本发明涉及振动试验技术领域，具体涉及一种智能导钻井下工具振动试验工装。
背景技术：
智能导钻系统是目前石油领域较为先进的钻测井工具，在井下工作时，面临强振动强冲击的工作环境，为了验证该系统的环境与可靠性，需要在实验室环境下通过振动台进行振动、冲击的模拟试验，验证仪器的环境适应性和可靠性。智能导钻旋转导向仪器、核磁探测仪器等井下工具形状多为细长型圆柱体，仪器长度(即被测物)一般为1～3m，直径为172～178mm，重量为100～500kg，通常使用卡具将被测物与振动台连接，且将卡具设于被测物的中间位置，在进行振动试验时，被测物只有中间受力，导致两端剧烈抖动，受力一致性差；两端实际产生的振动加速度将远大于振动试验设计的加速度，影响试验效果。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，提供一种智能导钻井下工具振动试验工装，能够由底座支撑并有效传递模拟试验时的振动和冲击力，且在底座上设置间隔的卡具，卡具对被测物的两端卡紧，这样被测物的两端受力，由此可准确获得振动试验设计的加速度等数据，从而可验证仪器的环境适应性和可靠性，可解决被测物只有中间受力时导致的两端剧烈抖动所带来的试验效果差等问题。
为此，采用的技术方案为一种智能导钻井下工具振动试验工装包括：底座，其包括承载面和与所述承载面相对的连接面，所述承载面与所述连接面平行；卡具，包括第一卡具和第二卡具，所述第一卡具和第二卡具间隔设于所述底座的承载面上，用于对被测物进行两点固定；连接器，所述连接器与所述底座的连接面连接，所述连接器用于连接振动台。
优选的，底座还包括连接所述承载面和所述连接面的周面，所述周面中至少包括两个相对的斜面，以使所述承载面与所述连接面之间形成收缩部，所述收缩部的横截面积自所述承载面向所述连接面逐渐减小。
优选的，所述底座包括：至少两个主筋板，至少两个所述主筋板并排平行设置，所述主筋板的板面包括平行的第一边和第二边，所述第一边长于所述第二边，所述第一边所在端面构成所述承载面，所述第二边所在端面构成所述连接面；连接件，所述连接件设于相邻两个所述主筋板之间，所述连接件连接相邻的两个所述主筋板。
优选的，所述连接件包括连接板和大副筋板，所述大副筋板设于相邻两个所述主筋板之间的中间位置，所述连接板设于所述大副筋板的两侧，且所述连接板沿所述主筋板的长度方向间隔均匀设置。
优选的，所述主筋板至少为三个，位于中间位置的所述主筋板两侧的所述连接件对应设置。
优选的，所述大副筋板包括至少两个以上立板和盖板，至少两个以上所述立板并排平行且间隔均匀设置，所述立板的两端连接所述盖板，且每个述立板连接相邻的两个所述主筋板，所述盖板的表面与所述底座的承载面平齐。
优选的，位于最外侧两个所述主筋板的外侧面设有多个小副筋板，所述小副筋板设于所述主筋板的中间位置，所述小副筋板垂直于所述主筋板，且所述小副筋板沿所述主筋板的长度方向间隔均匀设置，相邻两个所述小副筋板之间设有加强筋，所述加强筋的两端连接相邻两个所述小副筋板的内侧面。
优选的，所述第一卡具包括上夹块和下夹块，所述上夹块设有上半圆孔，所述下夹块上设有下半圆孔，所述上半圆孔和下半圆孔对称设置，所述上半圆孔和下半圆孔与被测物相配合，所述上夹块和下夹块通过螺钉连接将被测物卡紧。
优选的，所述下夹块的下半圆孔的半圆弧的两侧面设有斜面，所述斜面由上往下且由靠近下半圆孔的中心向外逐渐倾斜，所述斜面上设有上下贯穿的沉孔；所述主筋板的承载面上设有若干螺纹孔，所述螺纹孔沿所述主筋板的长度方向间隔均匀设置，螺钉由上而下依次穿过沉孔拧入螺纹孔内。
优选的，所述卡具还包括垫圈，所述垫圈的外径与所述上半圆孔和下半圆孔相配合，所述垫圈的内径与被测物相配合。
优选的，所述垫圈包括上垫圈和下垫圈，所述上垫圈和下垫圈成对设置，所述上垫圈和下垫圈分别和所述上半圆孔和下半圆孔相配合，所述垫圈的外径设为圆锥形，所述第一卡具和第二卡具间隔设于所述底座的承载面上，所述垫圈的大端面相对。
优选的，所述垫圈的一侧设有切口，所述切口沿所述垫圈的轴线设置；所述上夹块远离所述上半圆孔的圆弧的顶端设有螺纹孔，所述螺纹孔上下贯穿且与所述上半圆孔的圆弧相通，所述螺纹孔内设有相配合的螺钉，所述螺钉用于抵紧所述垫圈的外径。
