巖石比能測定儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及了石油天然氣勘探鉆井技術領域，特別設及一種巖石比能測定 儀。
【背景技術】
[0002] 巖石破碎通常指采掘作業(yè)中使部分巖體脫離母體并破碎成巖塊的工藝和理論。目 前評價巖石破碎難易程度多W巖石可鉆性極值的方法為參考。巖石可鉆性極值指在特定鉆 壓、轉速條件下，微鉆頭在巖樣中鉆進一定位移所用時間的函數，即Kd=log2t。
[0003] 使用可鉆性極值的方法來評價巖石破碎難易程度通常使用巖石可鉆性試驗儀。通 過對采自地層的巖石樣品兩端車平，夾持在臺架上，更換微鉆頭，可W測定牙輪鉆頭和PDC 鉆頭的可鉆性。具體地說，工作人員要事先設定好微鉆頭的鉆壓W及轉速，計算鉆進巖樣一 定位移所用的時間。
[0004] 隨著鉆井技術的發(fā)展，各種破巖方式越來越多，W及井下情況的復雜，影響巖石破 碎的因素眾多，特別是巖石溫度、地應力狀態(tài)、或欠平衡鉆井對鉆速影響很大，設定特定的 鉆壓、轉速評價不同巖石破碎的難易程度也是不可靠的。例如，硬度不一樣的巖石，如果都 采用巖石可鉆性試驗儀對微鉆頭設定能鉆進巖石的鉆壓W及轉速，雖然都能使巖石破碎， 但是不能測算出巖石破碎的臨界值。因此，巖石可鉆性極值方法不能真實可靠的反應巖石 破碎的難易程度。 【實用新型內容】
[0005] 為了克服現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種巖石 比能測定儀來測定破巖能耗，利用本實用新型的巖石比能測定儀可W對不同巖性的巖石破 碎能耗進行測定。
[0006] 本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現：
[0007] 一種巖石比能測定儀，其用于測定巖樣的比能，它包括；工作臺，其上開設有貫通 所述工作臺的開口；限位機構，用于將所述巖樣限位在所述工作臺的開口上方；用于鉆取 所述巖樣的鉆取機構，其位于所述工作臺開口的下方，所述鉆取機構包括鉆頭和與所述鉆 頭固定連接的第一軸；用于帶動所述第一軸轉動的轉動機構；與所述第一軸連接的移動機 構，其能帶動所述第一軸相對所述工作臺滑動，W使得所述鉆頭伸入所述工作臺的開口內。 [000引優(yōu)選地，所述轉動機構包括；為所述鉆頭提供動力的電機，所述電機具有一轉軸； 主動輪，其套設在所述電機的轉軸上，所述主動輪能隨所述電機的轉軸轉動；皮帶，其部分 套設在所述主動輪的外緣，所述主動輪能帶動所述皮帶傳動；能轉動的從動輪，其通過皮帶 與所述主動輪相傳動連接，所述從動輪上開設有槽，所述第一軸上具有與所述槽配合的鍵， 所述從動輪能帶動所述第一軸轉動。
[0009] 優(yōu)選地，所述移動機構包括累W及與所述累相連接的液壓缸，所述液壓缸內具有 活塞W及一端與所述活塞相連接的第二軸，所述第二軸的另一端通過軸承與所述第一軸相 連接，所述活塞能帶動所述第二軸在所述液壓缸內移動。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一軸還分別設置有用于監(jiān)測所述第一軸扭矩的扭矩傳感器W及用 于監(jiān)測所述第一軸位移變化量的位移傳感器。
[0011] 優(yōu)選地，所述累與所述液壓缸之間還設有至少一個閥W及與所述閥相連接的壓力 傳感器，所述閥能控制所述活塞的往復運動，所述壓力傳感器能檢測出所述累加載在所述 活塞上的壓強。
[0012] 優(yōu)選地，所述移動機構還包括設置在所述累上的第一控制器，所述第一控制器控 制所述累W恒定壓力輸出液體。
[0013] 優(yōu)選地，所述巖石比能測定儀還包括位于所述工作臺下方的巖屑盤，所述巖屑盤 能承接鉆取巖石后的巖屑。
[0014] 優(yōu)選地，所述電機為伺服電機，所述伺服電機由第二控制器控制輸出轉速。
[0015] 優(yōu)選地，所述巖石比能測定儀還包括位于所述工作臺上方能罩住所述巖樣的框 架，所述限位機構能相對所述框架滑動，并限位所述巖樣于所述工作臺的開口處。
[0016] 優(yōu)選地，所述巖石比能測定儀還包括固定架，所述從動輪通過軸承外圈固定在所 述固定架上。
