井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)和井下工具磨銑方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)和井下工具磨銑方法。所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)包括：動力驅(qū)動系統(tǒng)、磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和計算機測控系統(tǒng)；井下工具與所述套管均水平設置；所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、以及磨鞋，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置；所述磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：水平驅(qū)動裝置；所述井下工具與所述套管位于所述磨鞋與所述水平驅(qū)動裝置之間；計算機測控系統(tǒng)，連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置的實驗參數(shù)。井下工具磨銑方法，包括以下步驟：先進行井下工具地面磨銑試驗，在地面上模擬井下工具的磨銑。本發(fā)明為實際施工作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)指導。
【專利說明】井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)和井下工具磨銑方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采油領域，具體涉及一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)和井下工具磨銑方法，用于油田井下作業(yè)過程中，磨銑工具選擇及磨銑參數(shù)設置。

【背景技術】
[0002]油田開采過程中，根據(jù)不同的開采技術需求，經(jīng)常通過下入可磨銑的井下工具(井下工具例如包括中心管和套設在中心管外的橋塞)對油井采取措施。然而，在磨銑井下工具的施工作業(yè)中，如何科學選擇磨鞋類型、磨銑的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)來確保安全、優(yōu)質(zhì)、高效的施工是長期以來關注的焦點。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有技術中存在以下問題:在磨銑井下工具的施工作業(yè)中，如何科學選擇磨統(tǒng)參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)和井下工具磨銑方法，以解決在磨銑井下工具的施工作業(yè)中磨統(tǒng)參數(shù)的選擇問題。
[0005]為此，本發(fā)明提出一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，用于對井下工具進行磨銑試驗，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)包括:
[0006]對井下工具進行磨銑的動力驅(qū)動系統(tǒng)、推動所述井下工具進行水平移動的磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和測量實驗參數(shù)的計算機測控系統(tǒng)；
[0007]所述井下工具設置在套管中，所述井下工具與所述套管均水平設置；
[0008]所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、以及受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動的磨鞋，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置；
[0009]所述磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:水平驅(qū)動裝置，驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動；
[0010]所述井下工具與所述套管位于所述磨鞋與所述水平驅(qū)動裝置之間；
[0011]計算機測控系統(tǒng)，連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置的實驗參數(shù)；
[0012]所述井下工具與所述套管、所述動力驅(qū)動系統(tǒng)、磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和計算機測控系統(tǒng)，均設置在地面上。
[0013]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)與所述磨鞋連接，對所述磨鞋進行循環(huán)冷卻，并收集磨銑的碎屑。
[0014]進一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括:電機和減速箱，所述減速箱連接在所述電機和所述磨鞋之間，所述電機的輸出軸水平設置，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸位置固定不變。
[0015]進一步地，所述水平驅(qū)動裝置包括:液壓站和與所述液壓站連接的液壓缸。
[0016]進一步地，所述計算機測控系統(tǒng)包括:設置在減速箱輸出軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、以及與液壓缸連接的載荷傳感器和位移傳感器。
[0017]進一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括:密封三通聯(lián)軸器，連接在所述減速箱與所述磨鞋之間，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括:通過管路連接的旋渦泵、水箱、循環(huán)泵、和過濾箱，所述旋渦泵連接所述密封三通聯(lián)軸器，所述過濾箱收集磨銑的碎屑。