优选的，所述连接器上设有若干个底座安装孔和台面安装孔，底座安装孔和台面安装孔均设为上下贯穿的沉孔，底座安装孔和台面安装孔设为呈同圆心的圆周分布，且底座安装孔和台面安装孔间隔均匀分布，底座安装孔和台面安装孔相互错开。
优选的，所述连接器设为多边形，底座安装孔与台面安装孔设于间隔均匀的同角度的不同直径的圆周上，且靠近多边形的每个顶角处及每条边的中心位置均设有相对应的台面安装孔。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的智能导钻井下工具振动试验工装，当通过振动台对被测物实施振动、冲击的模拟试验时，被测物的两端受力，且由底座支撑并有效传递振动和冲击力，这样可准确获得振动试验设计的加速度等数据，从而可验证仪器的环境适应性和可靠性，可解决被测物只有中间受力时导致的两端剧烈抖动所带来的试验效果差等问题。
2.本发明提供的智能导钻井下工具振动试验工装，被测物即智能导钻井下工具与振动台紧密固定，且在振动试验时模拟的振动效果与实际使用时一致，避免了发生被测物的两端出现震颤而影响试验效果的现象，振动试验效果更加真实有效。
3.本发明提供的智能导钻井下工具振动试验工装，结构紧凑合理，可适用于不同长度的被测物进行试验，可节省试验工装的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的智能导钻井下工具振动试验工装的立体视图；
图2为底座的立体视图；
图3为卡具的立体视图；
图4为连接板的立体视图；
图5为一种垫圈的设计结构示意图；
图6为另一种垫圈的设计结构示意图；
12-底座；13-连接板；14-被测物；15-主筋板；16-连接板；17-小副筋板；18-加强筋；19-大副筋板；20-上夹块；21-下夹块；22-垫圈；23-底座安装孔；24-台面安装孔；26-沉孔；27-螺纹孔；28-上垫圈；29-下垫圈；30-切口；
111-第一卡具；112-第二卡具；191-立板；192-盖板；201-上半圆孔；211-下半圆孔；212-斜面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种智能导钻井下工具振动试验工装包括：底座12，其包括承载面和与所述承载面相对的连接面，所述承载面与所述连接面平行；卡具，包括第一卡具111和第二卡具112，所述第一卡具111和第二卡具112间隔设于所述底座12的承载面上，用于对被测物14进行两点固定；连接器13，所述连接器13与所述底座12的连接面连接，所述连接器13用于连接振动台。被测物14可设为细长轴，通过第一卡具111和第二卡具112将被测物14的两端卡紧并固定于底座12的承载面上，底座12可设为由钢板拼焊的截面变化的横梁结构，底座12通过连接器13与振动台进行连接固定，或底座12的连接面与振动台可直接进行连接固定，当通过振动台对被测物14实施振动、冲击的模拟试验时，被测物14的两端受力，且由底座12支撑并有效传递振动和冲击力，这样可准确获得振动试验设计的加速度等数据，从而可验证仪器的环境适应性和可靠性，可解决被测物14只有中间受力时导致的两端剧烈抖动所带来的试验效果差等问题。
所述承载面与所述连接面之间形成有收缩部，所述收缩部的横截面积自所述承载面向所述连接面逐渐减小。所述收缩部的最小截面与所述连接面相等。所述底座12包括连接所述承载面和所述连接面的周面，所述周面中至少包括两个相对的斜面，以使所述承载面与所述连接面之间形成所述收缩部。连接面在所述承载面上的正投影，位于所述承载面的中心。所述承载面的中心线与所述连接面的中心线共线。底座12的顶面形成承载面，所述底座的底面形成连接面。斜面则自上而下沿底座12的长度方向逐渐倾斜接近连接面，斜面的设计不仅减轻了底座12的重量，节约了成本，而且这样有利于自中间向两侧，自下而上传递振动和冲击力，使得整个结构的设计合理可靠。
底座的周面包括两相对的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面垂直于承载面和连接面。两相对的斜面连接第一侧面和第二侧面，第一侧面、第二侧面和两斜面限定的部分形成收缩部。底座的周面还包括连接第一侧面和第二侧面的两相对的矩形端面，矩形端面的四边分别连接承载面、第一侧面、第二侧面和斜面。矩形端面与第一侧面、第二侧面和承载面垂直。
