CN109655353B - 井下动力钻具钻进行为模拟实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，包括钻具安装部、试块装夹部和钻井液泵；钻具安装部包括翻转式底座、钻具夹持装置和螺杆钻具，螺杆钻具上设有钻头；试块装夹部包括水平滑动件、升降组件和装夹台，装夹台上设有用于模拟不同地层条件的试验试块，试验试块可根据需要设置和更换。采用本发明的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统的显著效果是，能为钻头的破岩过程模拟出不同钻探角度、不同地层条件；从而在近于工况的条件下测定钻头破岩时的扭矩、钻压和轨迹变化等负载性能参数，以对施工人员评价、选择提供更合理的依据。

Description

井下动力钻具钻进行为模拟实验系统

技术领域

本发明涉及一种动力钻具的试样测试系统，具体涉及一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统。

背景技术

动力钻具是指能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的井底钻具，动力钻具在西方发达国家已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平井和抢险救援井的最佳钻井工具之一。动力钻具在提高机械钻速、增加单只钻头进尺、减少每米钻井成本、实现井身轨迹的定向控制和快速准确中靶以及确保井身质量和钻井安全性等方面，与传统的转盘钻井相比具有极大的优越性。

动力钻具的输出扭矩等常规机械性能对于人们的评价、衡量和选择具有重要的指导意义，目前的动力钻具试验系统只能检测钻具的输出扭矩、压力、转速等常规机械性能，不能检测岩石破碎扭矩、钻压和轨迹变化等负载性能参数，试验条件与实际工况差异较大，容易导致钻具组合不合理、受力状况恶化，引起机械性能和使用寿命快速下降，发生钻具断裂、轴承失效等井下事故。

发明内容

为解决试验条件与实际工况差异较大的问题，本发明提供一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其能模拟不同钻井角度、不同地层条件等实际工况，从而以近于实际工况的条件进行测试。

技术方案如下：

一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其关键在于：包括钻具安装部、试块装夹部和钻井液泵；

所述钻具安装部包括翻转式底座，该翻转式底座上设有至少两个钻具夹持装置，所述钻具夹持装置上夹持有同一个螺杆钻具，该螺杆钻具的尾部通过管道连接所述钻井液泵，该螺杆钻具的头部设有钻头，该钻头朝向所述试块装夹部；

所述试块装夹部包括水平滑动件，该水平滑动件上设有升降组件，该升降组件上设有装夹台，所述水平滑动件的滑动方向与所述螺杆钻具长度方向垂直；

所述装夹台包括升降底座，该升降底座安装于所述升降组件上，该升降底座上滑动装配有支撑筒，该支撑筒水平放置，该支撑筒的筒心线与其滑动方向平行，该支撑筒的滑动方向与所述水平滑动件的滑动方向垂直，该支撑筒的筒口朝向所述钻头；

所述支撑筒内设有试块放置台，该试块放置台上放置有试验试块，所述钻头位于所述试块放置台前方并朝向所述试验试块，所述升降底座上还设有推动件，该推动件的推动方向与所述支撑筒的滑动方向平行，该推动件位于所述试块放置台后方，该推动件与所述试块放置台连接。

采用以上技术方案，钻井液泵向螺杆钻具内注入钻井液，螺杆钻具的定子通过钻具夹持装置固定，螺杆钻具的转子末端连接钻头并一起转动；试块装夹部内置试验试块，试验试块的参数(硬度、耐磨性能等)可根据需要模拟的地层条件进行预先设置，试验试块可更换，螺杆钻具和钻具夹持装置可随翻转式底座翻转，以调整钻头与试验试块的对应角度；水平滑动件和升降组件配合，调整试验试块的位置使其与钻头对准，推动件向前推动试块放置台，使试验试块靠近并最终抵紧钻头，模拟钻头破岩；保持推动件始终向前作用于试块放置台，从而使钻头连续破岩。最终为钻头的破岩过程模拟出近于工况的条件；破岩时的扭矩、钻压和轨迹变化等负载性能参数可采用现有技术进行。

