專利名稱：石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于鉆機(jī)底座來(lái)完成主動(dòng)隔振功能的隔振器。
背景技術(shù)：
在油田鉆探中，鉆機(jī)、井架、游動(dòng)系統(tǒng)及其專用工具構(gòu)成了石油鉆井裝備的重要組成部分。鉆機(jī)安裝在底座平臺(tái)上，井架立腿與人字架組合安裝在基座下船上。設(shè)備自重和工作時(shí)候產(chǎn)生的慣性載荷、振動(dòng)載荷等，通過(guò)底座、井架立腿傳遞到鉆機(jī)基座上。多年來(lái)，石油井架等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)上采用靜強(qiáng)度作為主要準(zhǔn)則，按照使用條件下不致破壞作為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，單方面一味的加大安全系數(shù)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大、笨重，不僅增加了成本，而且無(wú)形中增加了鉆機(jī)系統(tǒng)的重量。除了承受上述設(shè)備的自重外，鉆機(jī)系統(tǒng)更重要的還要承受動(dòng)載荷的影響， 如大鉤載荷、風(fēng)載荷和鉆機(jī)振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊載荷等作用。龐大的質(zhì)量系統(tǒng)在振動(dòng)載荷作用下，對(duì)設(shè)備的壽命和承載能力造成嚴(yán)重影響，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員和設(shè)備構(gòu)成安全隱患?，F(xiàn)有技術(shù)中的鉆機(jī)底座隔振器采用彈簧隔振，由于整個(gè)鉆機(jī)系統(tǒng)的載荷過(guò)大，因此， 其隔振效果不好。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器，該種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器采用彈性多孔材料金屬橡膠作為彈性阻尼元件和螺旋彈簧相組合后構(gòu)成隔振器，通過(guò)金屬絲摩擦耗散能量，削減了振動(dòng)能量的傳播，用于鉆機(jī)基座的基礎(chǔ)支承與隔振，既能保證較好的安裝剛度和穩(wěn)定性，又能針對(duì)鉆機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)起到較好的隔振效果，具有廣泛的推廣前景。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器，包括下基座1和上基座4，其中，所述下基座1由一塊平板、一個(gè)矩形支撐框以及四塊直角梯形固定板依次連接后構(gòu)成，所述上基座4與下基座1結(jié)構(gòu)相同但空間位置處于相反方向；所述上基座4與下基座1之間位于矩形的四個(gè)直角位置處，分別通過(guò)雙頭螺栓5固定有一個(gè)內(nèi)襯金屬橡膠套3的金屬螺旋彈簧2。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種裝置因基于金屬橡膠摩擦耗能原理，以及螺旋彈簧動(dòng)靜剛度的計(jì)算與實(shí)際測(cè)量值基本一致，長(zhǎng)期大載荷作用不易產(chǎn)生松脆現(xiàn)象，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，組合后的隔振器具備了剛度和穩(wěn)定性好，能量耗散能力強(qiáng)和阻尼性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)鉆機(jī)及其底座這類大質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)隔振起到良好效果，同時(shí)因其隔振單元均為金屬材料組合，耐受環(huán)境溫度變化范圍大，不受腐蝕、油漬和粉塵條件限制，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是單個(gè)金屬螺旋彈簧和金屬橡膠套組合后結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖中1-下基座，2-金屬螺旋彈簧，3-金屬橡膠套，4-上基座，5-雙頭螺栓。