一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻探中的随钻测井装备，具体为一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具。
【背景技术】
[0002]随钻测井技术是在钻井的同时完成测井作业，并将测量结果和钻井信息实时送到地面进行处理和应用。随钻测井仪器放在钻铤内，除测量电阻率、声速、中子孔隙度、密度等常规测井和某些成像测井外，还测量钻压、扭矩、转速、环空压力，温度，化学成分等钻井参数。由于钻头钻进过程中环境恶劣，温度很高，压力极大，振动强烈，因此，随钻测井仪器的可靠性、使用寿命仍是目前要解决的重要问题之一。
[0003]为了解决以上问题，只有通过对随钻测井仪器进行相关模拟性能试验后，得出试验参数才能做出判断。目前国内的温度和压力试验均已达到国际水平，但对于振动试验还存在一定的问题。如随钻仪器钻铤组合长度超过5米、重量接近1.0吨，在进行振动环境试验时就会出现以下问题:1、夹具不通用:由于试验件过长和重心不均等特性，因此在不同试验件进行试验时，需要不断的设计新型夹具，就会出现为了完成不同型号的振动试验而不断的进行夹具设计。2、试验条件苛刻:随钻测井仪器井下工作条件的特性为低频高量级，且频率范围到200Hz。因此在振动试验过程中，夹具与随钻测井仪器的安装方式、夹具本身与随钻测井仪器的频率特性都需进行认真考虑。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种通用性强，结构简单，固有频率点高的随钻仪器钻铤组合振动试验夹具。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0006]一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，包括上下配合固定连接的锁紧装置和支撑装置；锁紧装置包括上下配合用于固定试验件的托架和固定件；支撑装置包括呈框架结构的支撑框架和用于连接振动试验台的连接底座；固定件和托架连接呈一体固定在支撑框架的上端。
[0007]优选的，固定件和托架的横截面分别呈梯形或圆弧状设置。
[0008]优选的，多个上下配合的固定件和托架呈间隔固定设置在支撑框架的上端。
[0009]优选的，支撑框架的轴向方向两侧呈倒梯形设置。
[0010]优选的，支撑框架内设置有加强筋，轴线方向两侧设置有加强肋板。
[0011]进一步，支撑框架轴线方向两侧设置的加强筋呈非对称布置。
[0012]优选的，支撑框架由空心管材整体焊接制成，空心管材内填充有不同直径的阻尼材料。
[0013]优选的，支撑框架由方口管或矩形管整体焊接制成，方口管或矩形管内填充有不同直径的沙石。
[0014]优选的，固定件和托架通过紧固螺钉连接呈一体并固定在支撑框架的上端。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0016]本实用新型采取上部锁紧装置和下部支撑装置进行分开设置，从而能够满足不同直径尺寸的随钻测井试验件的固定，通用性强；通过框架结构的支撑框架的设置，以及锁紧装置和支撑装置的固定连接，充分减少其对下部支撑装置固有频率的影响，在保证其稳定固有频率的同时减轻了支撑装置整体的重量，保证了振动模拟的效果。
[0017]进一步的，通过对固定件和托架分别采用梯形和圆弧状的结构设置，形成多种不同形式的组合方式，来满足被试件的固定，可以满足不通过外形尺寸的随钻仪器，提高了其通用性能。
[0018]进一步的，夹具总体采用倒梯形结构设计，并且通过对固定件和托架的间隔设置，实现需要点的固定和夹持，不仅起到减重的作用，同时达到尽量模拟钻铤的真实工作环境的目的。
[0019]进一步的，通过支撑框架内的加强筋，以及两侧加强肋板的设置，使其结构稳定，强度好，同时，再利用夹具两侧采用非对称结构的加强筋分布，能够达到抗扭的目的。
[0020]进一步的，通过在空心管材内部灌入不同直径颗粒的沙石或者其它阻尼材料的方法增大了结构的阻尼特性，提高了实验的可靠性和结构的稳定性。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实例中所述支撑结构的侧视图。
[0022]图2为本实用新型实例中所述的实验安装主视图。
[0023]图3为本实用新型所述夹具进行正弦扫频振动试验控制曲线图。
[0024]图4为本实用新型所述夹具进行随机振动试验控制曲线图。
[0025]图中:I为连接底座，2为支撑框架，3为固定件，4为试验件，5为托架。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
[0027]本实用新型公开的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，如图2所示，由上部锁紧装置和下部支撑装置组合而成，上部锁紧装置由托架5和固定件3组成；如图1所示，下部支撑装置由连接底座I和支撑框架2组成；上下两部分通过上部锁紧装置的固定部件形成组合体。下部支撑装置的目的是通过托架5将随钻仪器钻铤组合件进行紧密贴合的支撑同时连接振动试验台。