[0018]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:底座和設置在所述底座上的移動小車，所述電機、減速箱、液壓站和液壓缸均設置在所述底座上，所述井下工具與所述套管位于所述移動小車上。
[0019]本發(fā)明還提出一種井下工具磨銑方法，包括以下步驟:
[0020]先進行井下工具地面磨銑試驗，在地面上模擬井下工具的磨銑；所述井下工具地面磨統(tǒng)試驗包括:
[0021]步驟A:將井下工具與套管均水平設置，使磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置，通過水平驅(qū)動所述套管，使井下工具的磨銑面與所述磨鞋接觸，并使磨鞋保持恒定的磨銑載荷；
[0022]步驟B:然后，測量磨銑過程中的實驗參數(shù)，所述實驗參數(shù)包括:磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷。
[0023]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗還包括:
[0024]步驟C:在步驟A中，通過冷卻水從所述磨鞋的水眼流出，為磨鞋和井下工具降溫冷卻并將磨銑的碎屑攜帶至過濾箱內(nèi)進行收集；
[0025]步驟D:分析收集的碎屑的形狀和大小與所述實驗參數(shù)的關系。
[0026]進一步地，所述井下工具磨銑方法還包括:
[0027]根據(jù)井下工具地面磨銑試驗獲得的實驗參數(shù)或試驗數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷；
[0028]然后，在磨銑井下工具的實際施工作業(yè)中，將磨鞋豎直安裝在鉆桿或管柱上，通過鉆桿或管柱上的鉆壓計量裝置對磨鞋施加豎直向下的鉆壓，所述鉆壓的數(shù)值為優(yōu)選的磨銑載荷，實際施工作業(yè)中的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩采用優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
[0029]本發(fā)明通過在實際施工作業(yè)前，在地面模擬井下工具的磨銑，為實際施工作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)指導。其具體原理為:通過水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，使磨鞋與設置在套管中的井下工具相接觸，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，驅(qū)動磨鞋轉(zhuǎn)動，從而磨銑井下工具，通過計算機測控系統(tǒng)，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置或磨鞋的實驗參數(shù)，例如包括:磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷，得到可靠的數(shù)據(jù)。
[0030]進而，將本發(fā)明上述實驗參數(shù)或數(shù)據(jù)應用于實際施工作業(yè)中，例如，選擇磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、或磨銑載荷，可以指導實際施工作業(yè)，確保安全、優(yōu)質(zhì)、高效的施工。
[0031]本發(fā)明通過在地面上進行實驗，可以清楚的觀察磨銑過程，了解磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、或磨銑載荷對實驗的影響。進而，本發(fā)明優(yōu)化了實驗模型，采用水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，使磨鞋與設置在套管中的井下工具相互靠近，這樣能夠減少使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置進行移動的麻煩，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置只進行轉(zhuǎn)動，不再進行平移，避免了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置既要轉(zhuǎn)動，又要平移的問題，而且，由于套管和設置在套管中的井下工具重量輕或者體積小，形狀規(guī)則，便于移動，因而，采用水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動使得磨鞋與設置在套管中的井下工具相互靠近，更加方便快捷，更有利于實驗的簡化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的實施例的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
[0033]附圖標號說明:
[0034]1、電機2、減速箱3、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4、密封三通聯(lián)軸器5、磨鞋6、球閥7、球閥8、球閥9、循環(huán)泵10、旋渦泵11、水箱12、V型固定器13、V型固定器14、井下工具15、套管16、載荷傳感器17、液壓缸18、位移傳感器19、液壓站20、移動小車21、過濾箱22、底座

【具體實施方式】
[0035]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明提出一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，用于對設置在套管中的井下工具14進行磨銑試驗，井下工具14例如包括中心管和套設在中心管外的橋塞，本發(fā)明通過在實際施工作業(yè)前，在地面模擬井下工具的磨銑，為實際施工作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)指導。
[0037]所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)包括:
[0038]對井下工具14進行磨銑的動力驅(qū)動系統(tǒng)、推動所述井下工具進行水平移動的磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和測量實驗參數(shù)的計算機測控系統(tǒng)；
