一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置制造方法及图纸

一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，属于石油勘探开发中脉冲穿透射孔技术领域。力学传感器设置于射孔枪枪管上；超动态应变仪与力学传感器连接；应力仪与力学传感器连接；电荷放大器与力学传感器连接；多通道数据采集器与超动态应变仪、应力仪和电荷放大器连接；示波器与多通道数据采集器连接；计算机与多通道数据采集器连接。本实用新型专利技术可测量射孔枪枪管局部的应力、应变、壁面冲击波载荷以及枪管整体的加速度等参数，可为管柱失稳和损伤机理分析提供数据支持。避免了直接射孔作业可能造成的损失，节约了试验费用，同时具有高安全性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，属于石油勘探开发中脉冲穿透射孔

技术介绍
随着油气勘探开发向深层钻进，出现了 7000米以上的超深井，大威力射孔装药和大密度射孔时，复杂的射孔环境使因射孔作业而引发的管柱受损事故频发。由于钻完一口井的成本高达上亿元，因此对射孔作业提出较高的要求，必须保证安全射孔。所以，有效降低爆炸冲击载荷对管柱的冲击，尽量避免射孔段套管及管柱失稳和损伤现象的出现，已成为射孔技术发展过程中亟待解决的重大问题。对于该问题，预先测试射孔作业爆炸载荷条件下枪管、管柱的动力学响应参数可为管柱失稳和损伤机理分析提供数据支持。但目前没有相应的装置及方法来进行爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置。一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，力学传感器设置于射孔枪枪管上；超动态应变仪与力学传感器连接；应力仪与力学传感器连接；电荷放大器与力学传感器连接；多通道数据采集器与超动态应变仪、应力仪和电荷放大器连接；示波器与多通道数据采集器连接；计算机与多通道数据采集器连接。作为优选，所述力学传感器包括:第一应变片与超动态应变仪连接；第二应变片与应力仪连接；压电式压力传感器与电荷放大器连接；压电式加速度传感器与电荷放大器连接。所述第一应变片和第二应变片位于与射孔枪的射孔弹相对的位置，所述第一应变片和第二应变片粘贴于射孔枪的枪管壁上。所述第一应变片为两个，所述第二应变片为两个，两个第一应变片和两个第二应变片相互正交对称设置。所述压电式压力传感器通过螺纹固定于射孔枪的枪管壁上的螺纹通孔内，所述压电式压力传感器的敏感面元件朝向枪管内侧。所述压电式加速度传感器通过螺纹固定于射孔枪的枪管壁上的螺纹孔内。所述压电式压力传感器和压电式加速度传感器分别位于射孔枪的射孔弹两侧轴向距离为50mm的部位。所述射孔枪内的射孔弹通过导爆索连接雷管起爆器，所述雷管起爆器连接有电探针，所述电探针连接同步触发器，所述同步触发器连接多通道数据采集器。与现有技术相比，本技术的有益效果在于:本技术的爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置设计简单，在地面水池中进行测试，一次地面试验，可测量射孔枪枪管局部的应力、应变、壁面冲击波载荷以及枪管整体的加速度等参数，可为管柱失稳和损伤机理分析提供数据支持。避免了直接射孔作业可能造成的损失，节约了试验费用，同时具有高安全性。【附图说明】当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，其中:图1为本技术的爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置结构示意图。图2本技术的爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置的结构框图。图3为本技术的爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置中力学传感器的分布不意图。图4为本技术的爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置中应变片的布局图。下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。【具体实施方式】显然，本领域技术人员基于本技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本技术的保护范围。实施例1:如图1、图2、图3和图4所示，一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，力学传感器2设置于射孔枪枪管13上；超动态应变仪5与力学传感器2连接；应力仪18与力学传感器2连接；电荷放大器4与力学传感器2连接；多通道数据采集器6与超动态应变仪5、应力仪18和电荷放大器4连接；示波器19与多通道数据采集器6连接；计算机20与多通道数据采集器6连接。