井下工具与连续管模拟测试系统

本发明涉及钻井工具测试领域，尤其是涉及一种井下工具与连续管模拟测试系统。

背景技术：

1、随着油气田开发向深层、非常规储层不断推进，连续管及配套井下工具在钻采作业中的应用日益广泛，其作业性能与服役可靠性直接影响现场施工安全与开发效益。井下工况复杂，兼具高温、高压、固相磨损、介质腐蚀等多重环境特征，因此井下工具与管柱在投入现场应用前，需通过室内模拟测试充分验证其性能，将失效风险控制在研发阶段。

2、现有井下模拟测试装置普遍存在工况模拟形式单一的不足，不同类型的性能验证需在独立设备上分别开展，测试过程需反复拆装试样、管路与采集系统，试验效率低且工况一致性难以保证，无法实现管柱性能、工具效能与作业工艺的一体化综合评估。同时，常规模拟井筒多为封闭结构，无法直观观测内部作业过程，难以支撑作用机理的可视化分析；且多数装置仅能模拟单一环境条件，无法还原井下多因素耦合的真实服役场景，测试结果与现场实际存在偏差，验证准确性有待提升。

技术实现思路

1、本发明提供了一种井下工具与连续管模拟测试系统，解决了井下多种工况模拟的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种井下工具与连续管模拟测试系统，包括呈一字排列且依次连接的连续管储驱装置、过渡管组件和旋转切换架，还包括液压系统，液压系统通过管路分别与连续管储驱装置和过渡管组件连通，旋转切换架沿周向设有至少三个测试套管，旋转切换架转动以切换各测试套管与过渡管组件对接。

3、优选的方案中，旋转切换架还包括底部架，底部架上设有多个间隔布置的滚轮槽架，底部架两端设有轴承立座，两个轴承立座之间设有多个滚动环架，多个滚动环架通过中央衔接轴连接，测试套管与各滚动环架连接，中央衔接轴两端分别与各轴承立座转动套接，滚动环架下端抵靠在滚轮槽架上滚动。

4、优选的方案中，中央衔接轴端部设有大齿轮，底部架上还设有切换架转动电机，切换架转动电机轴端设有小齿轮以与大齿轮啮合。

5、优选的方案中，旋转切换架与过渡管组件之间还设有对接组件，对接组件包括对接套管，对接套管与轴承立座套接，对接套管两端设有对接法兰，测试套管和过渡管组件相靠近的一端各设有连接法兰，连接法兰与对接法兰对接。

6、优选的方案中，连接法兰上设有可横移的对接盘组件，对接盘组件包括扣合的壳座和盖体，壳座内沿周向设有多个螺栓旋扭组件，螺栓旋扭组件端部设有可转动的螺栓批头。

7、优选的方案中，螺栓旋扭组件包括外套筒和内轴杆，螺栓批头与外套筒连接，内轴杆与盖体转动套接，外套筒与壳座套接，外套筒设有多边形滑孔，内轴杆设有多边形段，多边形滑孔与多边形段滑动套接，内轴杆上套有第一止挡环，内轴杆上第一止挡环和外套筒之间还套有碟簧组。

8、优选的方案中，对接套管上套有可转动的主动齿轮，各外套筒上套有从动齿轮，各从动齿轮与主动齿轮啮合。

9、优选的方案中，内轴杆上套有活动套管，活动套管可转动和沿内轴杆长度方向滑动，活动套管侧壁设有拨杆，活动套管一端抵靠在碟簧组上，活动套管另一端抵靠外套筒，内轴杆插入外套筒的一端设有第二止挡环，外套筒内设有收缩颈，第二止挡环和复位弹簧之间设有复位弹簧，盖体设有内筒部，内筒部沿周向设有多个条形导槽，各拨杆卡在条形导槽中滑动，对接套管上还套有内套管，内套管沿周向设有一个第一卡块和多个第二卡块，第一卡块和第二卡块在内套管轴线方向错开一定间距，第一卡块和第二卡块两端设有导向楔面，内套管转动使第一卡块和第二卡块的导向楔面挤压拨杆，第一卡块挤压拨杆以使活动套管推动外套筒前移，第二卡块挤压拨杆以使活动套管压缩碟簧组，复位弹簧推动外套筒后退。

