一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鉆探中的隨鉆測井裝備，具體為一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具。
【背景技術】
[0002]隨鉆測井技術是在鉆井的同時完成測井作業，并將測量結果和鉆井信息實時送到地面進行處理和應用。隨鉆測井儀器放在鉆鋌內，除測量電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等常規測井和某些成像測井外，還測量鉆壓、扭矩、轉速、環空壓力，溫度，化學成分等鉆井參數。由于鉆頭鉆進過程中環境惡劣，溫度很高，壓力極大，振動強烈，因此，隨鉆測井儀器的可靠性、使用壽命仍是目前要解決的重要問題之一。
[0003]為了解決以上問題，只有通過對隨鉆測井儀器進行相關模擬性能試驗后，得出試驗參數才能做出判斷。目前國內的溫度和壓力試驗均已達到國際水平，但對于振動試驗還存在一定的問題。如隨鉆儀器鉆鋌組合長度超過5米、重量接近1.0噸，在進行振動環境試驗時就會出現以下問題:1、夾具不通用:由于試驗件過長和重心不均等特性，因此在不同試驗件進行試驗時，需要不斷的設計新型夾具，就會出現為了完成不同型號的振動試驗而不斷的進行夾具設計。2、試驗條件苛刻:隨鉆測井儀器井下工作條件的特性為低頻高量級，且頻率范圍到200Hz。因此在振動試驗過程中，夾具與隨鉆測井儀器的安裝方式、夾具本身與隨鉆測井儀器的頻率特性都需進行認真考慮。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種通用性強，結構簡單，固有頻率點高的隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案來實現:
[0006]一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，包括上下配合固定連接的鎖緊裝置和支撐裝置；鎖緊裝置包括上下配合用于固定試驗件的托架和固定件；支撐裝置包括呈框架結構的支撐框架和用于連接振動試驗臺的連接底座；固定件和托架連接呈一體固定在支撐框架的上端。
[0007]優選的，固定件和托架的橫截面分別呈梯形或圓弧狀設置。
[0008]優選的，多個上下配合的固定件和托架呈間隔固定設置在支撐框架的上端。
[0009]優選的，支撐框架的軸向方向兩側呈倒梯形設置。
[0010]優選的，支撐框架內設置有加強筋，軸線方向兩側設置有加強肋板。
[0011]進一步，支撐框架軸線方向兩側設置的加強筋呈非對稱布置。
[0012]優選的，支撐框架由空心管材整體焊接制成，空心管材內填充有不同直徑的阻尼材料。
[0013]優選的，支撐框架由方口管或矩形管整體焊接制成，方口管或矩形管內填充有不同直徑的沙石。
[0014]優選的，固定件和托架通過緊固螺釘連接呈一體并固定在支撐框架的上端。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0016]本實用新型采取上部鎖緊裝置和下部支撐裝置進行分開設置，從而能夠滿足不同直徑尺寸的隨鉆測井試驗件的固定，通用性強；通過框架結構的支撐框架的設置，以及鎖緊裝置和支撐裝置的固定連接，充分減少其對下部支撐裝置固有頻率的影響，在保證其穩定固有頻率的同時減輕了支撐裝置整體的重量，保證了振動模擬的效果。
[0017]進一步的，通過對固定件和托架分別采用梯形和圓弧狀的結構設置，形成多種不同形式的組合方式，來滿足被試件的固定，可以滿足不通過外形尺寸的隨鉆儀器，提高了其通用性能。
[0018]進一步的，夾具總體采用倒梯形結構設計，并且通過對固定件和托架的間隔設置，實現需要點的固定和夾持，不僅起到減重的作用，同時達到盡量模擬鉆鋌的真實工作環境的目的。
[0019]進一步的，通過支撐框架內的加強筋，以及兩側加強肋板的設置，使其結構穩定，強度好，同時，再利用夾具兩側采用非對稱結構的加強筋分布，能夠達到抗扭的目的。
[0020]進一步的，通過在空心管材內部灌入不同直徑顆粒的沙石或者其它阻尼材料的方法增大了結構的阻尼特性，提高了實驗的可靠性和結構的穩定性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實例中所述支撐結構的側視圖。
[0022]圖2為本實用新型實例中所述的實驗安裝主視圖。
[0023]圖3為本實用新型所述夾具進行正弦掃頻振動試驗控制曲線圖。
[0024]圖4為本實用新型所述夾具進行隨機振動試驗控制曲線圖。
[0025]圖中:I為連接底座，2為支撐框架，3為固定件，4為試驗件，5為托架。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，所述是對本實用新型的解釋而不是限定。
[0027]本實用新型公開的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，如圖2所示，由上部鎖緊裝置和下部支撐裝置組合而成，上部鎖緊裝置由托架5和固定件3組成；如圖1所示，下部支撐裝置由連接底座I和支撐框架2組成；上下兩部分通過上部鎖緊裝置的固定部件形成組合體。下部支撐裝置的目的是通過托架5將隨鉆儀器鉆鋌組合件進行緊密貼合的支撐同時連接振動試驗臺。