[0039]所述井下工具14設置在套管15中，所述井下工具14與所述套管15均水平設置；
[0040]所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、以及受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動的磨鞋5，磨鞋5要能夠伸入到套管15中，所述磨鞋5的轉(zhuǎn)軸水平設置；動力驅(qū)動系統(tǒng)為磨鞋旋轉(zhuǎn)提供動力，使其能夠完成不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩下對井下工具14的磨銑；
[0041]所述磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:水平驅(qū)動裝置，驅(qū)動所述套管15向所述磨鞋5水平移動，帶動套管中的所述井下工具14也同步移動，以實現(xiàn)與磨鞋5相接觸，還可以為磨鞋提供恒定的軸向的磨銑載荷；
[0042]所述井下工具14與所述套管位于所述磨鞋5與所述水平驅(qū)動裝置之間；
[0043]計算機測控系統(tǒng)，連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置的實驗參數(shù)；所述實驗參數(shù)例如包括:磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷。
[0044]如圖1所示，所述井下工具與所述套管、所述動力驅(qū)動系統(tǒng)、磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和計算機測控系統(tǒng)，均設置在地面上。本發(fā)明的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)目的就是在地面通過水平方式的移動，模擬實際施工作業(yè)中，井下工具14在豎直方向上的加工，實現(xiàn)了通過地面的水平方向的工作方式模擬井下的豎直方向的工作方式。
[0045]通過水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，使磨鞋與設置在套管中的井下工具相接觸，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，驅(qū)動磨鞋轉(zhuǎn)動，從而磨銑井下工具，通過計算機測控系統(tǒng)，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置或磨鞋的實驗參數(shù)，例如包括:磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷，得到可靠的數(shù)據(jù)。
[0046]本發(fā)明通過在地面上進行實驗，可以清楚的觀察磨銑過程，了解磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、或磨銑載荷對實驗的影響。進而，本發(fā)明優(yōu)化了實驗模型，采用水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，使磨鞋與設置在套管中的井下工具相互靠近，這樣能夠減少使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置進行移動的麻煩，使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置只進行轉(zhuǎn)動，不再進行平移，避免了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置既要轉(zhuǎn)動，又要平移的問題，而且，由于套管和設置在套管中的井下工具重量輕或者體積小，形狀規(guī)則，便于移動，因而，采用水平驅(qū)動裝置驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動使得磨鞋與設置在套管中的井下工具相互靠近，更加方便快捷，更有利于實驗的簡化。
[0047]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)與所述磨鞋連接，對所述磨鞋進行循環(huán)冷卻，并收集磨銑的碎屑。觀察并研究過濾箱內(nèi)的磨銑碎屑形狀與磨銑參數(shù)的關系，可以得到系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)或參數(shù)，此外計算機控制系統(tǒng)自動生成數(shù)據(jù)，完成磨銑試驗。
[0048]進一步地,如圖1所示,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括:電機I和減速箱2,所述減速箱2連接在所述電機I和所述磨鞋5之間，所述電機I的輸出軸水平設置，所述磨鞋5的轉(zhuǎn)軸位置固定不變，即磨鞋5不進行平移，電機I和減速箱2都不進行平移，從而簡化實驗模型，減少實驗的復雜程度。
[0049]進一步地，所述水平驅(qū)動裝置包括:液壓站19和與所述液壓站連接的液壓缸17。通過液壓的方式驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動，能夠使磨鞋受到恒定加載力磨銑，而且保證加載過程的穩(wěn)定。
[0050]進一步地，所述計算機測控系統(tǒng)包括:設置在減速箱2輸出軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器3、以及與液壓缸17連接的載荷傳感器16和位移傳感器18。位移傳感器18是固定在移動小車20上的，傳感器的線繩水平延伸連接在液壓缸上固定，通過線繩長度變化傳感器收集位移數(shù)據(jù)，可記錄每次試驗過程中井下工具被磨銑掉的深度。
[0051]進一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括:密封三通聯(lián)軸器4，連接在所述減速箱2與所述磨鞋5之間，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括:通過管路連接的旋渦泵10、水箱11、循環(huán)泵9、和過濾箱21，所述旋渦泵10連接所述密封三通聯(lián)軸器4，所述過濾箱21收集磨銑的碎屑。在磨銑的過程中循環(huán)冷卻系統(tǒng)保持高速的水力射流從磨鞋5的水眼中流出，持續(xù)不斷的沖擊井下工具的接觸面并使其冷卻，冷卻水攜帶磨銑的碎屑順套管15流出排入過濾箱21。
