本实用新型专利技术提供了一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，包括井架结构、底座、载荷加载装置和至少一个检测井架结构振幅的振幅检测装置，井架结构通过松紧模拟装置安装在底座上，载荷加载装置与振幅检测装置分别与井架结构连接，井架结构上设有激振器。本实用新型专利技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置通过井架结构模拟生产用钻机井架，并通过松紧模拟装置模拟地基不平的状态、通过载荷加载装置模拟载荷变化的状态以及通过激振器模拟运转部件振动的状态，同时对井架结构进行检测，以了解上述各状态对井架结构和底座的动态特性的影响，从而为深井钻机的抗振、避振及结构优化提供依据。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及钻井设备领域，尤其是一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置。
技术介绍
现有的石油钻机在实际工作中，存在地基不平的现象，载荷也处于变化状态，在设备运行过程中，运动部件的运转会将振动传导给井架，为确保石油钻机的施工安全，需要研究上述因素对钻机井架和底座的动态特性的影响，为深井钻机的抗振、避振及结构优化提供依据。现有的井架与底座测试，多是在现场进行，测试成本高，并影响现场的钻井进度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能模拟地基不平、载荷变化和运转部件振动中单项或多项组合对井架和底座的动态特性的影响、且不会影响现场的钻井进度的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置。为了达到上述目的，本技术提供了一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置包括井架结构、底座、载荷加载装置和至少一个检测所述井架结构振幅的振幅检测装置，所述井架结构通过松紧模拟装置安装在所述底座上，所述载荷加载装置与所述振幅检测装置分别与所述井架结构连接，所述井架结构上设有激振器。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述井架结构包括井架、人字架和基座，所述井架通过所述人字架纵向连接于所述基座上，所述基座通过松紧模拟装置安装在所述底座上，所述激振器与所述井架直接连接。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述振幅检测装置包括能纵向伸缩的固定支架、水平设置的刚性杆和位移传感器，所述固定支架固定在
地面上并位于所述井架的一侧，所述刚性杆的一端与所述固定支架的上端连接，所述刚性杆的另一端通过所述位移传感器与所述井架的顶部连接。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述激振器包括振子、支架和连接座，所述振子设于所述支架上，所述支架与所述连接座连接，所述连接座能拆装地与所述井架直接连接。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，与所述井架连接的所述连接座的底部凹设有供所述井架的角钢结构插接的楔形凹槽，且所述连接座的底部设有能阻止所述角钢结构从所述楔形凹槽中退出的止挡棘爪，所述止挡棘爪的一端枢接于所述连接座上，所述止挡棘爪的另一端通过拉簧与所述连接座连接并对应于所述楔形凹槽的槽口，所述止挡棘爪的另一端能在所述角钢结构插接于所述楔形凹槽中的状态下顶抵所述角钢结构。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述连接座的内部设置有电磁铁。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述振子为电磁式激振器。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述载荷加载装置包括钢丝绳、换向滑轮、拉力传感器和紧绳器，所述钢丝绳的一端与所述井架的顶部连接，所述钢丝绳的另一端绕过所述换向滑轮并通过所述拉力传感器与所述紧绳器连接，位于所述换向滑轮与所述井架顶部之间的所述钢丝绳与所述井架的轴线平行。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述松紧模拟装置包括调节螺栓、螺母、压簧和压簧压板，所述调节螺栓纵向设置且所述调节螺栓的下端固定连接于所述底座上，所述调节螺栓的上端顺次贯穿所述基座、所述压簧压板并与所述螺母旋接，所述压簧套设于所述调节螺栓上，且所述压簧的下端顶抵于所述底座上，所述压簧的上端穿过所述基座并顶抵于所述压簧压板上，所述基座能在所述压簧被压缩的状态下与所述底座接触。如上所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，所述井架上设有至少一个加速度传感器，所述井架和所述底座上设有多个应变传感器，且所述基座上设有多个压力传感器。与现有技术相比，本技术的优点如下：本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置通过井架结构模拟生产用钻机井架，并通过松紧模拟装置模拟地基不平的状态、通过载荷加载装置模拟载荷变化的状态以及通过激振器模拟运转部件振动的状态，同时对井架结构进行检测，以了解上述各状态对井架结构和底座的动态特性的影响，从而为深井钻机的抗振、避振及结构优化提供依据。