[0028]本优选实例中，托架5能够制成梯形或圆弧状，更好的能够采用半圆形，选用45#钢加工而成；固定部件采用性能等级为12.9级紧固螺钉；支撑框架2选用Q235矩形管采用整体焊接制成。
[0029]其能够对系列随钻仪器钻铤整体进行振动试验考核，以便分析整支仪器在工程作业条件下，长时间运行工况对其测量精度的影响，并提高仪器工作的可靠性。通过使用仿真计算软件以及优化软件进行设计，采用整体焊接工艺保证了下部支撑装置较高的和稳定的固有频率，同时通过上部锁紧装置与下部支撑装置之间的锁紧，充分减少对下部支撑装置固有频率的影响；能够满足随钻仪器振动环境试验要求，并可广泛应用于其它细长杆件、重型结构的振动试验。
[0030]在制作时，支撑框架2—般选长宽在40X40mm、80X80mm之间、壁厚在5?1mm之间的方口管或矩形管，材料采用Q235或高于其性能的材料；连接底座I直径根据试验设备选取，厚度在30-0mm之间，材料采用45#钢；固定件3和托架5根据钻铤外形尺寸选取，材料选用45#钢；下部支撑装置整体焊接；同时设计加工上部锁紧装置；为了增大夹具的阻尼，达到试验顺利控制的目的，夹具加工前在矩形管内灌入不同直径的沙石。
[0031]在进行试验时，如下实施例所示。
[0032]实施例1
[0033]试验条件:对随钻测井仪器钻铤进行30min、振动量级20g的正弦扫频振动试验，控制方式为4点平均控制，控制曲线如图3所示。测试结果稳定良好，满足试验要求。
[0034]实施例2
[0035]试验条件:对随钻测井仪器钻铤进行30min、加速度总均方根值15.0g的随机振动试验；控制方式为4点平均控制，控制曲线如图4所示。测试结果稳定良好，满足试验要求。
【主权项】
1.一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，包括上下配合固定连接的锁紧装置和支撑装置； 所述的锁紧装置包括上下配合用于固定试验件(4)的托架(5)和固定件(3); 所述的支撑装置包括呈框架结构的支撑框架(2)和用于连接振动试验台的连接底座(I); 所述的固定件(3)和托架(5)连接呈一体固定在支撑框架(2)的上端。2.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的固定件(3)和托架(5)的横截面分别呈梯形或圆弧状设置。3.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，多个上下配合的固定件(3)和托架(5)呈间隔固定设置在支撑框架(2)的上端。4.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的支撑框架(2)的轴向方向两侧呈倒梯形设置。5.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的支撑框架(2)内设置有加强筋，轴线方向两侧设置有加强肋板。6.根据权利要求5所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的支撑框架(2)轴线方向两侧设置的加强筋呈非对称布置。7.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的支撑框架(2)由空心管材整体焊接制成，空心管材内填充有不同直径的阻尼材料。8.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，所述的支撑框架(2)由方口管或矩形管整体焊接制成，方口管或矩形管内填充有不同直径的沙石O9.根据权利要求1所述的一种随钻仪器钻铤组合振动试验夹具，其特征在于，固定件(3)和托架(5)通过紧固螺钉连接呈一体并固定在支撑框架(2)的上端。
【专利摘要】本实用新型提供一种通用性强，结构简单，固有频率点高的随钻仪器钻铤组合振动试验夹具；其包括上下配合固定连接的锁紧装置和支撑装置；锁紧装置包括上下配合用于固定试验件的托架和固定件；支撑装置包括呈框架结构的支撑框架和用于连接振动试验台的连接底座；固定件和托架连接呈一体固定在支撑框架的上端。通过采取上部锁紧装置和下部支撑装置进行分开设置，从而能够满足不同直径尺寸的随钻测井试验件的固定，通用性强；通过框架结构的支撑框架的设置，以及锁紧装置和支撑装置的固定连接，充分减少其对下部支撑装置固有频率的影响，在保证其稳定固有频率的同时减轻了支撑装置整体的重量，保证了振动模拟的效果。
【IPC分类】G01M7/02
【公开号】CN204630705
【申请号】CN201520281110
【发明人】李安宗, 徐韧, 范春虎, 闫麦奎, 寇俊辉, 陈照海, 杨颋, 卫一多, 刘枭, 王涯菲
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团测井有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日