如图2所示，为了保证底座12能对被测物14进行可靠地支撑并有效传递振动和冲击力，优选的方案为所述底座12包括：至少两个主筋板15，至少两个所述主筋板15并排平行设置，所述主筋板15的板面包括平行的第一边和第二边，所述第一边长于所述第二边，所述第一边所在端面构成所述承载面，所述第二边所在端面构成所述连接面；连接件，所述连接件设于相邻两个所述主筋板15之间，所述连接件连接相邻的两个所述主筋板15。主筋板15可设为前后平行并排设置为三块或两块，本发明优选的实施例为主筋板15设为前中后平行并排的三块，中间由若干件连接件焊接连接成一个整体，这样提高了底座12整体的强度，抗震性，具有抗冲击性能强、自身重量轻且造价低等特点。
位于最外侧两个所述主筋板15的外侧面分别形成底座的第一侧面和第二侧面。
所述连接件包括连接板16和大副筋板19，所述大副筋板19设于相邻两个所述主筋板15之间的中间位置，所述连接板16设于所述大副筋板19的两侧，且所述连接板16沿所述主筋板15的长度方向间隔均匀设置。
所述大副筋板19包括至少两个以上立板191和盖板192，至少两个以上所述立板191并排平行且间隔均匀设置，所述立板191的两端连接所述盖板192，且每个述立板191连接相邻的两个所述主筋板15，所述盖板192的表面与所述底座12的承载面或连接面平齐。盖板192的侧面可连接相邻的两个主筋板15，盖板192上可设有上下贯穿的螺纹孔，便于与连接器13连接；盖板192上没有设置螺纹孔处则可镂空。
位于最外侧两个所述主筋板15的外侧面设有多个小副筋板17，所述小副筋板17设于所述主筋板15的中间位置，所述小副筋板17垂直于所述主筋板15，且所述小副筋板17沿所述主筋板15的长度方向间隔均匀设置，相邻两个所述小副筋板17之间设有加强筋18，所述加强筋18的两端连接相邻两个所述小副筋板17的内侧面。
底座12的底侧的中间部位与振动台连接，故而易受到较强大的振动和冲击力，通过设置小副筋板17、加强筋18和大副筋板19，提高底座12整体结构的刚性和稳定性。
底座12的主筋板，小副筋板，大副筋板、连接板和加强筋均可采用镁合金(az31b40)材料制作，该材料具有密度小，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力强的特点。各零件拼接处可满焊焊接，确保焊接牢固可靠、无缺陷；且焊接处进行倒角处理来增加焊接强度；焊后修磨焊疤，时效处理，消除内应力，整体使用效果更好；焊后整体经龙门镗铣床处理，保证整体表面加工精度和表面粗糙度；螺纹衬套可采用热轧圆钢06cr19ni10制作。
如图3所示，所述第一卡具111包括上夹块20和下夹块21，所述上夹块20设有上半圆孔201，所述下夹块21上设有下半圆孔211，所述上半圆孔201和下半圆孔211对称设置，所述上半圆孔和下半圆孔与被测物14相配合，所述上夹块20和下夹块21通过螺钉连接将被测物14卡紧。同理第二卡具112具有与第一卡具111同样的特征，在此处不做赘述；本发明实施例中螺钉优选设为内六角螺钉，上夹块20的顶角可倒锐角；上夹块20和下夹块21的设计使得在振动试验过程中对被测物14容易且方便安装和拆卸。
所述下夹块21的下半圆孔211的半圆弧的两侧面设有斜面212，所述斜面212由上往下且由靠近下半圆孔211向外逐渐倾斜，所述斜面212上设有上下贯穿的沉孔26；所述主筋板15的承载面上设有若干螺纹孔27，所述螺纹孔27沿所述主筋板15的长度方向间隔均匀设置，螺钉由上而下依次穿过沉孔26拧入螺纹孔27内。下夹块21的斜面212设计可使得卡具的整体结构紧凑，本发明实施例中螺纹孔27优选采用螺纹衬套制作，螺纹孔27沿所述主筋板15的长度方向间隔均匀设置，可实现对卡具的位置调节，这样可适用于对不同长度的被测物14进行试验，从而可节省试验工装的成本。
为了能够保证被测物与卡具无缝连接，同时能够保护被测物实验时不被磨损，优选的方案为所述卡具还包括垫圈22，所述垫圈22的外径与所述上半圆孔201和下半圆孔211相配合，所述垫圈22的内径与被测物14相配合。垫圈22可套设在被测物14上再将垫圈22放入卡具内再拧紧螺钉，对垫圈22卡紧，垫圈22受力变形从而卡紧被测物14。
