第六章改钻井仪器仪表安装操作秘维护保养Word下载.docx
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0～999.9立方米
1.12系统工作电压：
220VAC±
20%47～63Hz
2指重系统使用、安装和保养
2.1指重测量系统
图２-1死绳固定器（卧式）图2-２死绳固定器（立式）
1.1系统组成与工作原理
指重测量系统由死绳固定器（图２-１、２-２）、重量指示仪、压力变送器、连接管线和电缆等组成。
其中，指重传感器（图２-３）是死绳固定器的主要部件之一，它将死绳的拉力通过膜片挤压液体而转换为压力信号，传递给重量指示仪和记录仪。
图2-３指重传感器
重量指示仪内分别有指重、灵敏弹簧管各一根，弹簧管在液体压力的作用下产生的自由端位移，通过放大机构的连杆及伞形齿轮转动齿轮轴，使指针产生偏转，从而指示出大钩悬重和钻压。
短指针为重量指针（黄色），长指针为灵敏指针（红色）。
为了采集到电信号，需要通过压力变送器将液压信号转换为4～20mA电流信号，该变送器一般安装在司钻台箱体内。
指重表传感器获得的液压信号通过三通或四通驱动压力变送器，压力变送器输出的电流信号通过变送器电缆进入数据采集器进行处理，由钻台通讯电缆将悬重、钻压及其他数据传到液晶屏显示，由计算机通讯电缆将数据传到远端计算机显示并记录，见图２-4。
图２-4指重参数的测量及连线示意图
1.2安装、调试与使用:
指重表传感器的安装见图２-5。
1.2.1死绳固定器安装
a）在不影响死绳位置的情况下，用螺栓将死绳固定器固定在钻机底座上，并应注意不能使钢丝绳接触井架的其他任何物体。
死绳固定器采用钢架底座固定时，钢架底座不得变形，以免造成恶性事故；
b）死绳沿绳轮的绳槽缠绕三圈后，放入相应的绳卡中，用压紧块和螺栓螺母压紧。
绳卡与钢丝绳必须放正、贴合，以防止钢丝绳滑动。
图２-5指重表传感器安装示意图
1.2.2悬重压力变送器安装
悬重压力变送器液压量程为0～10MPa，在司钻台生产时同步安装，信号电缆内红接+、白接-、地线可不接，此线在安装前做好。
用扳手拧紧压力变送器和各接头时，拧紧力矩不得超过30ft-1bs（或40N·
m）。
1.2.3管线连接
a）将司钻显示台吊上钻台；
b）将司钻显示台固定在钻台合适的位置（可选择吊装或落地装）；
c）将标有“指重表”的10米或15米液压管线一端接入死绳固定器上的指重传感器，另一端接入司钻台后面标有“指重表”的快速接头上；
d）打开放气阀，从传感器端向其液压管路系统注油，使司钻台里面铜管线和指重表液压管线气体排出（可观察其是否有气泡冒出），关闭放气阀。
1.3指重测量系统维护、保养
1.3.1仪器的维护与保养
a）仪器在钻机搬迁时，应卸掉载荷，使表针回到零位，同时关闭重量指示仪上的缓冲阀。
b）仪器使用的液体应干净、无沉淀物，以避免管线堵塞，影响仪器的性能。
c）定期将仪器送检，由专业维修人员按《JJG（石油）03检定规程》进行维修、保养和检定。
d）为延长仪器的使用寿命，钻机使用负载的范围，原则上以不超过指重表额定量程负荷的80%为宜。
e）每天在工作前，应清除传感器上的碎石、泥浆和冰块，同时检查传感器的法兰与扶圈的间隙是否符合要求，小于要求时，应立即补充液体。
f）定期拆下绳轮中部的端盖，在轴承上涂抹钙基润滑脂。
1.4注意事项
1.4.1在安装指重表时，应首先检查钻机参数与指重表参数是否相符。
a）检查钻机额定死绳拉力与指重表的最大死绳拉力是否相符。
b）检查游车系统的钢丝绳股数与指重表的绳数是否相符。
1.4.2如果使用其它厂家的死绳固定器，请按照其技术要求进行安装。
1.4.3为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
1.4.4所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也应避免在大功率设备附近穿过。
1.4.5在防爆场合应切断电源后再插拔插头连线。
1.4.6请勿带电拆卸仪器。
2转盘扭矩测量系统
2.1惰轮式系统组成与工作原理
