键，或者其它能实现从动轮4与第一轴6连接的键。
[0027]移动机构为所述第一轴6提供向上的加载力。由于岩样1静置在工作台25的开 口上方，随着钻头2钻取岩样1，岩样1逐渐被钻过，所W移动机构要一直提供第一轴6向上 的加载力，W使得钻头2逐渐钻穿岩样1。所述移动机构包括累17W及与所述累17相连接 的液压缸11，所述液压缸11内具有活塞10W及一端与所述活塞10相连接的第二轴9,所 述第二轴9的另一端通过轴承8与所述第一轴6相连接，所述活塞10能带动所述第二轴9 在所述液压缸11内移动。也就是说，移动机构的动力由液压缸11提供，向液压缸11内加 液压，液压缸11内的活塞10被液压推动逐渐向上产生加载力，由于活塞10与第二轴9相 连接，而第二轴9的另一端通过轴承8与所述第一轴6相连接，因此加载力逐次作用于第一 轴6上的钻头2向上运动，逐渐钻穿岩样1。
[002引本实用新型岩石比能测定仪可W利用公式
[0029] 其中；MSE--比能；
[0030] TOR--扭矩；
[0031] RPM--转速；
[0032] W0B--钻压；
[0033] ROP--钻速；
[0034] Dia--钻头直径。
[0035] 对不同钻头破碎各类岩石所需能耗进行测定。具体可W测定钻头钻速与比能的关 系、钻压与比能的关系、转速与比能的关系，W及扭矩与比能的关系。利用岩石比能参数能 够更加准确、全面地反应岩石破碎难易程度，对指导钻头选型、地层强度评价，优化钻井参 数、保证井下安全和生产管理等方面有十分重要的意义。
[0036] 在优选的实施方式中，所述第一轴6还分别设置有扭矩传感器7和位移传感器19， 所述扭矩传感器7能监测所述第一轴6的扭矩，所述位移传感器19能监测所述第一轴6的 位移变化量。具体地说，扭矩传感器7可W检测第一轴6的扭矩变化。位移传感器19可W 通过检测第一轴6的位移变化量来测得钻取岩石的深度。
[0037] 另外，所述累17与所述液压缸11之间还设有至少一个阀W及与所述阀相连接的 压力传感器16,所述阀能控制所述活塞10的往复运动，所述压力传感器16能检测出所述累 17加载在所述活塞10上的压强，通过活塞10面积与压强的乘积得出加载力的值。进一步 地说，所述至少一个阀可W包括上腔放空阀12、回程阀13、下腔放空阀14W及加载阀15。 开启上腔放空阀12、加载阀15,关闭回程阀13、下腔放空阀14,活塞10在累17推动下上行， 开启回程阀13、下腔放空阀14,关闭上腔放空阀12、加载阀15,活塞10在累17的推动下下 行退回。压力传感器16设置在累17的出口端，其中，累17具体可W为恒压累，通过改变恒 压累的输出压力值改变加载力的大小。
[003引此外，所述移动机构还包括设置在所述累17上的第一控制器18,所述第一控制器 18控制所述累17W恒定压力输出液体，推动液压缸11内的活塞10带动第二轴9直线上行 施加钻压。所述控制器可W为伺服控制器。
[0039] 进一步地，所述岩石比能测定仪还包括位于所述工作台25下方的岩屑盘3,第一 轴6穿过岩屑盘3与钻头2连接，所述岩屑盘3能承接钻取岩石的岩屑。所述电机21为伺 服电机，所述伺服电机由第二控制器22控制输出转速，其中，第二控制器22也可W为伺服 控制器。
[0040] 该岩石比能测定仪还包括位于所述工作台25上方能罩住所述岩样1的框架26,所 述限位机构27穿过所述框架26限位所述岩样1于所述工作台25开口上方。框架26可W 整个放置在工作台25的台面上，罩住岩样1。当然地，框架26可W固定在工作台25上，框 架26的上部具有可W打开框架26的盖子，岩样1由此送入工作台25。框架26可W由金属 或木质材质制成，W防止钻取岩样1过程中，岩样1的意外飞出砸伤工作人员。另外，框架 26的形式也不限于此，它也可W为能罩住岩样1的玻璃罩。
[0041] 此外，所述岩石比能测定仪还包括固定架20,所述从动轮4通过轴承外圈固定在 所述固定架20上，使从动轮4只做转动不移动。