作为优选的技术方案：

所述翻转式底座呈长条状，其长度方向垂直于所述水平滑动件的滑动方向，所述翻转式底座下方设有翻转顶升液压缸，该翻转顶升液压缸的活塞杆向上伸出并支撑所述翻转式底座，所述翻转式底座靠近所述试块装夹部的一端设有铰接座，所述翻转式底座的端部与该铰接座铰接。

在所述铰接座上围绕其铰接点环向分布有至少两个角度定位孔，在所述翻转式底座上设有角度锁定孔，该角度锁定孔与任一个所述角度定位孔对应，在所述角度锁定孔和对应的所述角度定位孔内插设有角度锁定插销。

采用以上技术方案，翻转式底座通过铰接座翻转，并通过角度锁定孔对应不同的角度定位孔对应达到定位调节翻转角度的目的。

作为优选的技术方案：

所述钻具夹持装置包括夹持底座，该夹持底座上设有拆装冲扣，所述螺杆钻具穿过该拆装冲扣，所述夹持底座滑动装配在所述翻转式底座上。

所述支撑筒上还设有试块抱紧件，该试块抱紧件的工作端朝向所述试块放置台，该试块抱紧件的工作端顶在所述试验试块上；

所述试块抱紧件包括至少一个抱紧液压缸，所述抱紧液压缸的缸体分别固定在支撑筒上，所述抱紧液压缸的活塞杆径向向内朝向所述试验试块，所述抱紧液压缸的活塞杆的自由端分别设有抱紧压块，该抱紧压块与所述试验试块接触并抵紧。

作为优选技术方案：

所述水平滑动件包括两个正对设置的水平轨道，所述水平轨道上分别设有动力行走机构；

所述动力行走机构包括行走联动座、以及相互平行的行走导向条和行走齿条，所述行走导向条和行走齿条分别水平设于所述水平轨道上，所述行走联动座位于所述水平轨道上方，所述行走联动座上安装有行走伺服电机、行走滚轮和从动齿轮，所述行走伺服电机的输出轴上同轴固套有主动齿轮，该主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述行走齿条相啮合，所述行走滚轮骑设于所述行走导向条上，所述行走联动座上设置有所述升降组件；

所述行走联动座上设有两套所述升降组件，所述升降组件包括竖向设置的升降螺杆、升降导向柱和固定座，所述固定座位于所述行走联动座上方，所述升降导向柱的下端与所述行走联动座固定连接，所述升降导向柱的上端与所述固定座固定连接；

所述固定座上设有升降伺服电机，该升降伺服电机的机身固定在所述固定座上，该升降伺服电机的输出轴竖直向下，所述升降螺杆的下端通过轴承安装在所述行走联动座上，所述升降螺杆的上端与所述升降伺服电机的输出轴轴向连接；

所述升降导向柱活动穿过所述升降底座，所述升降螺杆穿过所述升降底座并与之螺纹连接；

所述试块放置台的上表面设有弧形限位槽，该弧形限位槽的延伸方向与所述支撑筒的筒心线平行，该弧形限位槽的前端穿出所述试块放置台以形成开放的试块卡口，该弧形限位槽的后端固定有封闭其端口的试块挡板，所述试验试块呈圆柱状，该试验试块落在所述弧形限位槽内，所述试验试块的后端面抵靠所述试块挡板，所述试块抱紧件的工作端压紧所述试验试块的外圆周面。

采用以上技术方案，水平滑动件和升降组件相互配合，对试验试块的位置进行调节，以使其对准朝向钻头；弧形限位槽用于放置试验试块。

作为优选技术方案：

所述装夹台还包括钻井液回收套筒，该钻井液回收套筒的筒心线与所述支撑筒的筒心线平行，该钻井液回收套筒的后端与所述弧形限位槽的前端端口对接，所述钻井液回收套筒的下部筒壁上贯穿有落料孔，所述试验试块位于所述钻井液回收套筒内，所述落料孔连接有回液软管，该回液软管的末端连接有钻井液储罐，所述钻井液泵从该钻井液储罐内获取钻井液；

