技术摘要:
本发明涉及一种井下震击器的试验装置,包括试验台架,试验台架的三根立柱上固定有相互间隔且相互平行的上支撑板和下支撑板,上支撑板和下支撑板的中心分别设有支撑板中心孔,上支撑板中心孔中插接有试验上接头,试验上接头的上部大端压在上支撑板的上端面;试验上接头 全部
背景技术:
随着钻井技术的发展,大斜度井、水平井的数量增加,另外随着老区开发的深入, 复杂井眼环境下的测井也在增加,复杂井眼环境下的测井一直是测井作业的难题,测井仪 器在裸眼段遇阻遇卡的情况经常发生。一些重点井由于井况的复杂,不得不放弃一些特殊 项目的测量,给资料的最终解释和地区的地质认识带来很大的难度。仪器串在井内一旦被 卡死只能中止测井作业,不得不做解卡测井仪器的打捞作业。测井仪器的解卡过程中通常 用到井下震击器,通过井下震击器产生的震动给仪器串施加一个向下的力,使仪器产生向 下的移动,从而获得解卡。 现有技术中,从市场上采购的井下震击器在井下能够达到多大的震击力,以及震 击能够产生的位移均无法测量。相同规格的震击器实际所能产生的震击力差异有时比较 大,不经过试验无法标定。尤其是测井仪器在不同遇卡力的情况下,井下震击器能够达到的 实际震击解卡吨位,以及震击能够产生的实际位移更无法测量。无法定量评估井下震击器 的解卡效果,不能为现场应用提供准确依据。 由于没有专门测量井下震击器各项参数的试验装置,个别大学实验室通过测量井 下震击器的冲击加速度,来计算其震击力。一是试验装置复杂,成本高;二是以此计算的震 击力没有考虑各种损耗,所以数值往往比实际的震击力高很多,影响对井下震击器解卡效 果的评估,存在明显的缺陷。
技术实现要素:
本发明的目的在于,提供一种井下震击器的试验装置,结构简单、操作安全便利, 可以在地面测试出井下震击器能够达到的实际震击解卡吨位,便于标定及准确选择使用。 为解决以上技术问题,本发明的一种井下震击器的试验装置,包括试验台架,所述 试验台架包括呈正三角形分布的三根立柱,三根立柱上固定有相互间隔且相互平行的上支 撑板和下支撑板,上支撑板和下支撑板的中心分别设有支撑板中心孔,上支撑板中心孔中 插接有试验上接头,所述试验上接头的上部大端压在上支撑板的上端面;所述试验上接头 的下端旋接有井下震击器,所述井下震击器的下端旋接有试验下接头,所述试验下接头的 下端连接有测力传感器,所述测力传感器的下方旋接有拉杆,所述拉杆的下端从下支撑板 中心孔中穿过,所述拉杆的中段套装有推力轴承,所述推力轴承支撑在下支撑板的下端面, 所述拉杆的下部旋接有拉杆螺母,所述拉杆螺母的上端面抵靠在所述推力轴承的下方。 相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:三根立柱呈正三角形分布,便于迅 速调整水平;上支撑板、下支撑板与三根立柱构成稳定且承力的试验台架,井下震击器悬吊 在试验上接头的下端,试验上接头通过上部大端压在上支撑板上获得轴向定位。井下震击 3 CN 111577189 A 说 明 书 2/6 页 器的下端通过试验下接头与测力传感器的上接头母螺纹相旋接,测力传感器的下接头母螺 纹与拉杆上端的公螺纹相旋接;通过转动拉杆螺母,可以对井下震击器和测力传感器施加1 吨左右的预紧力,记录下测力传感器所测到的预紧力大小,然后启动井下震击器,测力传感 器测出井下震击器工作时瞬间产生的震击力,减去预紧力就可以得到井下震击器的实际震 击解卡吨位,从而可以从震击力的角度定量评估井下震击器的解卡效果,便于标定震击力, 为现场应用和选择提供依据,更好地为石油测井生产服务。拉杆螺母旋进过程中,下支撑板 为其提供支撑,推力轴承支撑在下支撑板与拉杆螺母之间,可以减小拉杆螺母旋进时的阻 力。 作为本发明的改进,所述试验上接头的大端圆周上设有试验上接头键槽,上支撑 板中心孔的圆周上设有上支撑板键槽, L形卡键的竖边插入试验上接头键槽及上支撑板键 槽中,L形卡键的横边压在上支撑板的上端面。L形卡键实现试验上接头与上支撑板之间的 径向固定,可以避免井下震击器测试时发生转动,提高测试精度。L形卡键的横边压在上支 撑板的上端面一方面工作可靠,另一方面便于插拔。 作为本发明的进一步改进,所述上支撑板与下支撑板之间设有与之平行的中支撑 板,所述中支撑板的三个角部分别固定在相应立柱上,所述井下震击器的中段从中支撑板 中心孔中穿过,且井下震击器的中段外周套装有夹持装置,所述夹持装置的底部支撑在中 支撑板的上端面。夹持装置将井下震击器抱紧后,拆掉井下震击器顶部的试验上接头,可以 模拟测井仪器在井下遇卡的情况。先通过夹持装置对井下震击器施加初始的抱紧力,然后 转动拉杆螺母,直至使井下震击器刚刚向下滑动,即刚刚在夹持装置中产生滑动,此时测力 传感器所测到的抱紧力即为所模拟的井下遇卡力。