應用於頂部驅動的扭矩測試系統的製作方法
2024-02-10 21:04:15
應用於頂部驅動的扭矩測試系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種應用於頂部驅動的扭矩測試系統，該扭矩測試系統包括有一尾繩樁、第一鋼絲繩、第二鋼絲繩、一個測力計、一個扭力鉗和一個拋錨機，該扭力鉗包括一個卡扣部和一個鉗柄，該鉗柄的一端與該卡扣部固定連接，該鉗柄的另一端設置有一個穿置孔，該卡扣部用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆上，該第一鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該尾繩樁和該穿置孔，該第二鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該拋錨機和該穿置孔，該測力計用於設置於該第一鋼絲繩或該第二鋼絲繩。該扭矩測試系統能夠便捷地測試頂部驅動的扭矩，方便了頂部驅動在鑽井平臺的建造階段的測試，降低了作業成本和作業風險。
【專利說明】應用於頂部驅動的扭矩測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑽井設備領域，特別涉及一種應用於頂部驅動的扭矩測試系統。
【背景技術】
[0002]在石油鑽井過程中，頂部驅動鑽井裝置(簡稱為頂部驅動或頂驅)發揮著重要的作用。現有的頂驅通常包括導向滑車總成、水龍頭-鑽井馬達總成和鑽杆上卸扣裝置總成這三個組成部分。工作時，頂部驅動直接從井架空間上部直接旋轉鑽柱，並沿井架內專用導軌向下送進，完成鑽柱旋轉鑽進，循環鑽井液、接單根、上卸扣和倒劃眼等多種操作。
[0003]在上述各種操作過程中，頂部驅動產生的旋轉扭力(或扭矩)直接影響鑽杆的鑽進速度和深度。在鑽井平臺的建造階段，操作工人通常將頂部驅動裝載於鑽井塔架上，在正式鑽井作業過程中，常常會發現旋轉扭矩過小而使得鑽杆的鑽進速度和深度達不到預計值。此時，需要卸載下頂部驅動，調試後予以重新裝配，這不僅大大地增加了作業成本，更是容易引發作業風險。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中沒有頂部驅動的扭矩測試系統的缺陷，提供一種應用於頂部驅動的扭矩測試系統，該扭矩測試系統能夠使得頂部驅動的扭矩測試變得極為便捷。
[0005]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題:
[0006]一種應用於頂部驅動的扭矩測試系統，其特點在於，該扭矩測試系統包括有一尾繩樁、第一鋼絲繩、第二鋼絲繩、一個測力計、一個扭力鉗和一個拋錨機，該扭力鉗包括一個卡扣部和一個鉗柄，該鉗柄的一端與該卡扣部固定連接，該鉗柄的另一端設置有一個穿置孔，該卡扣部用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆上，該第一鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該尾繩樁和該穿置孔，該第二鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該拋錨機和該穿置孔，該測力計用於設置於該第一鋼絲繩或該第二鋼絲繩。
[0007]較佳地，該扭矩測試系統還包括一個動力卡瓦，該動力卡瓦用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆上。
[0008]較佳地，該拋錨機為液壓拋錨機，該液壓拋錨機包括一個旋轉輪，該第二鋼絲繩固定於該旋轉輪上。
[0009]本發明的積極進步效果在於:該扭矩測試系統能夠便捷地測試頂部驅動的扭矩，方便了頂部驅動在鑽井平臺的建造階段的測試，降低了作業成本和作業風險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明較佳實施例的應用於頂部驅動的扭矩測試系統的結構示意圖。
[0011]圖2為圖1中的扭矩測試系統的使用原理圖。
[0012]圖3為圖2中的扭矩測試系統的俯視圖。
[0013]圖4為圖3中的扭矩測試系統的局部放大圖。
[0014]附圖標記說明:
[0015]尾繩樁:1第一鋼絲繩:2
[0016]扭力鉗:3第二鋼絲繩:4
[0017]測力計:5拋錨機:6
[0018]動力卡瓦:7鑽杆:8
[0019]穿置孔:31鉗柄:32