在所述弧形限位槽上扣设有半圆筒状的弧形防溅板，该弧形防溅板位于所述弧形限位槽的前部，该弧形防溅板的内弧面朝下，该弧形防溅板的两个直线侧边上分别设有外翻的安装支耳，该弧形防溅板通过其两个直线侧边上的安装支耳分别固定安装在所述弧形限位槽的槽口两侧；

所述弧形防溅板的前侧弧形边缘与所述钻井液回收套筒后端的上边缘对接，所述钻井液回收套筒后端的下边缘与所述弧形限位槽的前端边缘对接，所述弧形防溅板与所述钻井液回收套筒一体成型；

所述弧形防溅板将所述试验试块包裹其中。

作为优选技术方案：

所述升降底座为两个，两个所述升降底座正对设置，两个所述升降底座分别位于两个所述水平轨道上方，所述行走联动座位于对应的所述升降底座和所述水平轨道之间，两个所述升降底座之间连接有弧形托板，该弧形托板的两个弧形边缘分别与两个所述升降底座连接，该弧形托板的内弧面朝上，在所述弧形托板的内弧面上设有相互平行的至少两个滑动导轨，所述滑动导轨的长度方向与所述支撑筒的筒心线平行，所述滑动导轨与所述行走导向条垂直，在所述支撑筒的外壁设有滑动导向轮，所述滑动导向轮落在对应的所述滑动导轨上，所述滑动导向轮的外圆周面上环向设有滚动卡位槽，所述滚动卡位槽落在所述滑动导轨上；

所述推动件设于所述试块放置台后方的所述升降底座上，所述推动件包括推动液压缸，该推动液压缸的缸体固定在对应的所述升降底座上，所述推动液压缸的活塞杆平行于所述滑动导轨，所述推动液压缸的活塞杆的自由端与所述试块挡板连接。

作为优选技术方案：

在所述支撑筒的内壁设有支撑台，该支撑台位于所述支撑筒的底部，该支撑台的上表面设有放置台滑槽，该放置台滑槽的长度方向平行于所述滑动导轨的长度方向，在所述试块放置台的底部设有放置台滑块，该放置台滑块落在所述放置台滑槽内，该放置台滑块和所述放置台滑槽之间插设有放置台锁销；

两个所述升降底座之间还连接有至少一个放置台导向杆，所述放置台导向杆活动穿过所述试块放置台。

采用以上方案便于更换试验试块。具体的：拔出放置台锁销，使放置台滑块和放置台滑槽脱离，抽拉试块放置台，使其沿放置台滑槽和放置台导向杆滑动并伸出支撑筒，再更换试验试块；之后再按照相反顺序操作，重新固定试块放置台。

在两个所述水平轨道上分别竖向设有防偏挡板，该防偏挡板与所述行走导向条平行设置，该防偏挡板的前方分别设有防偏轮，该防偏轮安装于对应的所述行走联动座上，该防偏轮抵靠在所述防偏挡板上可并沿所述防偏挡板滚动。

有益效果：采用本发明的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，能为钻头的破岩过程模拟出不同钻探角度、不同地层条件；从而在近于工况的条件下测定钻头破岩时的扭矩、钻压和轨迹变化等负载性能参数，以对施工人员评价、选择提供更合理的依据。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的m部放大图；

