液缸(14)提供升降動力；所述整體升降平臺(5)的前端安裝成套的擰扣鉗，其中部位置安裝著可移動的旋轉(zhuǎn)鉆進裝置(8)，該旋轉(zhuǎn)鉆進裝置(8)通過測力傳感器(10)和后部的加鉆壓液缸(12)的活塞桿連接；所述旋轉(zhuǎn)鉆進裝置(8)的液馬達(7)的輸出軸上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器(15 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，其特征在于:所述導向裝置包括若干導向立柱(6)，該若干導向立柱(6)的下端固定在裝置底座(18)上，而若干導向立柱(6)的上端通過上拉座(4)連接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置包括移動液缸(16)，該移動液缸(16)與所述的裝置底座(18)外側(cè)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)鉆進裝置(8)上 安裝有拉線式位移傳感器(11)。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置，所述旋轉(zhuǎn)導向工具水平鉆進試驗裝置包括導向裝置，該導向裝置上活動安裝整體升降平臺；該整體升降平臺由置于其下方的升降液缸支撐；所述整體升降平臺的前端安裝擰扣鉗，其大體中部位置活動安裝旋轉(zhuǎn)鉆進裝置，該旋轉(zhuǎn)鉆進裝置通過測力傳感器和加鉆壓液缸連接；所述旋轉(zhuǎn)鉆進裝置的液馬達的輸出軸上安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器。本發(fā)明置與其他試驗系統(tǒng)配合可提供水平鉆進的扭矩和鉆壓，并可準確測量和控制鉆進扭矩和鉆壓；并配備了成套擰扣鉗可續(xù)接短鉆桿，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導向工具在其前部混凝土靶塊中連續(xù)鉆進試驗。同時可以變換裝置位置滿足在其前部混凝土靶塊上多位置鉆進試驗的要求。
文檔編號E21B47/00GK103216220SQ20131012333
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者章發(fā)明, 趙國相, 楊永安, 曹崇輝, 王東, 張永紅, 王航, 陳磊 申請人:甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司, 上海藍濱石化設(shè)備有限責任公司, 蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司, 機械工業(yè)蘭州石油化工設(shè)備檢測所有限公司