[实用新型]石油钻机用组合刚度的金属橡胶隔振器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种用于钻机底座来完成主动隔振功能的隔振器。

背景技术

在油田钻探中，钻机、井架、游动系统及其专用工具构成了石油钻井装备的重要组成部分。钻机安装在底座平台上，井架立腿与人字架组合安装在基座下船上。设备自重和工作时候产生的惯性载荷、振动载荷等，通过底座、井架立腿传递到钻机基座上。多年来，石油井架等结构设计传统上采用静强度作为主要准则，按照使用条件下不致破坏作为设计的标准，单方面一味的加大安全系数，导致结构庞大、笨重，不仅增加了成本，而且无形中增加了钻机系统的重量。除了承受上述设备的自重外，钻机系统更重要的还要承受动载荷的影响，如大钩载荷、风载荷和钻机振动时产生的振动和冲击载荷等作用。庞大的质量系统在振动载荷作用下，对设备的寿命和承载能力造成严重影响，并对现场施工人员和设备构成安全隐患。现有技术中的钻机底座隔振器采用弹簧隔振，由于整个钻机系统的载荷过大，因此，其隔振效果不好。

发明内容

 为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种石油钻机用组合刚度的金属橡胶隔振器，该种石油钻机用组合刚度的金属橡胶隔振器采用弹性多孔材料金属橡胶作为弹性阻尼元件和螺旋弹簧相组合后构成隔振器，通过金属丝摩擦耗散能量，削减了振动能量的传播，用于钻机基座的基础支承与隔振，既能保证较好的安装刚度和稳定性，又能针对钻机系统振动起到较好的隔振效果，具有广泛的推广前景。

本实用新型的技术方案是：该种石油钻机用组合刚度的金属橡胶隔振器，包括下基座1和上基座4，其中，所述下基座1由一块平板、一个矩形支撑框以及四块直角梯形固定板依次连接后构成，所述上基座4与下基座1结构相同但空间位置处于相反方向；所述上基座4与下基座1之间位于矩形的四个直角位置处，分别通过双头螺栓5固定有一个内衬金属橡胶套3的金属螺旋弹簧2。

本实用新型具有如下有益效果：本种装置因基于金属橡胶摩擦耗能原理，以及螺旋弹簧动静刚度的计算与实际测量值基本一致，长期大载荷作用不易产生松脆现象，性能稳定等优点，组合后的隔振器具备了刚度和稳定性好，能量耗散能力强和阻尼性能优越等优点，对钻机及其底座这类大质量系统的振动隔振起到良好效果，同时因其隔振单元均为金属材料组合，耐受环境温度变化范围大，不受腐蚀、油渍和粉尘条件限制，具有很强的环境适应性。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是单个金属螺旋弹簧和金属橡胶套组合后结构的剖视图。

图中1-下基座，2-金属螺旋弹簧，3-金属橡胶套，4-上基座，5-双头螺栓。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本种石油钻机用组合刚度的金属橡胶隔振器，包括下基座1和上基座4，其中，所述下基座1由一块平板、一个矩形支撑框以及四块直角梯形固定板依次连接后构成，所述上基座4与下基座1结构相同但空间位置处于相反方向；所述上基座4与下基座1之间位于矩形的四个直角位置处，分别通过双头螺栓5固定有一个内衬金属橡胶套3的金属螺旋弹簧2。

具体实施时，金属螺旋弹簧2与金属橡胶套3同轴组合安装，金属橡胶套的组合高度等于外围螺旋弹簧的高度。螺栓安装时对弹性组合元件实施一定的预压变形。隔振器使用时成组安装在钻机底座与下船钢基础之间。由于螺旋弹簧长期大载荷作用不易产生松脆现象，性能稳定，能够保证较好的安装刚度，同时隔振器成组安装，不易偏载，使钻机底座安装时具有良好的承载和稳定性。金属橡胶套是一种由固定牌号的金属丝合金通过绕制和冷压后成型的弹性多孔材料制成，钻机底座振动时，使其轴向受压，在较大范围内属于弹性变形，金属丝相互碾压和摩擦，导致振动能量发生耗散，从而降低了振动能量的传播。金属橡胶与螺旋弹簧组合均是金属材质，不受苛刻环境条件制约，具有很强的环境适应性，可以长期装配用于野外钻井和高低温、磨砺、腐蚀等条件下的振动隔离。

本装置中利用隔振装置，耗散振动能量，减少或削弱振动的传播，是目前工程领域解决振动危害问题的流行方法之一。金属螺旋弹簧常用于低频隔振，具有耐高低温、耐油、耐腐蚀、不老化、寿命长、价格便宜等优点，但阻尼性能差。金属橡胶材料依据分子结构模拟技术，将固定牌号的细金属丝原料经缠绕和冷冲压工艺制造成固定的形状，作为隔振器弹性阻尼元件，具有类似橡胶的高弹性、大阻尼特性。将金属螺旋弹簧与金属橡胶组合设计制作隔振器，用于钻机基座的基础支承与隔振，既能保证较好的安装刚度和稳定性，又能针对钻机系统振动起到较好的隔振效果，具有广泛的应用价值。