图3为本发明的平面结构示意图；

图4为图3的n部放大图；

图5为试块装夹部的立体结构示意图；

图6为试块装夹部的平面结构示意图；

图7为图6的i部放大图；

图8为图6的E-E剖视图；

图9为图8的p部放大图；

图10为图8的q部放大图；

图11为装夹台a的立体结构示意图；

图12为装夹台a的平面结构示意图；

图13为图12的俯视图；

图14为图13的A-A剖视图；

图15为图13的C-C剖视图；

图16为图13的D-D剖视图；

图17为图16的j部放大图；

图18为试块放置台a13、钻井液回收套筒a16和弧形防溅板a23的安装结构示意图；

图19为钻具夹持装置e的立体结构示意图；

图20为钻具夹持装置e的平面结构示意图；

图21为图20的F-F剖视图；

图22为图20的俯视图；

图23为图22的G-G剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-23所示，

一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，包括钻具安装部、试块装夹部和钻井液泵s；

所述钻具安装部包括翻转式底座d1，该翻转式底座d1上设有至少两个钻具夹持装置e，所述钻具夹持装置e上夹持有同一个螺杆钻具d2，该螺杆钻具d2的尾部通过管道连接所述钻井液泵s，该螺杆钻具d2的头部设有钻头d3，该钻头d3朝向所述试块装夹部；

所述试块装夹部包括水平滑动件b，该水平滑动件b上设有升降组件c，该升降组件c上设有装夹台a，所述水平滑动件b的滑动方向与所述螺杆钻具d2长度方向垂直；

所述装夹台a包括升降底座a10，该升降底座a10安装于所述升降组件c上，该升降底座a10上滑动装配有支撑筒a11，该支撑筒a11水平放置，该支撑筒a11的筒心线与其滑动方向平行，该支撑筒a11的滑动方向与所述水平滑动件b的滑动方向垂直，该支撑筒a11的筒口朝向所述钻头d3；

所述支撑筒a11内设有试块放置台a13，该试块放置台a13上放置有试验试块x，所述钻头d3位于所述试块放置台a13前方并朝向所述试验试块x，所述支撑筒a11上还设有试块抱紧件a14，该试块抱紧件a14的工作端朝向所述试块放置台a13，该试块抱紧件a14的工作端顶在所述试验试块x上；所述试块抱紧件a14包括至少一个抱紧液压缸，所述抱紧液压缸的缸体分别固定在支撑筒a11上，所述抱紧液压缸的活塞杆径向向内朝向所述试验试块x，所述抱紧液压缸的活塞杆的自由端分别设有抱紧压块a21，该抱紧压块a21与所述试验试块x接触并抵紧；所述升降底座a10上还设有推动件a15，该推动件a15的推动方向与所述支撑筒a11的滑动方向平行，该推动件a15位于所述试块放置台a13后方，该推动件a15与所述试块放置台a13连接。

具体的：

所述翻转式底座d1呈长条状，其长度方向垂直于所述水平滑动件b的滑动方向，所述翻转式底座d1下方设有翻转顶升液压缸d4，该翻转顶升液压缸d4的活塞杆向上伸出并支撑所述翻转式底座d1，所述翻转式底座d1靠近所述试块装夹部的一端设有铰接座d5，所述翻转式底座d1的端部与该铰接座d5铰接；在所述铰接座d5上围绕其铰接点环向分布有至少两个角度定位孔d6，在所述翻转式底座d1上设有角度锁定孔，该角度锁定孔与任一个所述角度定位孔d6对应，在所述角度锁定孔和对应的所述角度定位孔d6内插设有角度锁定插销d7。

所述水平滑动件b包括两个正对设置的水平轨道b10，所述水平轨道b10上分别设有动力行走机构；

所述动力行走机构包括行走联动座b17、以及相互平行的行走导向条b12和行走齿条b15，所述行走导向条b12和行走齿条b15分别水平设于所述水平轨道b10上，所述行走联动座b17位于所述水平轨道b10上方，所述行走联动座b17上安装有行走伺服电机b11、行走滚轮b13和从动齿轮b16，所述行走伺服电机b11的输出轴上同轴固套有主动齿轮b14，该主动齿轮b14与所述从动齿轮b16啮合，所述从动齿轮b16与所述行走齿条b15相啮合，所述行走滚轮b13骑设于所述行走导向条b12上，在两个所述水平轨道b10上分别竖向设有防偏挡板b18，该防偏挡板b18与所述行走导向条b12平行设置，该防偏挡板b18的前方分别设有防偏轮b19，该防偏轮b19安装于对应的所述行走联动座b17上，该防偏轮b19抵靠在所述防偏挡板b18上可并沿所述防偏挡板b18滚动。

