Стенд для испытания бурильного инструмента

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(46) 15.11.83. Бюп, % 42 (72) П. И, Астафьев, А, В. Холоценко, В. В. Тиунов и В. Д. Политов (71) Пермский филиал Всесоюзного орцена Труцового Красного Знамени научноисследовательского института буровой техники и Пермский политехнический институт(53) 622.243.921 (088.8) (56) 1. Симонов В. В. и цр. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента. М., "Нецра", 1977, с. 169-192.2. Авторское свицетепьство СССР М 794165, кп. Е 21 В 17/00, 1975 (прототип). й(54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ,БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, соцержвщий полото, забойный цвигатель, вертлюги имитатор силового взаимоцействия сбурильной колонной, о т п и ч а ю щ и йтс я тем, что, с цепью повышения точнооти и качества натурного моцепированиянагрузок со стороны бурильной колонны,имитатор выполнен в вице установленныхпоспецоватепьно линейного и вращатепьного электрических цвигатепей, имеющих533 4 3 1 О 54 силового взаимоцействия в вице цвух случайных процессов Ц Я иМм(ЦТаким образом, известный стенц не обеспечивает требуемой точности и циалазона моцепирования, взаимоцействия забойного инструмента и бурипьной колонны из-за несовершенства реализации процесса нагружения.Цепь изобретения - повышение точности и качества натурного моцелирова О ния нагрузок со стороны бурильной ко полны,Поставпенная цепь постигается тем, что в стенце цпя испытания бурильного . инструмента, соцержащем цопото, забой ный цвигатепь, вертпюг и имитатор силового взаимоцействия с бурипьной колонной, лоспецний вылопнен в вице устаноа пенных лосцецоватепьно линейного и вращательного электрических цвигатепей, рО имеющих общий лоцвижный эпемент, жестко соециненный с забойным цвигатепем,На чертеже лривецена схема стенца с универсальным имитатором силового взаимоцействия забойного инструмента с 25 бурильной копонной. Стенц соцержит забойный цвигатепь 1с цолотом 2, которые устанавливаютсяна экспериментальный забой 3 или бпоклороцы (не показан),Забойный цвигатепь 1 жестко соецинен с лоцвижнымэлементом 4 имитатора. Верхний конецлоцвижного эпемента 4 соецинен с вертпюгом 5 и установпен в рациапьныхопорах 6. Нижняя опора 6 вылопняетсяЭ 5непроточной, чтобы лрецотвратить лолацание. в лопость имитатора лромывочнойжицкости с выбуренной лороцой, поступа.ющей с забоя 3. Рациапьные опоры 6установцены в корпусе 7 таким образом,что межцу ними поспецоватепьно располагаются статоры 8 и 9 соответственно линейного (ЛЭД) и вращательного(ВЭД) электрических цвигателей имитатора нагрузки, Непоцвикная система .элементов имитатора (статоры 8 и 9 ирациальные опоры 6) зажимаются сверху в корпусе 7 стенца столорным копь-"цом 10. Кабели 11 литания и улравле 50ние .12 эпектроцвигатепей вывецены через нелоцвижную систему имитатора исоецинены с системой 13 регулированиязакона нагружения забойного инструмента. В нижней части корпуса 7 раслопожены окна 14 цпя отвоца промывбчной55жицкости,лоступакццей с забоя 3 вместес выбуренной пороцой,Стенц работает слецующим образом. Ог бурового насоса (не показан) прсьмывочная жицкость нагнетается через вертлюг 5 во внутреннюю полость лоцвижного элемента 4 имитатора и лоцаеъся к забойному цвигатепю 1. Поцвижный элемент 4 имитатора через корпус за бойного цвигателя 1 воспринимает реактивный момент. Для .обеспечения зацаи ного углового лоложения забойного цви гатепя 1 на лоцвижном элементе 4 соэ цается требуемый, момент со стороны ВЭД. Этот момент фиксируется в системе 13 в соответствие с выбранным законом крутипьного взаимоцействия забойного цвигатепя 1 с бурипьной колонной (не показана). Для обеспечения требуемого усипия лрижатия забойного цвигатепя 1 к забою 3 созцается лроцопь ное усилие со стороны ЛЭД. Это усилие формируется в системе 13 в соответствии с выбранным законом лроцопьного взаимоцействия забойного цвигатепя 1 с бурильной колонной. Процопьно-крутипьные перемещения забойного цвигателя 1в процессе бурения реализуются лрицвижении лоцвижного элемента 4 имитатора в трех рааиапьных опорах 6. Движущаяся промывочная жицкость охпажцаетлоцвижный элемент 4 имитатора лри работе ЛЭД и ВЭД. Выбуренная лороца спромывочной жицкостью поступает с эабоя 3 на поверхность и спивается черезокна 14. При этом нижняя рациапьнаяопора 6 выполнена непроточной и лрецоъвращает лолацание лромывочной жицкости в лопости ЛЭД и ВЭД.Электрические цвигатепи - линейный(ЛЭД) и вращательный (ВЭД) могутбыть различных типов, в том числе иоба асинхронные, В зависимости от слособа улравйения асинхронных ЛЭД и ВЭД можно показать, что лри практическизаторможенном роторея=ач,хЛ=йЧ)(,гце х - сипа, развиваемая ЛЭД;В - момент, развиваемый ВЭД;(1 иЧй -соответственно налряжения обмоток ЛЭЙ и ВЭД;и )( -соответственно частоты питания ЛЭД и ВЭД;формируя с помощью специальной системы закона изменения частотыд (Ф ) иС 8 И) и напряжения Ч (1 ) Чможно цобиться выполнения равенств3 1054533 ьТаким образом, имитатор, составпенрез полость поцвижного эпемента имитань 4 из цвух управпяемых эпектроцвигате тора поцается промывочная жицкость к пей пинейного и вращатепьного, может забойному инструменту, осушествпяя при реализовать произвопьно спожный закон этом охлажцение поцвижного эпемента нагружения бурильного инструмента и из 5 в процессе работы имитатора.менять его в процессе испытаний, Испопьзование общег 6 првижного эпемента (ро Прецпагаемый стенц позвопяет прово тора) в вице попой трубы позвопяет про цить натурные испытания забойного инствоцить непрерьвное нагружение забойно- румента в усповиях максимапьно прибпи го ийструмента в процессе реацьной про 1 О женных к реапьным при значитеньном хоцки стенцовой скважины (ици бцока сокращении сроков поцготовки и тариров пороцы) на значитепьную гпубину, ооой ки стенца перец,испытаниями и быстроветствувйую выбранной алине поцвижного го изменения режимов в процессе испыэцемента имитатора. В то же время че таний.опов пактор 59/39 Тираж 603ВНИИПИ Госуцарственного комитета ССС