[0042] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0043] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人±能够了解本实用新型的内容并据W实施，并不能W此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种岩石比能测定仪，其用于测定岩样的比能，其特征在于，它包括： 工作台，其上开设有贯通所述工作台的开口； 限位机构，用于将所述岩样限位在所述工作台的开口上方； 用于钻取所述岩样的钻取机构，其位于所述工作台开口的下方，所述钻取机构包括钻 头和与所述钻头固定连接的第一轴； 用于带动所述第一轴转动的转动机构； 与所述第一轴连接的移动机构，其能带动所述第一轴相对所述工作台滑动，以使得所 述钻头伸入所述工作台的开口内。2. 根据权利要求1所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述转动机构包括： 为所述钻头提供动力的电机，所述电机具有一转轴； 主动轮，其套设在所述电机的转轴上，所述主动轮能随所述电机的转轴转动； 皮带，其部分套设在所述主动轮的外缘，所述主动轮能带动所述皮带传动； 能转动的从动轮，其通过皮带与所述主动轮相传动连接，所述从动轮上开设有槽，所述 第一轴上具有与所述槽配合的键，所述从动轮能带动所述第一轴转动。3. 根据权利要求1或2所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述移动机构包括泵以 及与所述泵相连接的液压缸，所述液压缸内具有活塞以及一端与所述活塞相连接的第二 轴，所述第二轴的另一端通过轴承与所述第一轴相连接，所述活塞能带动所述第二轴在所 述液压缸内移动。4. 根据权利要求1或2所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述第一轴还分别设置 有用于监测所述第一轴扭矩的扭矩传感器以及用于监测所述第一轴位移变化量的位移传 感器。5. 根据权利要求3所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述泵与所述液压缸之间还 设有至少一个阀以及与所述阀相连接的压力传感器，所述阀能控制所述活塞的往复运动， 所述压力传感器能检测出所述泵加载在所述活塞上的压强。6. 根据权利要求3所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述移动机构还包括设置在 所述泵上的第一控制器，所述第一控制器控制所述泵以恒定压力输出液体。7. 根据权利要求1所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述岩石比能测定仪还包括 位于所述工作台下方的岩肩盘，所述岩肩盘能承接钻取岩石后的岩肩。8. 根据权利要求2所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述电机为伺服电机，所述伺 服电机由第二控制器控制输出转速。9. 根据权利要求1所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述岩石比能测定仪还包括 位于所述工作台上方能罩住所述岩样的框架，所述限位机构能相对所述框架滑动，并限位 所述岩样于所述工作台的开口处。10. 根据权利要求2所述的岩石比能测定仪，其特征在于：所述岩石比能测定仪还包括 固定架，所述从动轮通过轴承外圈固定在所述固定架上。
【专利摘要】本实用新型提供一种岩石比能测定仪，其用于测定岩样的比能，它包括：工作台、限位机构、钻取机构、转动机构以及移动机构。工作台上开设有贯通工作台的开口；限位机构用于将岩样限位在工作台的开口上方。钻取机构用于钻取岩样，其位于工作台开口的下方，钻取机构包括钻头和与钻头固定连接的第一轴；转动机构用于带动第一轴转动；移动机构与第一轴连接，其能带动第一轴相对工作台滑动，以使得钻头伸入工作台的开口内。利用本实用新型的岩石比能测定仪可以对不同岩性的岩石破碎能耗进行测定。
【IPC分类】G01N33/24
【公开号】CN204705634
【申请号】CN201520343006
【发明人】赵飞, 崔猛, 汪海阁, 纪国栋
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月25日