每个所述行走联动座b17上设有两套所述升降组件c，所述升降组件c包括竖向设置的升降螺杆c10、升降导向柱c11和固定座c12，所述固定座c12位于所述行走联动座b17上方，所述升降导向柱c11的下端与所述行走联动座b17固定连接，所述升降导向柱c11的上端与所述固定座c12固定连接；

所述固定座c12上设有升降伺服电机c13，该升降伺服电机c13的机身固定在所述固定座c12上，该升降伺服电机c13的输出轴竖直向下，所述升降螺杆c10的下端通过轴承安装在所述行走联动座b17上，所述升降螺杆c10的上端与所述升降伺服电机c13的输出轴轴向连接；

所述升降导向柱c11活动穿过所述升降底座a10，所述升降螺杆c10穿过所述升降底座a10并与之螺纹连接；

所述试块放置台a13的上表面设有弧形限位槽，该弧形限位槽的延伸方向与所述支撑筒a11的筒心线平行，该弧形限位槽的前端穿出所述试块放置台a13以形成开放的试块卡口，该弧形限位槽的后端固定有封闭其端口的试块挡板a22，所述试验试块x呈圆柱状，该试验试块x落在所述弧形限位槽内，所述试验试块x的后端面抵靠所述试块挡板a22，所述试块抱紧件a14的工作端压紧所述试验试块x的外圆周面。

所述装夹台a还包括钻井液回收套筒a16，该钻井液回收套筒a16的筒心线与所述支撑筒a11的筒心线平行，该钻井液回收套筒a16的后端与所述弧形限位槽的前端端口对接，所述钻井液回收套筒a16的下部筒壁上贯穿有落料孔a17，所述试验试块x位于所述钻井液回收套筒a16内，所述落料孔a17连接有回液软管y，该回液软管y的末端连接有钻井液储罐z，所述钻井液泵s从该钻井液储罐z内获取钻井液；

在所述弧形限位槽上扣设有半圆筒状的弧形防溅板a23，该弧形防溅板a23位于所述弧形限位槽的前部，该弧形防溅板a23的内弧面朝下，该弧形防溅板a23的两个直线侧边上分别设有外翻的安装支耳a24，该弧形防溅板a23通过其两个直线侧边上的安装支耳a24分别固定安装在所述弧形限位槽的槽口两侧；

所述弧形防溅板a23的前侧弧形边缘与所述钻井液回收套筒a16后端的上边缘对接，所述钻井液回收套筒a16后端的下边缘与所述弧形限位槽的前端边缘对接，所述弧形防溅板a23与所述钻井液回收套筒a16一体成型；

所述弧形防溅板23的后侧弧形边缘设有呈锯齿状排布的箍紧形变片25；

所述弧形防溅板a23将所述试验试块x包裹其中。

所述升降底座a10为两个，两个所述升降底座a10正对设置，两个所述升降底座a10分别位于两个所述水平轨道b10上方，所述行走联动座b17位于对应的所述升降底座a10和所述水平轨道b10之间，两个所述升降底座a10之间连接有弧形托板a18，该弧形托板a18的两个弧形边缘分别与两个所述升降底座a10连接，该弧形托板a18的内弧面朝上，在所述弧形托板a18的内弧面上设有相互平行的至少两个滑动导轨a19，所述滑动导轨a19的长度方向与所述支撑筒a11的筒心线平行，所述滑动导轨a19与所述行走导向条b12垂直，在所述支撑筒a11的外壁设有滑动导向轮a20，所述滑动导向轮a20落在对应的所述滑动导轨a19上，所述滑动导向轮a20的外圆周面上环向设有滚动卡位槽，所述滚动卡位槽落在所述滑动导轨a19上；

所述推动件a15设于所述试块放置台a13后方的所述升降底座a10上，所述推动件a15包括推动液压缸，该推动液压缸的缸体固定在对应的所述升降底座a10上，所述推动液压缸的活塞杆平行于所述滑动导轨a19，所述推动液压缸的活塞杆的自由端与所述试块挡板a22连接。