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：图1是本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置的结构示意图；图2是图1中A处结构放大示意图；图3是本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置的另一结构示意图；图4是本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置的激振器的主视图；图5是本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置的激振器的侧视图；图6是本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置的松紧模拟装置的结构示意图。附图标号说明：1 井架结构11 井架12 人字架13 基座2 底座3 载荷加载装置31 钢丝绳32 换向滑轮33 紧绳器34 拉力传感器35 辅助滑轮4 振幅检测装置41 固定支架42 刚性杆43 位移传感器5 松紧模拟装置51 调节螺栓52 螺母53 压簧54 压簧压板6 激振器61 振子62 支架63 连接座631 楔形凹槽632 止挡棘爪633 拉簧634 电磁铁具体实施方式为了对本技术的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本技术的具体实施方式。如图1及图3所示，本技术提供了一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置包括井架结构1、底座2、载荷加载装置3和至少一个检测井架结构1振幅的振幅检测装置4，其中井架结构1是模拟生产用钻机井架的结构制造而成，与生产用钻机井架具有完全相同的结构，井架结构1可以是按照某一比例按相似理论缩小的规格制造，便于工作人员进行操作及移
动，或者井架结构1也可以是按照与生产用钻机井架具有相同的大小的规格制造，如此能更为准确的对生产用钻机井架进行模拟。井架结构1通过松紧模拟装置5安装在底座2上，通过松紧模拟结构能够分别模拟井架结构1位于各个连接位置时地基不平的现象，载荷加载装置3与振幅检测装置4分别与井架结构1连接，其中载荷加载装置3与井架结构1的顶部连接，通过载荷加载装置3为井架结构1加载，来模拟不同载荷下的工况；振幅检测装置4可以设置两个，其中一个在东西方向上位于井架结构1的一侧，另一个在南北方向上位于井架结构1的一侧，或者也可以设置多个振幅检测装置4均匀分布在井架结构1的四周，以从多个方向检测井架结构1的振幅，例如检测井架结构1左右摆动的振幅。井架结构1上设有激振器6，激振器6与井架结构1直接连接，通过激振器6，来提供预定波形和幅值的激励力并通过与激振器相连的阻抗头检测。通过上述结构的组合，本技术能够模拟地基不平、载荷变化和运转部件振动中单项或多项的组合对井架结构1和底座2的动态特性的影响，并提供精确的数据模型以供结构优化设计提供依据。进一步地，如图1及图3所示，本技术提供的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其中，井架结构1包括井架11、人字架12和基座13，井架11通过人字架12纵向连接于基座13上，基座13通过松紧模拟装置5安装在底座2上，激振器6与井架11直接连接。人字架12通过连接件能拆装的定位连接在基座13上，井架11的下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，所述钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置包括井架结构、底座、载荷加载装置和至少一个检测所述井架结构振幅的振幅检测装置，所述井架结构通过松紧模拟装置安装在所述底座上，所述载荷加载装置与所述振幅检测装置分别与所述井架结构连接，所述井架结构上设有激振器。
【技术特征摘要】
1.一种钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，所述钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置包括井架结构、底座、载荷加载装置和至少一个检测所述井架结构振幅的振幅检测装置，所述井架结构通过松紧模拟装置安装在所述底座上，所述载荷加载装置与所述振幅检测装置分别与所述井架结构连接，所述井架结构上设有激振器。2.根据权利要求1所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，所述井架结构包括井架、人字架和基座，所述井架通过所述人字架纵向连接于所述基座上，所述基座通过松紧模拟装置安装在所述底座上，所述激振器与所述井架直接连接。3.根据权利要求2所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，所述振幅检测装置包括能纵向伸缩的固定支架、水平设置的刚性杆和位移传感器，所述固定支架固定在地面上并位于所述井架的一侧，所述刚性杆的一端与所述固定支架的上端连接，所述刚性杆的另一端通过所述位移传感器与所述井架的顶部连接。4.根据权利要求2所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，所述激振器包括振子、支架和连接座，所述振子设于所述支架上，所述支架与所述连接座连接，所述连接座能拆装地与所述井架直接连接。5.根据权利要求4所述的钻机井架及底座系统的振动试验模拟装置，其特征在于，与所述井架连接的所述连接座的底部凹设有供所述井架的角钢结构插接的楔形凹槽，且所述连接座的底部设有能阻止所述角钢结构从所述楔形凹槽中退出的止挡棘爪，所述止挡棘爪的一端枢接于所述连接座上，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：华剑，胡磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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