[0034]所述游標(biāo)卡尺的上測(cè)量爪與底板5下端面焊接連接、下測(cè)量爪可在卡尺上游動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧7應(yīng)變的精確測(cè)量。
[0035]所述激振器3的頂桿4與下連接柱8底面接觸，所述微調(diào)升降裝置2采用機(jī)械調(diào)整裝置，激振器3和應(yīng)變片10通過(guò)電線連接測(cè)量與控制主機(jī)16，所述的測(cè)量與控制主機(jī)16集成了信號(hào)接收與處理元件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變、激振力、激振頻率的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。
[0036]該鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬方法包括對(duì)靜載荷的模擬和對(duì)動(dòng)載荷的模擬兩部分，其中，所述的靜荷載利用彈簧機(jī)構(gòu)模擬，所述的動(dòng)載荷利用一個(gè)激振機(jī)構(gòu)模擬。
[0037]利用本發(fā)明裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法包括如下步驟:
[0038]A、測(cè)量并記錄彈簧7在空載條件下游標(biāo)卡尺15的讀數(shù)；
[0039]B、計(jì)算達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求靜載荷所需的彈簧7的應(yīng)變量；
[0040]C、將加工好的試樣9安裝在上連接柱11和下連接柱8之間；
[0041]D、將應(yīng)變片10貼于試樣中部螺紋連接處外壁，并通過(guò)電線與測(cè)量與控制主機(jī)16連接；
[0042]E、調(diào)節(jié)拉伸螺母14或壓縮螺母12，同時(shí)觀察游標(biāo)卡尺15的讀數(shù)，當(dāng)游標(biāo)卡尺15的前后讀數(shù)差達(dá)到所需彈簧7的應(yīng)變量時(shí)，停止加載；
[0043]F、調(diào)節(jié)微調(diào)升降裝置2，使頂桿4與下連接柱8下端的光桿底面保持接觸；
[0044]G、通過(guò)測(cè)量與控制主機(jī)16控制激振器3輸出實(shí)驗(yàn)要求的激振頻率和激振力，驅(qū)動(dòng)頂桿4向試樣施加動(dòng)態(tài)激勵(lì)；
[0045]H、通過(guò)測(cè)量與控制主機(jī)16實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄激振力、激振頻率和應(yīng)變數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試樣9進(jìn)行裂紋檢測(cè)和斷口形貌分析。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:包括底座(I)、設(shè)于底座(I)中心的微調(diào)升降裝置(2)、設(shè)于微調(diào)升降裝置(2)上的激振器(3)、設(shè)于激振器(3)上方的底板(5)、設(shè)于底板(5)上方的頂板(13)、設(shè)于底板(5)中心的滑動(dòng)軸承(6)、下連接柱(8)安裝在滑動(dòng)軸承￠)中，激振器(3)的頂桿(4)與下連接柱(8)的光桿下端面相接觸、設(shè)于底板(5)下端面的游標(biāo)卡尺(15)、設(shè)于頂板(13)中心的上連接柱(11)、設(shè)于底板(5)與下連接柱(8)之間的彈簧(7)、設(shè)于上連接柱(11)上部的拉伸螺母(14)、設(shè)于上連接柱(11)下部的壓縮螺母(12)、設(shè)于頂板(13)和底板(5)和底座(I)之間的支撐柱(17)、上連接柱(11)與下連接柱⑶之間安裝有試樣(9)，試樣(9)中部螺紋連接處外壁貼有應(yīng)變片(10)、激振器⑶和應(yīng)變片(10)通過(guò)電線連接測(cè)量與控制主機(jī)(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述彈簧(7)套裝在下連接柱⑶的光桿上，彈簧(7)的上端與下連接柱⑶下端通過(guò)螺栓固定，彈簧(7)下端與底板(5)通過(guò)螺栓固定、所述彈簧(7)在加載靜載荷后，能滿足下連接柱(8)的光桿下端面始終處于底板(5)下方并且能與頂桿(4)保持有效接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述的拉伸螺母(14)和壓縮螺母(12)分別安裝在上連接柱(11)的頂板(13)以上和上連接柱(11)的頂板(13)以下，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)螺母實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)所需的靜載荷。