机械钻机（转盘链条驱动）的转盘扭矩测量系统由惰轮式转盘扭矩传感器（图２-７）、转盘扭矩指示仪（安装在司钻显示台内）、压力变送器、连接管线及电缆组成。
转盘扭矩测量系统通过测量转盘驱动链条紧边拉力间接反应转盘扭矩。
将转盘扭矩传感器安装在转盘驱动链条紧边下面，传感器上的惰轮顶起链条，形成一个夹角；
当转盘对钻杆施加扭矩时，链条对惰轮产生一个与转盘扭矩成正比的向下压力，此压力通过传感器上的液
图２-７转盘扭矩传感器（惰轮式）
压系统产生一个压强，再由连接管线传递到转盘扭矩指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出转盘扭矩。
为了采集到转盘扭矩的电信号，需要通过压力变送器将液压信号转换为4～20mA电流信号，该变送器一般安装在司钻台箱体内。
惰轮传感器获得的液压信号通过三通驱动压力变送器，压力变送器输出的电流信号通过变送器电缆进入数据采集器进行处理，由钻台通讯电缆将数据传到液晶屏显示，由计算机通讯电缆将数据传到远端计算机显示并记录，见图２-８。
图２-８转盘扭矩参数的测量及连线示意图
为了测量正反转时的扭矩，可以考虑安装两个相同规格的惰轮式转盘扭矩传感器，可以接一个指示表或两个指示表。
当仅有一块表时，用户需要在两个传感器间手工切换。
该惰轮式传感器的使用关键是链条箱内的安装空间必须满足要求及所定购的规格（例如单或双链、2寸或1.5寸或1.75寸等）。
2.2安装、调试与使用
2.2.1转盘扭矩传感器
图２-9惰轮式转盘扭矩传感器部件图
转盘扭矩传感器根据钻机的不同有两种安装方式，一种是封闭式链条箱的安装，另一种是半封闭式链条箱的安装。
半封闭式链条箱的安装方法与全封闭式链条箱类似，只是无须在链条箱上打孔，因此以封闭式链条箱的安装为例进行说明。
具体安装可参见图２-9、２-10、表２-１。
表２-１ 惰轮式转盘扭矩传感器部件表
1
SZJ-ZN.1-9
安装板
2
GB32.1-88
带孔螺栓M8×
18
3
40
4
SZJ-ZN.4.1
惰轮总成
5
SZJ-ZN.4-2
支臂
6
SZJ-ZN.1A-5
销轴
7
SZJ-ZN.4.4
活塞总成
8
SZJ-ZN.1.8
支架
9
GB825-76
吊环螺钉M12
10
SZJ-ZN.1-16
隔圈
图２-10转盘扭矩传感器安装示意图
a）转盘扭矩传感器最理想的安装位置是在转盘的驱动链条箱内链条紧边的下面，惰轮在主动链轮和从动链轮的中点。
安装传感器的底板平面与链条紧边中心线（绷直状态）平行，距离为350毫米。
传感器的摇臂自由端朝向主动链轮方向。
在链条箱正对传感器的地方开一个600毫米×
400毫米的检查窗口，配上窗盖及密封垫（必须保证箱体的原有刚度），并在链条箱靠近传感器液压缸的地方开一个￠28毫米的圆孔（圆孔的边缘和端面必须整齐平整），以便引出传感器的油管。
b）用螺栓把传感器焊接底板固定在传感器底座上。
c）把传感器放在链条箱内，使传感器侧面正对检查窗口，摇臂自由端朝向主动链轮方向。
d）调整传感器的位置，使惰轮和主、从动链轮三者的中心在同一平面内，此时，链条的滚子骑在惰轮的凸缘上，请注意不要让链条联接板擦到惰轮，以免惰轮损坏；
然后，将传感器的焊接底板焊牢。
e）将液压弯头装在链条箱上。
2.2.2转盘扭矩指示仪
a）将装有转盘扭矩指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
b）用连接管线将传感器与司钻显示台上的对应接头相连。
c）调节转盘扭矩缓冲阀，使其处于全开位置。
d）使链条不与惰轮接触，调节表盘旋钮，使指针对准零位。
然后放下链条。
e）将手压泵与转盘扭矩注油口（在司钻显示台内）联通，用手压泵注油，并将放气阀打开，排净空气，再拧紧放气阀，继续注油，直到转盘扭矩指示仪的读数为40-60左右。
f）锁上转盘止动器，小心合上转盘离合器，使链条产生较大拉力，指示仪读数应在300-400之间，否则，应再泵油进入系统，或放一些油，重复调试。
2.2.3转盘扭矩压力变送器
转盘扭矩压力变送器液压量程为0～10MPa，使用范围为0～6MPa，信号电缆内红接+、白接-、地线可不接，此线在安装前做好。