[0028]本優選實例中，托架5能夠制成梯形或圓弧狀，更好的能夠采用半圓形，選用45#鋼加工而成；固定部件采用性能等級為12.9級緊固螺釘；支撐框架2選用Q235矩形管采用整體焊接制成。
[0029]其能夠對系列隨鉆儀器鉆鋌整體進行振動試驗考核，以便分析整支儀器在工程作業條件下，長時間運行工況對其測量精度的影響，并提高儀器工作的可靠性。通過使用仿真計算軟件以及優化軟件進行設計，采用整體焊接工藝保證了下部支撐裝置較高的和穩定的固有頻率，同時通過上部鎖緊裝置與下部支撐裝置之間的鎖緊，充分減少對下部支撐裝置固有頻率的影響；能夠滿足隨鉆儀器振動環境試驗要求，并可廣泛應用于其它細長桿件、重型結構的振動試驗。
[0030]在制作時，支撐框架2—般選長寬在40X40mm、80X80mm之間、壁厚在5?1mm之間的方口管或矩形管，材料采用Q235或高于其性能的材料；連接底座I直徑根據試驗設備選取，厚度在30-0mm之間，材料采用45#鋼；固定件3和托架5根據鉆鋌外形尺寸選取，材料選用45#鋼；下部支撐裝置整體焊接；同時設計加工上部鎖緊裝置；為了增大夾具的阻尼，達到試驗順利控制的目的，夾具加工前在矩形管內灌入不同直徑的沙石。
[0031]在進行試驗時，如下實施例所示。
[0032]實施例1
[0033]試驗條件:對隨鉆測井儀器鉆鋌進行30min、振動量級20g的正弦掃頻振動試驗，控制方式為4點平均控制，控制曲線如圖3所示。測試結果穩定良好，滿足試驗要求。
[0034]實施例2
[0035]試驗條件:對隨鉆測井儀器鉆鋌進行30min、加速度總均方根值15.0g的隨機振動試驗；控制方式為4點平均控制，控制曲線如圖4所示。測試結果穩定良好，滿足試驗要求。
【主權項】
1.一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，包括上下配合固定連接的鎖緊裝置和支撐裝置； 所述的鎖緊裝置包括上下配合用于固定試驗件(4)的托架(5)和固定件(3); 所述的支撐裝置包括呈框架結構的支撐框架(2)和用于連接振動試驗臺的連接底座(I); 所述的固定件(3)和托架(5)連接呈一體固定在支撐框架(2)的上端。2.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的固定件(3)和托架(5)的橫截面分別呈梯形或圓弧狀設置。3.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，多個上下配合的固定件(3)和托架(5)呈間隔固定設置在支撐框架(2)的上端。4.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的支撐框架(2)的軸向方向兩側呈倒梯形設置。5.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的支撐框架(2)內設置有加強筋，軸線方向兩側設置有加強肋板。6.根據權利要求5所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的支撐框架(2)軸線方向兩側設置的加強筋呈非對稱布置。7.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的支撐框架(2)由空心管材整體焊接制成，空心管材內填充有不同直徑的阻尼材料。8.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，所述的支撐框架(2)由方口管或矩形管整體焊接制成，方口管或矩形管內填充有不同直徑的沙石O9.根據權利要求1所述的一種隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具，其特征在于，固定件(3)和托架(5)通過緊固螺釘連接呈一體并固定在支撐框架(2)的上端。
【專利摘要】本實用新型提供一種通用性強，結構簡單，固有頻率點高的隨鉆儀器鉆鋌組合振動試驗夾具；其包括上下配合固定連接的鎖緊裝置和支撐裝置；鎖緊裝置包括上下配合用于固定試驗件的托架和固定件；支撐裝置包括呈框架結構的支撐框架和用于連接振動試驗臺的連接底座；固定件和托架連接呈一體固定在支撐框架的上端。通過采取上部鎖緊裝置和下部支撐裝置進行分開設置，從而能夠滿足不同直徑尺寸的隨鉆測井試驗件的固定，通用性強；通過框架結構的支撐框架的設置，以及鎖緊裝置和支撐裝置的固定連接，充分減少其對下部支撐裝置固有頻率的影響，在保證其穩定固有頻率的同時減輕了支撐裝置整體的重量，保證了振動模擬的效果。
【IPC分類】G01M7/02
【公開號】CN204630705
【申請號】CN201520281110
【發明人】李安宗, 徐韌, 范春虎, 閆麥奎, 寇俊輝, 陳照海, 楊颋, 衛一多, 劉梟, 王涯菲
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月4日