[实用新型]一种随钻测井仪器复合振动测试平台

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻井附属设备领域，具体涉及一种随钻测井仪器复合振动测试平台。

背景技术

随钻测量（Measurement While Drilling，MWD）即是在钻井过程中对钻井工程参数进行实时测量，如井斜、方位和工具面等的测量。随钻测井系统 (Logging While Drilling，LWD)是在MWD基础上发展起来的一种功能更齐全、结构更复杂的随钻测量系统。

随着我国油气开采难度日益增大，开始注重提高油气收率和油藏保护，因此也大量采用定向井、水平井、分支井及大位移井等技术。在钻井过程中，工程和地质人员希望随时了解地层参数，根据地层情况，调整井眼轨迹，使钻头准确钻达目的层，从而提高钻井效率，降低钻井成本，并最终提高采收率。现有的石油钻井过程中对MWD和LWD技术的应用越来越广泛，对随钻仪器的要求越来越高，需求也越来越大。

井下作业时的钻柱发生共振、钻具涡动、钻头磨损、钻柱与井壁摩擦特征、多种振动同时发生的耦合振动。当发生钻头遇卡、溜钻、顿钻等现象时，导致的振动最严重。当振幅烈度超过一定的限制值时对随钻测井仪器性能将产生不良影响，如导致传感器过载，影响测量结果甚至损坏精密传感器和仪器电子器件，形成大的经济损失，且环境温度对该振幅烈度限制值具有较大的影响。

因此，通过建立振动测试平台模拟井下随钻测井仪器承受振动后性能变化的情况，对于防止有缺陷的仪器组件被用于现场作业，避免发生因仪器组件缺陷导致的起下钻的经济和时间损失，提高被测试仪器的现场使用可靠性，降低使用成本具有重要意义。

然而，现有的随钻测井仪器在出厂前的震动测试中采用的模拟振动模式比较单一，不能在低转速下模拟仪器受到的震动，更不能模拟现场复合振动时仪器的受力状态，同时测试前的装配和测试中振动源的平衡点难一次操作妥当，且振动测试时的温度调节方式受限，影响测试结果和生产效率。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种随钻测井仪器复合振动测试平台。

井下随钻测井仪器组件（以下简称WMD）受到钻柱振动主要包括轴向、侧向和扭转振动三种类型（如图1所示）。井下钻具在受到外界震击以后，发生的周期性、围绕中心位置来回的弹性运动，进行能量释放过程时产生的复合振动。

本实用新型旨在提供一种能够更真实地模拟井下随钻测井仪器承受的振动状态的随钻测井仪器复合振动测试平台。从而更有效地防止有缺陷的仪器组件被用于现场作业，避免发生因仪器组件缺陷导致的起下钻的经济和时间损失，提高被测试仪器的现场使用可靠性，降低使用成本。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种随钻测井仪器复合振动测试平台，包括二维振动平台、设置所述二维振动平台上用于夹持受测仪器的安装夹具、与所述二维振动平台中的振动源输出装置相连的激振功率伺服电路。使用时，通过将被测试的仪器用快装夹具固定在振动平台上，然后通过激振功率伺服电路向振动源输出装置发出相应的控制信号带动二维振动平台进行相应的振动，通过激振功率伺服电路开启相应的激振模式后可实现正弦波定频振动、正弦波扫频振动、随机振动、冲击和碰幢测试等。

作为可选方式，所述二维振动平台中的振动源输出装置为高瞬态响应的音圈电机。利用高瞬态响应的音圈电机动子具有高频响、动作精度高的特点，可模拟推力9KN、加速度30G、位移0~20mm、负荷30Kg（全负载）、频率范围1~1000HZ的2维方向振动。

作为可选方式，在上述随钻测井仪器复合振动测试平台中，还包括能够带动受测仪器做扭转振动的扭转振动源输出装置。进一步的，所述转振动源输出装置为滚动电机。当需要模拟钻具复合振动时，启动滚动电机带动被测试仪器旋转，与2维方向的振动配合实现井下复杂振动状态模拟测试。进一步的，所述滚动电机与电机控制器相连。

为简化振动平台架构，提高设备可靠性和制作成本，所述二维振动平台可以采用单电机激振，通过设置振源矢量位置来分配力的方向，获得2维2象限的震源。

作为可选方式，在上述随钻测井仪器复合振动测试平台中，还包括振动状态反馈控制系统。所述振动状态反馈控制系统通过实时采集系统的振动状态并与设计的振动状态进行比较得到反馈信号，然后通过激振功率伺服电路输出反馈控制信号来调整振动源输出装置的工作状态，从而获得理想的振动状态。