在所述支撑筒a11的内壁设有支撑台a26，该支撑台a26位于所述支撑筒a11的底部，该支撑台a26的上表面设有放置台滑槽，该放置台滑槽的长度方向平行于所述滑动导轨a19的长度方向，在所述试块放置台a13的底部设有放置台滑块a27，该放置台滑块a27落在所述放置台滑槽内，该放置台滑块a27和所述放置台滑槽之间插设有放置台锁销；

两个所述升降底座a10之间还连接有至少一个放置台导向杆a28，所述放置台导向杆a28活动穿过所述试块放置台a13。

所述钻具夹持装置e包括夹持底座e10，该夹持底座e10上设有拆装冲扣e11，所述螺杆钻具d2穿过该拆装冲扣e11，所述夹持底座e10滑动装配在所述翻转式底座d1上。

在所述翻转式底座d1和夹持底座e10之间可以是直线导轨-滑块配合，或导向杆-导向孔配合，或轨道-滚轮配合，其作用是使夹持底座e10沿翻转式底座d1的长度方向滑动，翻转式底座d1和夹持底座e10之间还可以设置夹持装置动力行走组件，该夹持装置动力行走组件的结构与所述水平轨道b10上的动力行走机构结构和安装放置一致；拆装冲扣e11在现有的专利文件【如中国专利/专利申请(公开号/公告号)：CN105756584A、CN105781453A、CN204552653U、CN102367726A、CN202300252U、CN201346689Y】中多有记载，其中或叫做冲扣、或叫做冲扣钳，其结构、作用、和使用方式与本案中的拆装冲扣e11一致，因而在此不做赘述。

在所述试验试块x的后端面和所述试块挡板a22之间设置压力传感器(如ASCARI-SIN-LCLY、里伍-LF-502等)即可测定破岩时的钻压，在螺杆钻具d2的输出端(转子)和钻头d3之间设置转矩传感器(如天宇恒创-CYT-304等)即可测定破岩时的动态扭矩，螺杆钻具d2的输出端和转矩传感器之间、以及钻头d3和转矩传感器之间分别通过联轴器连接。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：包括钻具安装部、试块装夹部和钻井液泵（s）；

所述钻具安装部包括翻转式底座（d1），该翻转式底座（d1）上设有至少两个钻具夹持装置（e），所述钻具夹持装置（e）上夹持有同一个螺杆钻具（d2），该螺杆钻具（d2）的尾部通过管道连接所述钻井液泵（s），该螺杆钻具（d2）的头部设有钻头（d3），该钻头（d3）朝向所述试块装夹部；

所述试块装夹部包括水平滑动件（b），该水平滑动件（b）上设有升降组件（c），该升降组件（c）上设有装夹台（a），所述水平滑动件（b）的滑动方向与所述螺杆钻具（d2）长度方向垂直；

所述装夹台（a）包括升降底座（a10），该升降底座（a10）安装于所述升降组件（c）上，该升降底座（a10）上滑动装配有支撑筒（a11），该支撑筒（a11）水平放置，该支撑筒（a11）的筒心线与其滑动方向平行，该支撑筒（a11）的滑动方向与所述水平滑动件（b）的滑动方向垂直，该支撑筒（a11）的筒口朝向所述钻头（d3）；

所述支撑筒（a11）内设有试块放置台（a13），该试块放置台（a13）上放置有试验试块（x），所述钻头（d3）位于所述试块放置台（a13）前方并朝向所述试验试块（x），所述升降底座（a10）上还设有推动件（a15），该推动件（a15）的推动方向与所述支撑筒（a11）的滑动方向平行，该推动件（a15）位于所述试块放置台（a13）后方，该推动件（a15）与所述试块放置台（a13）连接；

所述支撑筒（a11）上还设有试块抱紧件（a14），该试块抱紧件（a14）的工作端朝向所述试块放置台（a13），该试块抱紧件（a14）的工作端顶在所述试验试块（x）上；