[0017] 巖石比能測定儀可W對不同鉆頭破碎巖石所需能耗進行測定，利用巖石比能參數 能夠更加準確、全面地反應巖石破碎難易程度，對指導鉆頭選型、地層強度評價，優(yōu)化鉆井 參數、保證井下安全和生產管理等方面有十分重要的意義。本實用新型具有結構簡單、操作 方便、安全可靠的特點。
【附圖說明】
[001引在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖W任何方式來限制本實用新型公開的 范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實用新型的理 解，并不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本實用新 型的教導下，可W根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。
[0019] 圖1示出了本實用新型巖石比能測定儀的結構示意圖。
[0020]W上附圖的附圖標記；1、巖樣；2、鉆頭；3、巖屑盤；4、從動輪；5、鍵；6、第一軸；7、 扭矩傳感器；8、軸承；9、第二軸；10、活塞；11、液壓缸；12、上腔放空閥；13、回程閥；14、下 腔放空閥；15、加載閥；16、壓力傳感器；17、累；18、第一控制器；19、位移傳感器；20、固定 架；21、電機；22、第二控制器；23、主動輪；24、皮帶；25、工作臺；26、框架；27、限位機構。
【具體實施方式】
[0021] 結合附圖和本實用新型【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的 細節(jié)。但是，在此描述的本實用新型的【具體實施方式】，僅用于解釋本實用新型的目的，而不 能W任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術人員可W構想 基于本實用新型的任意可能的變形，該些都應被視為屬于本實用新型的范圍。
[002引如圖1所示，本實用新型提供了一種測定巖石比能的巖石比能測定儀，它包括：工 作臺25、限位機構27、鉆取機構、轉動機構W及移動機構。工作臺25的面板水平放置，其上 開設有貫通所述工作臺25的開口。限位機構27用于限位所述巖樣1于所述工作臺25的 開口上方。鉆取機構用于鉆取所述巖樣1，其位于所述工作臺25開口的下方，所述鉆取機構 包括鉆頭2和與所述鉆頭2固定連接的第一軸6。轉動機構用于帶動所述第一軸6轉動； 移動機構與所述第一軸6連接，其能帶動所述第一軸6相對所述工作臺25滑動，W使得所 述鉆頭2伸入所述工作臺25的開口內。
[0023] 具體地說，工作臺25為一長方形的面板，其可W由金屬或木質材質制成。工作臺 25的中屯、位置開設有一開口，該開口貫通工作臺25的上下臺面。開口的形狀可W為正方 形、長方形、圓形或者任意能使鉆頭2伸入開口的形狀。
[0024] 限位機構27可W設置于工作臺25的上方，更具體地說，可W設置在工作臺25開 口的正上方，當然也不限于此，只要限位機構27能限位巖樣1于工作臺25的開口上方即 可。限位機構27具體可W為絲杠。
[0025] 鉆取機構設置于工作臺25的下方，鉆取機構包括鉆頭2和與所述鉆頭2固定連接 的第一軸6,應該認為該鉆頭2的尺寸可W伸進工作臺25的開口中W鉆取置于開口處的巖 樣1。鉆頭2可W為PDC鉆頭、牙輪鉆頭、孕鑲鉆頭、復合鉆頭等等。
[0026] 轉動機構與鉆取機構的第一軸6傳動連接，用于帶動所述第一軸6轉動。進一步 地說，所述轉動機構包括；為鉆頭2提供動力的電機21、主動輪23、皮帶24W及從動輪4。 所述電機21具有一轉軸，主動輪23套設在所述電機21的轉軸上，所述主動輪23能隨所述 電機21的轉軸轉動。皮帶24部分套設在所述主動輪23的外緣，所述主動輪23能帶動所 述皮帶24傳動。具體地說，主動輪23的外緣上具有一圈間距相等的第一齒，該皮帶24上 具有能曬合進該第一齒中的第二齒，通過第一齒與第二齒的相互曬合實現主動輪23帶動 皮帶24的傳動。從動輪4也通過皮帶24與所述主動輪23相傳動連接，從動輪4的外緣上 具有一圈第=齒，該第=齒能與皮帶24上的第二齒配合，由皮帶24帶動從動輪4轉動。另 夕F，所述從動輪4的中屯、處開設有槽，所述第一軸6上具有與所述槽配合的鍵5,通過鍵槽 結構使所述從動輪4能帶動所述第一軸6轉動，進而另第一軸6帶動鉆頭2轉動，鉆取巖樣 1。所述鍵5可W為滑動