如图5所示，所述垫圈22包括上垫圈28和下垫圈29，所述上垫圈28和下垫圈29成对设置，所述上垫圈28和下垫圈29分别和所述上半圆孔201和下半圆孔211相配合，所述垫圈22的外径设为圆锥形，所述第一卡具111和第二卡具112间隔设于所述底座12的承载面上，所述垫圈22的大端相对。上半圆孔201和下半圆孔211可设为成对的半圆锥孔，垫圈22的外径设为圆锥形，且与半圆锥孔配合，垫圈22可选用弹性系数高的合金钢制作，当上夹块20和下夹块21通过螺钉拧紧连接为整体时，垫圈22受力变形将被测物14卡紧，由于垫圈22设为圆台，且将左右两端的两个垫圈22的大端相对安装，可防止在振动试验时产生轴向窜动，而造成被测物14的轴向位移，从而造成实验的不稳定性。
如图6所示，所述垫圈22的一侧设有切口30，所述切口30沿所述垫圈22的轴线设置；所述上夹块20远离所述上半圆孔的圆弧的顶端设有螺纹孔，所述螺纹孔上下贯穿且与所述上半圆孔的圆弧相通，所述螺纹孔内设有相配合的螺钉，所述螺钉用于抵紧所述垫圈22的外径。在本发明的另一实施例中还可将垫圈22沿轴线将其一侧切开，形成沿轴向的切口30，使用时将垫圈22套在被测物14上，沿被测物14的轴向移动，位置调整好后将置于上夹块20和下夹块21的中心，再通过螺钉拧紧将上夹块20和下夹块21连接为整体时，垫圈22受力变形将被测物14卡紧，可在上夹块20的顶面向下拧入螺钉从而将垫圈22抵紧锁住，这样也可防止在振动试验时产生轴向窜动，而造成被测物14的轴向位移，从而造成实验的不稳定性。
如图4所示，所述连接器13上设有若干个底座安装孔23和台面安装孔24，底座安装孔23和台面安装孔24均设为上下贯穿的沉孔，底座安装孔23和台面安装孔24设为呈同圆心的圆周分布，且底座安装孔23和台面安装孔24间隔均匀分布，底座安装孔23和台面安装孔24相互错开。
所述连接器13设为多边形，底座安装孔23与台面安装孔24设于间隔均匀的同角度的不同直径的圆周上，且靠近多边形的每个顶角处及每条边的中心位置均设有相对应的台面安装孔24。
底座12的连接面可呈圆周分布设有螺纹孔，与底座安装孔23的位置相对应，可采用内六角螺钉将连接器13连接固定于底座12的底面；台面安装孔24的圆周分布直径可设为大于底座安装孔23的圆周分布直径，将连接器13连接固定于振动台上时方便内六角螺钉的拧紧。
连接器13的底座安装孔23和台面安装孔24均设为上下贯穿的沉孔，底座安装孔23和台面安装孔24的安装螺帽的大孔设置于连接器13的上下两面，可先用螺钉将连接器13安装于振动台上，再将底座12吊装于连接器13上，最后自下而上拧紧螺钉，从而将底座12固定于连接器13上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
1.一种智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，包括：
底座(12)，其包括承载面和与所述承载面相对的连接面，所述承载面与所述连接面平行；
卡具，包括第一卡具(111)和第二卡具(112)，所述第一卡具(111)和第二卡具(112)间隔设于所述底座(12)的承载面上，用于对被测物(14)进行两点固定；
连接器(13)，所述连接器(13)与所述底座(12)的连接面连接，所述连接器(13)用于连接振动台。
2.根据权利要求1所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述底座(12)还包括连接所述承载面和所述连接面的周面，所述周面中至少包括两个相对的斜面，以使所述承载面与所述连接面之间形成收缩部，所述收缩部的横截面积自所述承载面向所述连接面逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述底座(12)包括：
至少两个主筋板(15)，至少两个所述主筋板(15)并排平行设置，所述主筋板(15)的板面包括平行的第一边和第二边，所述第一边长于所述第二边，所述第一边所在端面构成所述承载面，所述第二边所在端面构成所述连接面；
连接件，所述连接件设于相邻两个所述主筋板(15)之间，所述连接件连接相邻的两个所述主筋板(15)。
4.根据权利要求3所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述连接件包括连接板(16)和大副筋板(19)，所述大副筋板(19)设于相邻两个所述主筋板(15)之间的中间位置，所述连接板(16)设于所述大副筋板(19)的两侧，且所述连接板(16)沿所述主筋板(15)的长度方向间隔均匀设置。