所述试块抱紧件（a14）包括至少一个抱紧液压缸，所述抱紧液压缸的缸体分别固定在支撑筒（a11）上，所述抱紧液压缸的活塞杆径向向内朝向所述试验试块（x），所述抱紧液压缸的活塞杆的自由端分别设有抱紧压块（a21），该抱紧压块（a21）与所述试验试块（x）接触并抵紧；

所述水平滑动件（b）包括两个正对设置的水平轨道（b10），所述水平轨道（b10）上分别设有动力行走机构；

所述动力行走机构包括行走联动座（b17）、以及相互平行的行走导向条（b12）和行走齿条（b15），所述行走导向条（b12）和行走齿条（b15）分别水平设于所述水平轨道（b10）上，所述行走联动座（b17）位于所述水平轨道（b10）上方，所述行走联动座（b17）上安装有行走伺服电机（b11）、行走滚轮（b13）和从动齿轮（b16），所述行走伺服电机（b11）的输出轴上同轴固套有主动齿轮（b14），该主动齿轮（b14）与所述从动齿轮（b16）啮合，所述从动齿轮（b16）与所述行走齿条（b15）相啮合，所述行走滚轮（b13）骑设于所述行走导向条（b12）上，所述行走联动座（b17）上设置有所述升降组件（c）；

所述行走联动座（b17）上设有两套所述升降组件（c），所述升降组件（c）包括竖向设置的升降螺杆（c10）、升降导向柱（c11）和固定座（c12），所述固定座（c12）位于所述行走联动座（b17）上方，所述升降导向柱（c11）的下端与所述行走联动座（b17）固定连接，所述升降导向柱（c11）的上端与所述固定座（c12）固定连接；

所述固定座（c12）上设有升降伺服电机（c13），该升降伺服电机（c13）的机身固定在所述固定座（c12）上，该升降伺服电机（c13）的输出轴竖直向下，所述升降螺杆（c10）的下端通过轴承安装在所述行走联动座（b17）上，所述升降螺杆（c10）的上端与所述升降伺服电机（c13）的输出轴轴向连接；

所述升降导向柱（c11）活动穿过所述升降底座（a10），所述升降螺杆（c10）穿过所述升降底座（a10）并与之螺纹连接；

所述试块放置台（a13）的上表面设有弧形限位槽，该弧形限位槽的延伸方向与所述支撑筒（a11）的筒心线平行，该弧形限位槽的前端穿出所述试块放置台（a13）以形成开放的试块卡口，该弧形限位槽的后端固定有封闭其端口的试块挡板（a22），所述试验试块（x）呈圆柱状，该试验试块（x）落在所述弧形限位槽内，所述试验试块（x）的后端面抵靠所述试块挡板（a22），所述试块抱紧件（a14）的工作端压紧所述试验试块（x）的外圆周面。

2.根据权利要求1所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：所述翻转式底座（d1）呈长条状，其长度方向垂直于所述水平滑动件（b）的滑动方向，所述翻转式底座（d1）下方设有翻转顶升液压缸（d4），该翻转顶升液压缸（d4）的活塞杆向上伸出并支撑所述翻转式底座（d1），所述翻转式底座（d1）靠近所述试块装夹部的一端设有铰接座（d5），所述翻转式底座（d1）的端部与该铰接座（d5）铰接。

3.根据权利要求2所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：在所述铰接座（d5）上围绕其铰接点环向分布有至少两个角度定位孔（d6），在所述翻转式底座（d1）上设有角度锁定孔，该角度锁定孔与任一个所述角度定位孔（d6）对应，在所述角度锁定孔和对应的所述角度定位孔（d6）内插设有角度锁定插销（d7）。

4.根据权利要求1所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：所述钻具夹持装置（e）包括夹持底座（e10），该夹持底座（e10）上设有拆装冲扣（e11），所述螺杆钻具（d2）穿过该拆装冲扣（e11），所述夹持底座（e10）滑动装配在所述翻转式底座（d1）上。