调整夹持装置的夹紧螺栓后,再次转动 拉杆螺母使井下震击器刚刚向下滑动,就可以得到模拟出另一个井下遇卡力;如此反复直 至模拟出需要测试的井下遇卡力。然后启动井下震击器,测力传感器测出井下震击器工作 时瞬间产生的震击力,得到井下震击器在承受某井下遇卡力的情况下所能达到的实际震击 解卡吨位。改变所模拟的井下遇卡力后,再次启动井下震击器,测出井下震击器在承受另一 个井下遇卡力的情况下所能达到的实际震击解卡吨位。如此反复,可以在不同遇卡力的情 况下,测出井下震击器能够达到的实际震击解卡吨位,从而在更接近井下真实的情况下,模 拟井下仪器遇卡时的各种工况,定量判断震击解卡的效果。 作为本发明的进一步改进,所述夹持装置包括合围在井下震击器外周的固定半环 套和活动半环套,所述固定半环套和活动半环套的一侧通过铰链轴相互铰接,所述固定半 环套和活动半环套的另一侧通过夹紧螺栓相互连接,所述固定半环套的底部焊接在中支撑 板的上端面。在标定井下震击器的震击力试验时,活动半环套处于未夹紧状态或打开状态。 在模拟井下实际情况做震击力试验时,收紧夹紧螺栓,活动半环套与固定半环套合围抱紧, 以模拟井下遇卡力,通过旋紧或旋松夹紧螺栓来调整夹持装置的抱紧力,以模拟不同的井 下遇卡力。固定半环套的底部与中支撑板相焊接,可以确保在多次模拟井下遇卡力的震击 试验时,夹持装置不会因反作用力而发生跳动,始终位置保持不动,可以提高试验精度。 作为本发明的进一步改进,所述试验上接头的大端圆周上设有贯通的上接头径向 孔,所述试验上接头的下端设有与井下震击器的上端相旋接的试验上接头母螺纹。向上接 头径向孔中插入转杆可以很方便地转动试验上接头,便于与井下震击器的旋接或分离,以 便测试井下震击器的标定震击力和在模拟井下遇阻情况下的实际震击力。 4 CN 111577189 A 说 明 书 3/6 页 作为本发明的进一步改进,所述试验下接头的上端设有与井下震击器的下端相旋 接的下接头上公螺纹段,所述试验下接头的中段设有压在井下震击器下端面的下接头凸 台,所述下接头凸台的外圆周上对称分布有多个下接头径向沉孔,所述下接头凸台的下方 通过上大下小的圆锥段与下接头下公螺纹段相连,所述下接头下公螺纹段与所述测力传感 器的上端相连。井下震击器与测力传感器的连接螺纹口径相差比较大,必须通过试验下接 头的圆锥段实现直径的转换;向下接头径向沉孔中插入转杆便于转动试验下接头,当下接 头凸台压在井下震击器的下端面时,试验下接头与井下震击器即连接可靠,可以进行井下 震击器的震击力试验。松掉拉杆螺母后,可以通过转杆拆掉试验下接头,然后启动井下震击 器,井下震击器瞬间产生的震击力使井下震击器在夹持装置中产生向下位移,如此可以得 到井下震击器在受到模拟井下遇阻力的状态下,每次震击能够向下产生的实际位移,从而 可以从震击位移的角度定量评估井下震击器的解卡效果。 作为本发明的进一步改进,各立柱的下端分别焊接在相应的支脚底板上,各立柱 的下部外周分别套装有下套筒,各下套筒的下端分别焊接在支脚底板上,各下套筒的上端 分别支撑在下支撑板的下端面;各立柱的中部外周分别套装有中套筒,各中套筒的下端分 别支撑在下支撑板的上端面,各中套筒的上端分别支撑在上支撑板的下端面;各立柱的上 部外周分别套装有上套筒,各上套筒的下端分别支撑在中支撑板的上端面,各上套筒的上 端分别支撑在上支撑板的下端面,各上套筒的顶部分别旋接有立柱螺母,各立柱螺母分别 压在上支撑板的上端面。上支撑板、中支撑板与下支撑板均呈正三角形,各立柱分别焊接在 相应的支脚底板上,便于承受井下震击器产生的震击力;下套筒的下端焊接在支脚底板上 使得试验台架比较稳定,下套筒的上端口为下支撑板提供支撑;同理,中套筒、上套筒不但 实现了上支撑板、中支撑板与下支撑板之间在高度方向上的定位与支撑,使试验台架形成 一个强度很高的刚性整体,受力状况良好,且易于组装和拆卸,制造成本低。上套筒将上支 撑板所受的震击力传递至中支撑板,中套筒将中支撑板所受的震击力传递至下支撑板,下 套筒将下支撑板所受的震击力传递至支脚底板上,由于力垂直向下传递,可以承受巨大的 震击力,使试验台架可以适应各种井下震击器的试验需求。 作为本发明的进一步改进,所述下支撑板中心孔嵌有衬套,所述衬套的上端外台 阶支撑在下支撑板的上端面。由于下支撑板中心孔的精加工比较困难,代价也比较大,因此 在下支撑板中心孔的周边镶嵌衬套,可以避免起吊井下震击器试验柱的过程中,测力传感 器、拉杆等与下支撑板中心孔周边的毛刺发生刮蹭,减少仪器受损的风险。 作为本发明的进一步改进,所述拉杆与拉杆螺母之间通过矩形螺纹相互旋接。旋 转拉杆螺母测试夹持装置抱紧力时,矩形螺纹不容易打滑,有利于在多次震击的情况下,不 会发生松动。 附图说明 下面结合附图和