[0052]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:底座22和設置在所述底座上的移動小車20，所述電機1、減速箱2、液壓站19和液壓缸17均設置在所述底座上，所述井下工具14與所述套管15位于所述移動小車20上。底座22為整個系統(tǒng)提供支撐，通過移動小車，可以實現(xiàn)井下工具14與所述套管15的平穩(wěn)移動，有利于磨鞋受到恒定加載力磨銑。
[0053]本發(fā)明還提出一種井下工具磨銑方法，包括以下步驟:
[0054]先進行井下工具地面磨銑試驗，在地面上模擬井下工具的磨銑；如圖1所示，所述井下工具地面磨統(tǒng)試驗包括:
[0055]步驟A:將井下工具與套管均水平設置，使磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置并使磨鞋轉(zhuǎn)動，通過水平驅(qū)動所述套管，使井下工具的磨銑面與所述磨鞋接觸(橋塞包括中間的芯管，磨鞋要將包括中間芯管的橋塞都磨掉)，并使磨鞋保持恒定的磨銑載荷；
[0056]步驟B:然后，測量磨銑過程中的實驗參數(shù)，所述實驗參數(shù)包括:磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷。
[0057]本發(fā)明通過在實際施工作業(yè)前，在地面模擬井下工具的磨銑，為實際施工作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)指導。
[0058]進一步地，所述井下工具地面磨銑試驗還包括:
[0059]步驟C:在步驟A中，通過冷卻水從所述磨鞋的水眼流出，為磨鞋和井下工具降溫冷卻并將磨銑的碎屑攜帶至過濾箱內(nèi)進行收集；
[0060]步驟D:分析收集的碎屑的形狀和大小與所述實驗參數(shù)的關系，這樣，能夠得到磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷與碎屑的形狀和大小的關系，有利于磨鞋種類的研究和選擇。
[0061]進一步地,所述井下工具磨統(tǒng)方法還包括:
[0062]根據(jù)井下工具地面磨銑試驗獲得的實驗參數(shù)或試驗數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷；
[0063]然后，將篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷應用于井下工具的實際施工作業(yè)中。其具體為:
[0064]在磨銑井下工具的實際施工作業(yè)中，將磨鞋豎直安裝在鉆桿或管柱上，通過鉆桿或管柱上的鉆壓計量裝置對磨鞋施加豎直向下的鉆壓，所述鉆壓的數(shù)值為優(yōu)選的磨銑載荷，實際施工作業(yè)中的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩采用優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明通過在地面上進行實驗，可以清楚的觀察磨銑過程，了解磨鞋的種類、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、或磨銑載荷對實驗的影響。通過篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷，從磨鞋的選型、磨銑參數(shù)選擇、磨銑效率、粒徑分析等方面進行試驗分析，用科學的試驗數(shù)據(jù)為實際施工作業(yè)提供指導。
[0065]下面再介紹一下本申請的工作過程:
[0066]本發(fā)明的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)包括:動力驅(qū)動系統(tǒng)；循環(huán)冷卻系統(tǒng)；磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)。動力驅(qū)動系統(tǒng)為磨鞋旋轉(zhuǎn)提供動力，使其能夠完成不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩下對井下工具的磨銑，包括電機1、減速箱2、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器3、密封三通聯(lián)軸器4、磨鞋5 ;循環(huán)系統(tǒng)通過水介質(zhì)從磨鞋水眼流出，為磨鞋和井下工具降溫冷卻并將磨銑的碎屑攜帶至過濾箱內(nèi)，包括水箱11、球閥6、球閥7、球閥8、循環(huán)泵9、旋渦泵10、過濾箱21 ;磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過載荷傳感器16、液壓缸17、液壓站19將套管15推至磨鞋5與井下工具14的接觸面并為磨鞋提供恒定的磨銑載荷，磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括V型固定器12、V型固定器13、套管
15、液壓缸17、液壓站19、移動小車20。
[0067]試驗開始前首先將待磨銑的井下工具14固定在套管15中，通過V型固定器12、V型固定器13對中并固定于移動小車20上，將旋渦泵10所連接的入口管線連接于密封三通聯(lián)軸器4上，旋渦泵10連接的出口管線連接在過濾箱21上并確保移動小車20能在底座22上平穩(wěn)滑動；然后打開電源總開關，開啟計算機測控系統(tǒng)，自檢系統(tǒng)運行正常后，開始設置試驗參數(shù)(磨統(tǒng)試驗載荷、電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等)，磨統(tǒng)載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓缸17推動套管15向前移動直到磨鞋以設計的恒定加載力磨銑，在磨銑的過程中循環(huán)冷卻系統(tǒng)保持高速的水力射流從磨鞋的水眼中流出，持續(xù)不斷的沖擊接觸面并使其冷卻，冷卻水攜帶磨纟先的碎屑順套管流出排入過濾箱21 ;在移動小車20上配有位移傳感器18，可記錄每次試驗過程中井下工具被磨銑掉的深度。
