水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種模擬實驗裝置，尤其涉及一種小流量小內徑的水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，在井眼曲率較大或長水平井段，鉆壓無法有效傳遞是影響鉆速的重要的因素。在該井段，井壁受鉆柱壓力較大，鉆柱與井壁之間摩擦力隨之增大。因此，鉆進過程中，鉆柱托壓現象嚴重，導致無法施加理想鉆壓，嚴重影響鉆進速度。在鉆柱與井壁摩擦力足夠大時，容易引起鉆柱扭曲變形并誘發井內事故。降低摩擦阻力對提高鉆速將起到關鍵性的作用。
[0003]對于水力振蕩器的研究雖然已經逐步趨于成熟，但是實驗研究大部分使用成品進行現場下井研究，并且研究內容局限于整體鉆進效率上，這種研究方法雖然可行，但是耗時較長，尤其是研究過程中如果工具出現問題，將嚴重影響井段的鉆進效率。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術中的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種用于模擬水力振蕩減阻鉆具的井下工況的水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置，包括水力振蕩器，水力振蕩器包括外筒、轉軸、支撐座和振動軸，所述轉軸上套有支撐軸承，所述轉軸通過支撐軸承設置在外筒的腔體內，所述支撐座固定連接在外筒的一端，所述振動軸設置在外筒的另一端;所述振動軸的一端伸入到外筒內，另一端位于外筒的外側，振動軸伸入到外筒內的一端外緣沿徑向向外延伸形成支撐面，所述外筒設置有振動軸的一端端面上連接法蘭，所述法蘭和支撐面之間填充有彈簧，所述振動軸位于外筒外側的部分套有預壓力螺母;在轉軸朝向支撐座的一端固定連接一具有偏心孔的主閥，對應的在支撐座上設置一具有相同偏心孔的次閥，所述主閥和次閥具有相互貼合的端面。
[0007]優選地，所述轉軸朝向支撐座一端的軸壁與外筒內腔壁之間設有密封套筒;所述轉軸另一端的軸壁與外筒內腔壁之間設有軸承支撐筒，所述軸承支撐筒通過螺栓固定在外筒內。
[0008]優選地，還包括軸承外筒，所述軸承外筒的外壁與所述外筒的內壁過盈配合，所述軸承外筒兩端分別加工有凹臺，所述支撐軸承為兩個，兩個支撐軸承分別設置在軸承外筒兩端的凹臺上，在轉軸對應凹臺的部位加工凸緣，靠近軸承支撐筒的支撐軸承通過相應的凹臺、凸緣和軸承支撐筒限定與轉軸的相對位置，靠近支撐座設置的支撐軸承通過相應的凹臺、凸緣和外筒內腔壁上的臺肩限定與轉軸的相對位置。
[0009]優選地，在外筒和軸承外筒的筒壁對應轉軸的位置開通孔，外筒外側對應通孔的位置設置驅動電機，所述驅動電機的輸出軸上安裝同步輪，所述轉軸和同步輪通過同步帶傳動連接。
[0010]優選地，還包括固定座，所述固定座上設置有兩個中心架，兩個中心架的位置分別對應水力振蕩器的支撐座和外筒設置，所述支撐座和外筒通過中心架安裝在固定座上，兩個中心架上的加壓絲桿分別將水力振蕩器的支撐座和外筒固定在中心架的圈內。
[0011]優選地，在預壓力螺母和法蘭之間設置有壓力傳感器。
[0012]優選地，在振動軸位于外筒外側的一端上安裝有轉換接頭，所述轉換接頭上設置有位移傳感器。
[0013]優選地，所述轉軸對應通孔的位置設置有反光片，在水力振蕩器一側對應通孔的位置設置有光電轉速傳感器。
[0014]優選地，還包括排水管，所述排水管安裝在支撐座的端部，與支撐座的水道連通。
[0015]優選地，所述外筒包括上筒和下筒，所述上筒和下筒通過螺栓固定連接，所述支撐座固定連接在下筒遠離上筒的一端。
[0016]與現有技術相比，本發明實施例至少具有以下優點:
[0017]本發明是在水力振蕩器成品研制之前，根據水力振蕩器的工作原理，研制出一套簡易的實驗裝置對該工具的部分特性進行實驗研究。該方法不僅簡單可行，而且用時較短，能夠對振蕩器的部分參數進行完整的系統的實驗研究。對水力振蕩減阻鉆具的研究能夠奠定很好的基礎。
[0018]本發明使用一種新型的盤閥結構(主閥+次閥)，根據不同的頻率振幅需要，依據轉換接頭上連接的栗的排量變化設計不同的盤閥過流面積進行變換，使研究簡便化。
[0019]使用電機代替動力部分，不僅簡化渦輪動力或者馬達動力的實驗成本，實現頻率可調節的范圍更廣，而且使用外筒開口，然后直接帶動轉軸，能夠簡化傳動結構，降低復雜傳動結構帶來的影響，對振動減阻的研究效果更佳。在控制過流面積的情況下，模擬現場司鉆時栗的排量，實現振幅的可調。
[0020]在模擬鉆具的兩端使用絲桿連接，分散受力，使得在結構簡單的情況下能夠承受較大的沖擊力，能夠擴大振幅的研究范圍。
[0021]使用中心架定位和固定實驗裝置，并使用中心架上加裝絲桿加載裝置，用來模擬實際鉆進中的托壓現象。
[0022]用來固定的底座有凹槽，能夠固定中心架并能夠方便的調節相互之間的距離。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置的總裝配圖；
[0024]圖2為本發明水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置的水力振蕩器的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例及其圖1-2對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。
[0026]如圖1和圖2所示，圖1為本發明水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置的結構示意圖，圖2為本發明水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置的水力振蕩器的結構示意圖。
[0027]一種水力振蕩減阻鉆具模擬實驗裝置，包括水力振蕩器，水力振蕩器包括外筒、轉軸8、支撐座16和振動軸2，轉軸8上套有支撐軸承10，轉軸8通過支撐軸承10設置在外筒的腔體內，支撐座16固定連接在外筒的一端，振動軸2設置在外筒的另一端;振動軸2的一端伸入到外筒內，另一端位于外筒的外側，振動軸2伸入到外筒內的一端外緣沿徑向向外延伸形成支撐面7，外筒設置有振動軸2的一端端面上連接法蘭4，法蘭4和支撐面7之間填充有彈簧5，振動軸2位于外筒外側的部分套有預壓力螺母3;在轉軸8朝向支撐座16的一端固定連接一具有偏心孔的主閥14，對應的在支撐座16上設置一具有相同偏心孔的次閥13，主閥14和次閥13具有相互貼合的端面。
[0028]轉軸8朝向支撐座16—端的軸壁與外筒內腔壁之間設有密封套筒12;轉軸8另一端的軸壁與外筒內腔壁之間設有軸承支撐筒15，軸承支撐筒15通過螺栓18固定在外筒內。
[0029]還包括軸承外筒9，軸承外筒9的外壁與外筒的內壁過盈配合，軸承外筒9兩端分別加工有凹臺，支撐軸承10為兩個，兩個支撐軸承10分別設置在軸承外筒9兩端的凹臺上，在轉軸8對應凹臺的部位加工凸緣，靠近軸承支撐筒15的支撐軸承10通過相應的凹臺、凸緣和軸承支撐筒15限定與轉軸8的相對位置，靠近支撐座16設置的支撐軸承10通過相應的凹臺、凸緣和外筒內腔壁上的臺肩限定與轉軸8的相對位置。
[0030]在外筒和軸承外筒9的筒壁對應轉軸8的位置開通孔19，外筒外側對應通孔19的位置設置驅動電機21，驅動電機21的輸出軸上安裝同步輪，轉軸8和同步輪通過同