[0010]具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示，本種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器，包括下基座1和上基座 4，其中，所述下基座1由一塊平板、一個(gè)矩形支撐框以及四塊直角梯形固定板依次連接后構(gòu)成，所述上基座4與下基座1結(jié)構(gòu)相同但空間位置處于相反方向；所述上基座4與下基座 1之間位于矩形的四個(gè)直角位置處，分別通過(guò)雙頭螺栓5固定有一個(gè)內(nèi)襯金屬橡膠套3的金屬螺旋彈簧2。具體實(shí)施時(shí)，金屬螺旋彈簧2與金屬橡膠套3同軸組合安裝，金屬橡膠套的組合高度等于外圍螺旋彈簧的高度。螺栓安裝時(shí)對(duì)彈性組合元件實(shí)施一定的預(yù)壓變形。隔振器使用時(shí)成組安裝在鉆機(jī)底座與下船鋼基礎(chǔ)之間。由于螺旋彈簧長(zhǎng)期大載荷作用不易產(chǎn)生松脆現(xiàn)象，性能穩(wěn)定，能夠保證較好的安裝剛度，同時(shí)隔振器成組安裝，不易偏載，使鉆機(jī)底座安裝時(shí)具有良好的承載和穩(wěn)定性。金屬橡膠套是一種由固定牌號(hào)的金屬絲合金通過(guò)繞制和冷壓后成型的彈性多孔材料制成，鉆機(jī)底座振動(dòng)時(shí)，使其軸向受壓，在較大范圍內(nèi)屬于彈性變形，金屬絲相互碾壓和摩擦，導(dǎo)致振動(dòng)能量發(fā)生耗散，從而降低了振動(dòng)能量的傳播。金屬橡膠與螺旋彈簧組合均是金屬材質(zhì)，不受苛刻環(huán)境條件制約，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，可以長(zhǎng)期裝配用于野外鉆井和高低溫、磨礪、腐蝕等條件下的振動(dòng)隔離。本裝置中利用隔振裝置，耗散振動(dòng)能量，減少或削弱振動(dòng)的傳播，是目前工程領(lǐng)域解決振動(dòng)危害問(wèn)題的流行方法之一。金屬螺旋彈簧常用于低頻隔振，具有耐高低溫、耐油、 耐腐蝕、不老化、壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但阻尼性能差。金屬橡膠材料依據(jù)分子結(jié)構(gòu)模擬技術(shù)，將固定牌號(hào)的細(xì)金屬絲原料經(jīng)纏繞和冷沖壓工藝制造成固定的形狀，作為隔振器彈性阻尼元件，具有類似橡膠的高彈性、大阻尼特性。將金屬螺旋彈簧與金屬橡膠組合設(shè)計(jì)制作隔振器，用于鉆機(jī)基座的基礎(chǔ)支承與隔振，既能保證較好的安裝剛度和穩(wěn)定性，又能針對(duì)鉆機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)起到較好的隔振效果，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求1. 一種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器，包括下基座(1)和上基座(4)，其特征在于所述下基座(1)由一塊平板、一個(gè)矩形支撐框以及四塊直角梯形固定板依次連接后構(gòu)成，所述上基座(4)與下基座(1)結(jié)構(gòu)相同但空間位置處于相反方向；所述上基座(4)與下基座(1)之間位于矩形的四個(gè)直角位置處，分別通過(guò)雙頭螺栓(5)固定有一個(gè)內(nèi)襯金屬橡膠套(3)的金屬螺旋彈簧(2)。
專利摘要一種石油鉆機(jī)用組合剛度的金屬橡膠隔振器。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中的鉆機(jī)底座隔振器采用彈簧隔振，由于整個(gè)鉆機(jī)系統(tǒng)的載荷過(guò)大，隔振效果不好的問(wèn)題。其特征在于所述下基座(1)由一塊平板、一個(gè)矩形支撐框以及四塊直角梯形固定板依次連接后構(gòu)成，所述上基座(4)與下基座(1)結(jié)構(gòu)相同但空間位置處于相反方向；所述上基座(4)與下基座(1)之間位于矩形的四個(gè)直角位置處，分別通過(guò)雙頭螺栓(5)固定有一個(gè)內(nèi)襯金屬橡膠套(3)的金屬螺旋彈簧(2)。本種隔振器通過(guò)金屬絲摩擦耗散能量，削減了振動(dòng)能量的傳播，用于鉆機(jī)基座的基礎(chǔ)支撐與隔振，既能保證較好的安裝剛度和穩(wěn)定性，又能針對(duì)鉆機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)起到很好的隔振效果。
文檔編號(hào)E21B15/00GK202125552SQ20112021694
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者付海龍, 馮志鵬, 崔曉華, 王玥, 祝娟, 鄒龍慶, 陳桂娟 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)