实施例2:如图1、图2、图3和图4所示，一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，用于射孔弹爆炸载荷下，测得射孔枪枪管13动力学响应参数，其中射孔枪内的射孔弹14通过导爆索15连接雷管起爆器16，本技术的测试装置包括:力学传感器2，设置于射孔枪枪管13上，用于测量枪管13壁面的动态应变的变化史、动态应力变化史、冲击波超压的变化史以及枪管的加速度的变化史；超动态应变仪5，与力学传感器2连接，输出应变测试数据；应力仪18，与力学传感器2连接，输出应力测试数据；电荷放大器4，与力学传感器2连接，输出压力测试信息及加速度测试数据；多通道数据采集器6，与超动态应变仪5、应力仪18和电荷放大器4连接，分别采集超动态应变仪5、应力仪18和电荷放大器4输出的数据；示波器19，与多通道数据采集器6连接，对多通道数据采集器6采集的数据以波形图形进行显示；计算机20，与多通道数据采集器6连接，对多通道数据采集器6采集的数据进行存储。实施例3:如图1、图2、图3和图4所示，一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，作为上述实施例的优选，本技术中力学传感器2可以根据需要采用适当的装置以检测相应动力学响应参数，如力学传感器2可以由应变片9、压电式压力传感器10和压电式加速度传感器11构成:应变片9用来测量枪管壁面的动态应变的变化史及动态应力的变化史，其中应变片9包括第一应变片91和第二应变片92 ；第一应变片91，测量枪管壁面的动态应变的变化史，通过高频传输电缆3与超动态应变仪5连接；第二应变片92，测量枪管壁面的动态应力的变化史，通过高频传输电缆3与应力仪18连接；压电式压力传感器10，测量枪管壁面的冲击波超压的变化史以及枪管的加速度的变化史，通过高频传输电缆3与电荷放大器4连接；压电式加速度传感器11，测量枪管的加速度的变化史，通过高频传输电缆3与电荷放大器4连接。实施例4:如图1、图2、图3和图4所示，一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，作为上述实施例的优选，第一应变片91和第二应变片92位于与射孔枪的射孔弹相对的位置，第一应变片和第二应变片用环氧树脂胶粘贴于射孔枪的枪管壁上。参见图1和图4，本实施例中第一应变片91为两个，第二应变片92也是两个，两个第一应变片91和两个第二应变片92相互正交对称设置。参见图3，压电式压力传感器10通过螺纹固定于射孔枪的枪管壁上的螺纹通孔内，压电式压力传感器10的敏感面元件朝向枪管内侧。压电式压力传感器10的敏感面元件应尽量与枪管13的内壁面平齐。参见图3，压电式加速度传感器11通过螺纹固定于射孔枪的枪管壁上的螺纹孔内。参见图3，压电式压力传感器10和压电式加速度传感器11分别位于射孔枪的射孔弹两侧轴向距离为50mm的部位。参见图1，雷管起爆器16连接有电探针1，电探针I连接同步触发器17，同步触发器17连接多通道数据采集器6。实施例5:如图1、图2、图3和图4所示，一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，进行爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试的过程具体如下。本实施例中采用一枚89型射孔弹、89型射孔枪管、弹架以及导爆索、雷管起爆器等，枪管的长度定为550mm，弹架中间部分的长度为350mm，射孔弹安装于枪管的中部。将射孔弹14装在弹架内，导爆索15缠绕在弹架上，并与射孔弹14上的电雷管16保证接触良好；装好射孔弹14的弹架装入射孔枪内。按上述实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种爆炸载荷下射孔枪枪管动力学响应测试装置，其特征在于力学传感器设置于射孔枪枪管上；超动态应变仪与力学传感器连接；应力仪与力学传感器连接；电荷放大器与力学传感器连接；多通道数据采集器与超动态应变仪、应力仪和电荷放大器连接；力学传感器包括：第一应变片与超动态应变仪连接；第二应变片与应力仪连接；压电式压力传感器与电荷放大器连接；压电式加速度传感器与电荷放大器连接；第一应变片和第二应变片位于与射孔枪的射孔弹相对的位置，第一应变片和第二应变片粘贴于射孔枪的枪管壁上；第一应变片为两个，第二应变片为两个，两个第一应变片和两个第二应变片相互正交对称设置；压电式压力传感器通过螺纹固定于射孔枪的枪管壁上的螺纹通孔内，压电式压力传感器的敏感面元件朝向枪管内侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张福祥，杨向同，陈峰，彭建新，刘洪涛，贾宝贵，刘军严，周鹏遥，王树山，马峰，陈华彬，王桂芬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11