[0068]觀察并研究過濾箱內(nèi)的磨銑碎屑形狀與磨銑參數(shù)的關系，計算機控制系統(tǒng)自動生成數(shù)據(jù)，完成磨統(tǒng)試驗。試驗最大載荷:5t、磨統(tǒng)轉(zhuǎn)速:0-300r/min、最大輸出扭矩:3000N.mD
[0069]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，用于對井下工具進行磨銑試驗，其特征在于，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)包括: 對井下工具進行磨銑的動力驅(qū)動系統(tǒng)、推動所述井下工具進行水平移動的磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和測量實驗參數(shù)的計算機測控系統(tǒng)； 所述井下工具設置在套管中，所述井下工具與所述套管均水平設置； 所述動力驅(qū)動系統(tǒng)包括:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、以及受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動的磨鞋，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置； 所述磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:水平驅(qū)動裝置，驅(qū)動所述套管向所述磨鞋水平移動； 所述井下工具與所述套管位于所述磨鞋與所述水平驅(qū)動裝置之間； 計算機測控系統(tǒng)，連接所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置，測量所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和水平驅(qū)動裝置的實驗參數(shù)； 所述井下工具與所述套管、所述動力驅(qū)動系統(tǒng)、磨銑載荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)、和計算機測控系統(tǒng)，均設置在地面上。
2.如權利要求1所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:循環(huán)冷卻系統(tǒng)，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)與所述磨鞋連接，對所述磨鞋進行循環(huán)冷卻，并收集磨銑的碎屑。
3.如權利要求2所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括:電機和減速箱，所述減速箱連接在所述電機和所述磨鞋之間，所述電機的輸出軸水平設置，所述磨鞋的轉(zhuǎn)軸位置固定不變。
4.如權利要求3所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述水平驅(qū)動裝置包括:液壓站和與所述液壓站連接的液壓缸。
5.如權利要求4所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機測控系統(tǒng)包括:設置在減速箱輸出軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、以及與液壓缸連接的載荷傳感器和位移傳感器。
6.如權利要求5所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括:密封三通聯(lián)軸器，連接在所述減速箱與所述磨鞋之間，所述循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括:通過管路連接的旋渦泵、水箱、循環(huán)泵、和過濾箱，所述旋渦泵連接所述密封三通聯(lián)軸器，所述過濾箱收集磨銑的碎屑。
7.如權利要求5所述的井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述井下工具地面磨銑試驗系統(tǒng)還包括:底座和設置在所述底座上的移動小車，所述電機、減速箱、液壓站和液壓缸均設置在所述底座上，所述井下工具與所述套管位于所述移動小車上。
8.一種井下工具磨銑方法，其特征在于，包括以下步驟: 先進行井下工具地面磨銑試驗，在地面上模擬井下工具的磨銑；所述井下工具地面磨統(tǒng)試驗包括: 步驟A:將井下工具與套管均水平設置，使磨鞋的轉(zhuǎn)軸水平設置，通過水平驅(qū)動所述套管，使井下工具的磨銑面與所述磨鞋接觸，并使磨鞋保持恒定的磨銑載荷； 步驟B:然后，測量磨銑過程中的實驗參數(shù)，所述實驗參數(shù)包括:磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨統(tǒng)載荷。
9.如權利要求8所述的井下工具磨銑方法，其特征在于，所述井下工具地面磨銑試驗還包括: 步驟C:在步驟A中，通過冷卻水從所述磨鞋的水眼流出，為磨鞋和井下工具降溫冷卻并將磨銑的碎屑攜帶至過濾箱內(nèi)進行收集； 步驟D:分析收集的碎屑的形狀和大小與所述實驗參數(shù)的關系。
10.如權利要求8所述的井下工具磨銑方法，其特征在于，所述井下工具磨銑方法還包括: 根據(jù)井下工具地面磨銑試驗獲得的實驗參數(shù)或試驗數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、和磨銑載荷； 然后，在磨銑井下工具的實際施工作業(yè)中，將磨鞋豎直安裝在鉆桿或管柱上，通過鉆桿或管柱上的鉆壓計量裝置對磨鞋施加豎直向下的鉆壓，所述鉆壓的數(shù)值為優(yōu)選的磨銑載荷，實際施工作業(yè)中的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩采用優(yōu)選的磨鞋的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
【文檔編號】G01N3/58GK104296797SQ201410528326
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】曲玉辰, 郭津瑞, 朱富林, 趙峰, 李彪, 崔加利, 周賀, 劉佳欣, 王遠方, 蒲寶月, 陳健, 曹建, 馬振, 郭靜, 鄭亮, 王淑, 閆海峰, 姜紅梅 申請人:中國石油天然氣股份有限公司