5.根据权利要求4所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述大副筋板(19)包括至少两个以上立板(191)和盖板(192)，至少两个以上所述立板(191)并排平行且间隔均匀设置，所述立板(191)的两端连接所述盖板(192)，且每个述立板连接相邻的两个所述主筋板(15)，所述盖板(192)的表面与所述底座(12)的承载面或连接面平齐。
6.根据权利要求2所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，位于最外侧两个所述主筋板(15)的外侧面设有多个小副筋板(17)，所述小副筋板(17)设于所述主筋板(15)的中间位置，所述小副筋板(17)垂直于所述主筋板(15)，且所述小副筋板(17)沿所述主筋板(15)的长度方向间隔均匀设置，相邻两个所述小副筋板(17)之间设有加强筋(18)，所述加强筋(18)的两端连接相邻两个所述小副筋板(17)的内侧面。
7.根据权利要求1所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述第一卡具(111)包括上夹块(20)和下夹块(21)，所述上夹块(20)设有上半圆孔(201)，所述下夹块(21)上设有下半圆孔(211)，所述上半圆孔(201)和下半圆孔(211)对称设置，所述上半圆孔和下半圆孔与被测物(14)相配合，所述上夹块(20)和下夹块(21)通过螺钉接将被测物(14)卡紧。
8.根据权利要求7所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述下夹块(21)的下半圆孔(211)的半圆弧的两侧面设有斜面(212)，所述斜面(212)由上往下且由靠近下半圆孔(211)向外逐渐倾斜，所述斜面(212)上设有上下贯穿的沉孔(26)；
所述主筋板(15)的承载面上设有若干螺纹孔(27)，所述螺纹孔(27)沿所述主筋板(15)的长度方向间隔均匀设置，螺钉由上而下依次穿过沉孔(26)拧入螺纹孔(27)内。
9.根据权利要求7所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述卡具还包括垫圈(22)，所述垫圈(22)的外径与所述上半圆孔(201)和下半圆孔(211)相配合，所述垫圈(22)的内径与被测物(14)相配合。
10.根据权利要求7所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述垫圈(22)包括上垫圈(28)和下垫圈(29)，所述上垫圈(28)和下垫圈(29)成对设置，所述上垫圈(28)和下垫圈(29)分别和所述上半圆孔(201)和下半圆孔(211)相配合，所述垫圈(22)的外径设为圆锥形，所述第一卡具(111)和第二卡具(112)间隔设于所述底座(12)的承载面上，所述垫圈(22)的大端相对。
11.根据权利要求7所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述垫圈(22)的一侧设有切口(30)，所述切口(30)沿所述垫圈(22)的轴线设置；
所述上夹块(20)远离所述上半圆孔的圆弧的顶端设有螺纹孔，所述螺纹孔上下贯穿且与所述上半圆孔的圆弧相通，所述螺纹孔内设有相配合的螺钉，所述螺钉用于抵紧所述垫圈(22)的外径。
12.根据权利要求1所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述连接器(13)上设有若干个底座安装孔(23)和台面安装孔(24)，底座安装孔(23)和台面安装孔(24)均设为上下贯穿的沉孔，底座安装孔(23)和台面安装孔(24)设为呈同圆心的圆周分布，且底座安装孔(23)和台面安装孔(24)间隔均匀分布，底座安装孔(23)和台面安装孔(24)相互错开。
13.根据权利要求10所述的智能导钻井下工具振动试验工装，其特征在于，所述连接器(13)设为多边形，底座安装孔(23)与台面安装孔(24)设于间隔均匀的同角度的不同直径的圆周上，且靠近多边形的每个顶角处及每条边的中心位置均设有相对应的台面安装孔(24)。
技术总结