10、优选的方案中，对接套管上套有可转动的连接转管，内套管滑动套接在连接转管外侧，连接转管一端与主动齿轮连接，连接转管另一端设有蜗轮，还设有基板座，基板座上设有可移动的滑板座，滑板座上端与对接盘组件连接，滑板座一端设有转管电机，转管电机轴端设有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，滑板座上海设有套管电机，套管电机轴端设有小同步轮，内套管一端套有大同步轮，大同步轮与小同步轮之间套有同步带。

11、优选的方案中，连续管储驱装置包括基架，基架上设有立式支架，立式支架上设有可转动的卷绕筒，卷绕筒用于缠绕连续管，卷绕筒外侧设有弧形的导向架，导向架一端依次设有导向轮组和横向布置的注入装置，注入装置包括第一循环牵引组件和第二循环牵引组件，第一循环牵引组件和第二循环牵引组件均设有主动轮和从动轮，主动轮和从动轮外侧绕有可移动的闭环挠性件，闭环挠性件沿外侧设有多个带凹卡槽的抱合半块装置，第一循环牵引组件和第二循环牵引组件之间设有通道部，第一循环牵引组件和第二循环牵引组件的抱合半块装置合抱连续管外壁并驱动连续管通过通道部。

12、本发明的有益效果为：采用可旋转的架体搭载多个测试套管，各套管中模拟不同的井下工况，通过旋转切换测试套管与注入端对接，尽可能多的模拟井下真实工况；注入装置采用横向，卷绕筒通过导向架对抗连续管弯矩，再导向轮组进行引导，使得连续管对准注入装置通道入口，满足小场地测试要求；采用带螺栓旋扭组件的对接盘组件辅助拆卸测试套管法兰螺栓，大大提高螺栓拆卸效率，缩短试验转换时间，避免小空间手动作业，降低劳动强度；螺栓旋扭组件可切换多螺栓同步旋钮模式和单一螺栓大扭矩锁紧模式，既防止螺栓之间干涉，提高了容错能力，又能在不提高硬件成本前提下集中扭矩提高预紧力。

1.一种井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：包括呈一字排列且依次连接的连续管储驱装置（10）、过渡管组件（9）和旋转切换架（20），还包括液压系统（30），液压系统（30）通过管路分别与连续管储驱装置（10）和过渡管组件（9）连通，旋转切换架（20）沿周向设有至少三个测试套管（11），旋转切换架（20）转动以切换各测试套管（11）与过渡管组件（9）对接。

2.根据权利要求1所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：旋转切换架（20）还包括底部架（2004），底部架（2004）上设有多个间隔布置的滚轮槽架（2005），底部架（2004）两端设有轴承立座（2003），两个轴承立座（2003）之间设有多个滚动环架（2001），多个滚动环架（2001）通过中央衔接轴（2002）连接，测试套管（11）与各滚动环架（2001）连接，中央衔接轴（2002）两端分别与各轴承立座（2003）转动套接，滚动环架（2001）下端抵靠在滚轮槽架（2005）上滚动。

3.根据权利要求2所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：中央衔接轴（2002）端部设有大齿轮（2008），底部架（2004）上还设有切换架转动电机（2006），切换架转动电机（2006）轴端设有小齿轮（2007）以与大齿轮（2008）啮合。

4.根据权利要求1所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：旋转切换架（20）与过渡管组件（9）之间还设有对接组件（12），对接组件（12）包括对接套管（1201），对接套管（1201）与轴承立座（2003）套接，对接套管（1201）两端设有对接法兰（1202），测试套管（11）和过渡管组件（9）相靠近的一端各设有连接法兰（13），连接法兰（13）与对接法兰（1202）对接。

5.根据权利要求4所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：连接法兰（13）上设有可横移的对接盘组件（15），对接盘组件（15）包括扣合的壳座（1501）和盖体（1502），壳座（1501）内沿周向设有多个螺栓旋扭组件（16），螺栓旋扭组件（16）端部设有可转动的螺栓批头（17）。