5.根据权利要求4所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：所述装夹台（a）还包括钻井液回收套筒（a16），该钻井液回收套筒（a16）的筒心线与所述支撑筒（a11）的筒心线平行，该钻井液回收套筒（a16）的后端与所述弧形限位槽的前端端口对接，所述钻井液回收套筒（a16）的下部筒壁上贯穿有落料孔（a17），所述试验试块（x）位于所述钻井液回收套筒（a16）内，所述落料孔（a17）连接有回液软管（y），该回液软管（y）的末端连接有钻井液储罐（z），所述钻井液泵（s）从该钻井液储罐（z）内获取钻井液；

在所述弧形限位槽上扣设有半圆筒状的弧形防溅板（a23），该弧形防溅板（a23）位于所述弧形限位槽的前部，该弧形防溅板（a23）的内弧面朝下，该弧形防溅板（a23）的两个直线侧边上分别设有外翻的安装支耳（a24），该弧形防溅板（a23）通过其两个直线侧边上的安装支耳（a24）分别固定安装在所述弧形限位槽的槽口两侧；

所述弧形防溅板（a23）的前侧弧形边缘与所述钻井液回收套筒（a16）后端的上边缘对接，所述钻井液回收套筒（a16）后端的下边缘与所述弧形限位槽的前端边缘对接，所述弧形防溅板（a23）与所述钻井液回收套筒（a16）一体成型；

所述弧形防溅板（a23）将所述试验试块（x）包裹其中。

6.根据权利要求5所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：所述升降底座（a10）为两个，两个所述升降底座（a10）正对设置，两个所述升降底座（a10）分别位于两个所述水平轨道（b10）上方，所述行走联动座（b17）位于对应的所述升降底座（a10）和所述水平轨道（b10）之间，两个所述升降底座（a10）之间连接有弧形托板（a18），该弧形托板（a18）的两个弧形边缘分别与两个所述升降底座（a10）连接，该弧形托板（a18）的内弧面朝上，在所述弧形托板（a18）的内弧面上设有相互平行的至少两个滑动导轨（a19），所述滑动导轨（a19）的长度方向与所述支撑筒（a11）的筒心线平行，所述滑动导轨（a19）与所述行走导向条（b12）垂直，在所述支撑筒（a11）的外壁设有滑动导向轮（a20），所述滑动导向轮（a20）落在对应的所述滑动导轨（a19）上，所述滑动导向轮（a20）的外圆周面上环向设有滚动卡位槽，所述滚动卡位槽落在所述滑动导轨（a19）上；

所述推动件（a15）设于所述试块放置台（a13）后方的所述升降底座（a10）上，所述推动件（a15）包括推动液压缸，该推动液压缸的缸体固定在对应的所述升降底座（a10）上，所述推动液压缸的活塞杆平行于所述滑动导轨（a19），所述推动液压缸的活塞杆的自由端与所述试块挡板（a22）连接。

7.根据权利要求6所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：在所述支撑筒（a11）的内壁设有支撑台（a26），该支撑台（a26）位于所述支撑筒（a11）的底部，该支撑台（a26）的上表面设有放置台滑槽，该放置台滑槽的长度方向平行于所述滑动导轨（a19）的长度方向，在所述试块放置台（a13）的底部设有放置台滑块（a27），该放置台滑块（a27）落在所述放置台滑槽内，该放置台滑块（a27）和所述放置台滑槽之间插设有放置台锁销；

两个所述升降底座（a10）之间还连接有至少一个放置台导向杆（a28），所述放置台导向杆（a28）活动穿过所述试块放置台（a13）。

8.根据权利要求6所述的井下动力钻具钻进行为模拟实验系统，其特征在于：在两个所述水平轨道（b10）上分别竖向设有防偏挡板（b18），该防偏挡板（b18）与所述行走导向条（b12）平行设置，该防偏挡板（b18）的前方分别设有防偏轮（b19），该防偏轮（b19）安装于对应的所述行走联动座（b17）上，该防偏轮（b19）抵靠在所述防偏挡板（b18）上可并沿所述防偏挡板（b18）滚动。

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