[0020]卡扣部:33旋轉輪:60
【具體實施方式】
[0021]下面舉個較佳實施例，並結合附圖來更清楚完整地說明本發明。
[0022]本實施例的應用於頂部驅動的扭矩測試系統的結構如下:
[0023]請結合圖1-4予以理解，本實施例的應用於頂部驅動的扭矩測試系統包括有一尾繩樁1、第一鋼絲繩2、一個扭力鉗3、第二鋼絲繩4、一個測力計5、一個拋錨機6和一個動力卡瓦7，該扭力鉗3包括一個卡扣部33和一個鉗柄32，該鉗柄32的一端與該卡扣部33固定連接，該鉗柄32的另一端設置有一個穿置孔31，該卡扣部33用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆8上，該第一鋼絲繩2的兩端用於分別地固定於該尾繩樁I和該穿置孔31，該第二鋼絲繩4的兩端用於分別地固定於該拋錨機6和該穿置孔31，該測力計5用於設置於該第二鋼絲繩4，該動力卡瓦7用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆8上。
[0024]該拋錨機6為液壓拋錨機，該液壓拋錨機包括一個旋轉輪60，該第二鋼絲繩4固定於該旋轉輪60上。
[0025]本實施例的扭矩測試系統的使用原理如下:
[0026]安裝時，請結合圖2-4予以理解，將扭力鉗3的卡扣部33卡掣於該頂部驅動的鑽杆8上；將該第一鋼絲繩2的兩端分別地固定於該尾繩樁I和該穿置孔31，該第二鋼絲繩4的兩端分別地固定於該拋錨機6和該穿置孔31，該動力卡瓦7卡掣於該頂部驅動的鑽杆8上。
[0027]測試時，開啟該頂部驅動，該頂部驅動的鑽杆8旋轉，且帶動該動力卡瓦7的轉子旋轉，以此模擬鑽井時巖石碎屑對鑽杆8的阻礙，請結合圖4予以理解，與此同時鑽杆8通過該鉗柄32將該第二鋼絲繩4繃緊，通過該測力計5可以測試出扭力的數值。
[0028]逐漸增加該扭力鉗3的卡扣部33的卡掣力，鑽杆8通過該鉗柄32將該第二鋼絲繩4繃得更緊，通過該測力計5可以測試出更大扭力的數值，而與此同時鑽杆8的轉速卻降低。
[0029]依據上述原理，不斷的調節該扭力鉗3的卡扣部33的卡掣力，能夠測試出不同數值的扭力和與每一數值的扭力相對應的旋轉速度，依據該些扭力值和與每一扭力數值相對應的旋轉速度，可以推測出頂部驅動的鑽杆8的鑽進速度和深度。
[0030]本實施例的扭矩測試系統具有以下技術效果:
[0031 ] 第一、能夠便捷地測試頂部驅動的扭力和扭矩，通過調節該扭力鉗的卡扣部的卡掣力，可以測試出鑽杆8在不同旋轉速度下的扭力，通過公式M=FXL,可以推算出不同旋轉速度下的扭矩值，其中，L就是在該第二鋼絲繩4與該鉗柄32垂直條件下，該鑽杆8的軸心與該穿置孔31中心的距離，依據頂部驅動在不同的旋轉速度下的扭力值和扭矩值，可以推測出頂部驅動的鑽杆8的鑽進深度。
[0032]第二、結構簡單且能夠模擬鑽井環境，該扭矩測試系統具有結構簡單的特點，能夠粗略的估測出頂部驅動扭矩不足的問題，可以大大降低海上鑽井作業成本和風險，另外使用該動力卡瓦還能夠模擬鑽井環境。
[0033]雖然以上描述了本發明的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種應用於頂部驅動的扭矩測試系統，其特徵在於，該扭矩測試系統包括有一尾繩樁、第一鋼絲繩、第二鋼絲繩、一個測力計、一個扭力鉗和一個拋錨機，該扭力鉗包括一個卡扣部和一個鉗柄，該鉗柄的一端與該卡扣部固定連接，該鉗柄的另一端設置有一個穿置孔，該卡扣部用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆上，該第一鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該尾繩樁和該穿置孔，該第二鋼絲繩的兩端用於分別地固定於該拋錨機和該穿置孔，該測力計用於設置於該第一鋼絲繩或該第二鋼絲繩。
2.如權利要求1所述的應用於頂部驅動的扭矩測試系統，其特徵在於，該扭矩測試系統還包括一個動力卡瓦，該動力卡瓦用於卡掣於該頂部驅動的鑽杆上。
3.如權利要求1-2中任意一項所述的應用於頂部驅動的扭矩測試系統，其特徵在於，該拋錨機為液壓拋錨機，該液壓拋錨機包括一個旋轉輪，該第二鋼絲繩固定於該旋轉輪上。
【文檔編號】E21B45/00GK104374512SQ201310351864
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】王 琦, 莫建, 曾驥 申請人:上海外高橋造船有限公司