6.根据权利要求5所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：螺栓旋扭组件（16）包括外套筒（1601）和内轴杆（1602），螺栓批头（17）与外套筒（1601）连接，内轴杆（1602）与盖体（1502）转动套接，外套筒（1601）与壳座（1501）套接，外套筒（1601）设有多边形滑孔（1603），内轴杆（1602）设有多边形段（1604），多边形滑孔（1603）与多边形段（1604）滑动套接，内轴杆（1602）上套有第一止挡环（1605），内轴杆（1602）上第一止挡环（1605）和外套筒（1601）之间还套有碟簧组（18）。

7.根据权利要求6所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：对接套管（1201）上套有可转动的主动齿轮（1606），各外套筒（1601）上套有从动齿轮（1607），各从动齿轮（1607）与主动齿轮（1606）啮合。

8.根据权利要求7所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：内轴杆（1602）上套有活动套管（1608），活动套管（1608）可转动和沿内轴杆（1602）长度方向滑动，活动套管（1608）侧壁设有拨杆（1609），活动套管（1608）一端抵靠在碟簧组（18）上，活动套管（1608）另一端抵靠外套筒（1601），内轴杆（1602）插入外套筒（1601）的一端设有第二止挡环（1611），外套筒（1601）内设有收缩颈（1610），第二止挡环（1611）和复位弹簧（1612）之间设有复位弹簧（1612），盖体（1502）设有内筒部（1504），内筒部（1504）沿周向设有多个条形导槽（1503），各拨杆（1609）卡在条形导槽（1503）中滑动，对接套管（1201）上还套有内套管（19），内套管（19）沿周向设有一个第一卡块（1901）和多个第二卡块（1902），第一卡块（1901）和第二卡块（1902）在内套管（19）轴线方向错开一定间距，第一卡块（1901）和第二卡块（1902）两端设有导向楔面（1903），内套管（19）转动使第一卡块（1901）和第二卡块（1902）的导向楔面（1903）挤压拨杆（1609），第一卡块（1901）挤压拨杆（1609）以使活动套管（1608）推动外套筒（1601）前移，第二卡块（1902）挤压拨杆（1609）以使活动套管（1608）压缩碟簧组（18），复位弹簧（1612）推动外套筒（1601）后退。

9.根据权利要求7所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：对接套管（1201）上套有可转动的连接转管（21），内套管（19）滑动套接在连接转管（21）外侧，连接转管（21）一端与主动齿轮（1606）连接，连接转管（21）另一端设有蜗轮（26），还设有基板座（22），基板座（22）上设有可移动的滑板座（23），滑板座（23）上端与对接盘组件（15）连接，滑板座（23）一端设有转管电机（2602），转管电机（2602）轴端设有蜗杆（2601），蜗杆（2601）与蜗轮（26）啮合，滑板座（23）上海设有套管电机（2701），套管电机（2701）轴端设有小同步轮（2702），内套管（19）一端套有大同步轮（27），大同步轮（27）与小同步轮（2702）之间套有同步带（2703）。

10.根据权利要求1所述井下工具与连续管模拟测试系统，其特征是：连续管储驱装置（10）包括基架（1），基架（1）上设有立式支架（101），立式支架（101）上设有可转动的卷绕筒（2），卷绕筒（2）用于缠绕连续管（7），卷绕筒（2）外侧设有弧形的导向架（3），导向架（3）一端依次设有导向轮组（4）和横向布置的注入装置（5），注入装置（5）包括第一循环牵引组件（502）和第二循环牵引组件（503），第一循环牵引组件（502）和第二循环牵引组件（503）均设有主动轮（504）和从动轮（505），主动轮（504）和从动轮（505）外侧绕有可移动的闭环挠性件（506），闭环挠性件（506）沿外侧设有多个带凹卡槽（601）的抱合半块装置（6），第一循环牵引组件（502）和第二循环牵引组件（503）之间设有通道部，第一循环牵引组件（502）和第二循环牵引组件（503）的抱合半块装置（6）合抱连续管（7）外壁并驱动连续管（7）通过通道部。