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述激振器(3)的頂桿(4)與下連接柱(8)的下端面接觸，并通過(guò)測(cè)量與控制主機(jī)(16)控制激振器(3)輸出實(shí)驗(yàn)要求的激振頻率和激振力，驅(qū)動(dòng)頂桿⑷向試樣(9)加載動(dòng)態(tài)激勵(lì)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述游標(biāo)卡尺(15)的上測(cè)量爪與底板(5)下端面焊接連接、下測(cè)量爪可在卡尺上游動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:通過(guò)調(diào)節(jié)微調(diào)升降裝置(2)，可使頂桿(4)與下連接柱(8)的底面保持有效接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述底板(5)的中心安裝有滑動(dòng)軸承(6)，下連接柱(8)的下端安裝在滑動(dòng)軸承(6)中。
8.如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置，其特征在于:所述的測(cè)量與控制主機(jī)(16)集成了信號(hào)接收與處理元件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變、激振力、激振頻率實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。
9.采用如權(quán)利要求1所述的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、測(cè)量并記錄彈簧(7)在空載條件下游標(biāo)卡尺(15)的讀數(shù)； 步驟二、計(jì)算達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求靜載荷所需的彈簧(7)的應(yīng)變量； 步驟三、將加工好的試樣(9)安裝在上連接柱(11)和下連接柱(8)之間； 步驟四、將應(yīng)變片(10)貼于試樣中部螺紋連接處外壁，并通過(guò)電線與測(cè)量與控制主機(jī)(16)連接； 步驟五、調(diào)節(jié)拉伸螺母(14)或壓縮螺母(12)，同時(shí)觀察游標(biāo)卡尺(15)的讀數(shù)，當(dāng)游標(biāo)卡尺(15)的前后讀數(shù)差達(dá)到所需彈簧(7)的應(yīng)變量時(shí)，停止加載； 步驟六、調(diào)節(jié)微調(diào)升降裝置(2)，使頂桿(4)與下連接柱(8)下端的光桿底面保持接觸； 步驟七、通過(guò)測(cè)量與控制主機(jī)(16)控制激振器(3)輸出實(shí)驗(yàn)要求的激振頻率和激振力，驅(qū)動(dòng)頂桿(4)向試樣(9)施加動(dòng)態(tài)激勵(lì)； 步驟八、通過(guò)測(cè)量與控制主機(jī)(16)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄激振力、激振頻率和應(yīng)變數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試樣(9)進(jìn)行裂紋檢測(cè)和斷口形貌分析。
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油與天然氣鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域的一種鉆具螺紋動(dòng)態(tài)疲勞模擬測(cè)試裝置和方法，測(cè)試裝置包括底座、微調(diào)升降裝置、激振器、滑動(dòng)軸承、下連接柱、游標(biāo)卡尺、上連接柱、彈簧、拉伸螺母、壓縮螺母、應(yīng)變片、測(cè)量與控制主機(jī)。該方法包括靜載荷和動(dòng)載荷模塊兩部分，其中所述的靜荷載利用彈簧機(jī)構(gòu)模擬，所述的動(dòng)載荷利用一個(gè)激振機(jī)構(gòu)模擬。采取以上技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試管柱施加靜態(tài)的拉伸和壓縮載荷，也可其施加不同形式的動(dòng)態(tài)激勵(lì)，并實(shí)現(xiàn)應(yīng)變、激振力、激振頻率的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
【IPC分類】G01M7-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104677584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510134820
【發(fā)明人】曾德智, 何奇垚, 侯鐸, 施太和, 林元華, 喻智明, 陸凱, 張智, 任建
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日