2.2.4管线连接
a）将标有“转盘扭矩表”的10米或15米液压管线一头和传感器自带的管线对接，一头和司钻显示台后面标有“转盘扭矩表”的接头连接；
b）打开放气阀，从司钻台后面向传感器和液压管线注油，使司钻台里面铜管线和相应液压管线气体排出（可观察其是否有气泡冒出），关闭放气阀；
c）管线接好后将传感器内注入一定量液压油，使表盘指示50～70，此值为无扭矩时初始值；
2.2.5调试
用活塞压力计给转盘扭矩液压表加压0～6MPa，以1MPa压力台阶逐渐加压，观察液压表的指示应在0～500范围内，并保证各接头不漏油，指针转动灵活。
回程减压再次观察。
2.3卡式霍尔转盘扭矩传感器
图２-11 卡式霍尔转盘扭矩传感器
电动直流钻机的转盘扭矩测量系统由卡式直流霍尔转盘扭矩传感器（图2-11）、连接电缆组成。
霍尔传感器卡在主电机电源线上（卡时一定注意电流方向），转盘产生扭矩将反映电机电流的改变，系统根据电机电流与扭矩的变化关系曲线计算出转盘扭矩的具体数值。
传感器供电+24VDC，输出信号4～20mA，连接电缆有两线制（无地线）或三线制（有地线），电缆通过四芯航插接入采集器。
交流变频钻机强烈建议由电控厂家提供4～20mA的扭矩信号，然后由我公司进行采集（见2.3.2）。
2.4外接转盘扭矩信号方式
变频钻机（LDB、DB）的转盘扭矩测量系统由电控厂家提供4～20mA的扭矩信号结合我公司提供的电缆进行测量。
该方式必须由对方提供标准信号和正确接线方法。
2.5转盘扭矩测量系统维护、保养
2.5.1仪器的维护与保养
经常检查管线接头是否渗漏，对漏油的接头如果通过拧紧或者更换密封圈仍无效果就应更换。
2.5.1.1使用的液体应干净、无沉淀物，以避免管线堵塞，影响仪器的性能。
2.5.1.2定期拆下窗盖，检查惰轮的磨损情况，如果过度磨损，凸缘表面剥落失圆，应更换惰轮。
更换惰轮的步骤为：
a）卸下转盘扭矩传感器惰轮主轴端盖螺钉和主轴固定螺钉；
b）卸下主轴端盖，使惰轮和主轴从支臂上落下来；
c）抬起支臂，取出惰轮；
d）换上新惰轮，按拆卸相反顺序装好各零件；
e）向轴承室内注满钙基脂。
2.6注意事项
a）在防爆场合应切断电源再插拔插头连线。
b）安装转盘扭矩传感器时，转盘应处于停止工作状态。
c）为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
d）所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也应避免靠近大功率设备。
e）请勿带电拆卸仪器。
2.7对于其他形式转盘扭矩测量系统主要注意事项如下：
a）接线必须正确；
b）如果使用中发生问题先要判断是接线的问题还是传感器的问题，如果是传感器的问题应及时与传感器厂家联系，千万不要自行拆卸；
c）上电过程：
为了判断传感器状态，在上电时传感器先输出4mA信号（显示最大负扭矩）2秒左右，然后输出20mA信号（显示最大正扭矩）5秒左右进行自检，接下来输出测试信号，如果上电时无上述过程，则说明传感器有问题。
d）所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也应避免靠近大
功率设备。
e）在防爆场合应切断电源再插拔插头连线。
f）请勿带电拆卸仪器。
3立管压力测量系统
3.1系统组成与工作原理
立管压力测量系统由立管压力传感器（图2-14）、
立管压力指示仪（安装在司钻显示台内）、立管压力图2-14立管压力传感器
变送器、连接管线及电缆组成。
3.1.1胶杯式立管压力传感器（图2-15）：
立管内的泥浆压力通过传感器中的胶杯作用在液压油上，再由连接管线传递到立管压力指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出立管压力。
图2-15胶杯式立管压力传感器
表2-2胶杯式立管压力传感器部件表
锥面接头
方形胶圈
翼形螺母
SZJ-LY.1-1
压盖
SZJ-LY.1-2
缸体
SZJ-LY.1-3
胶杯
JY248-4
接头
SZJ-LY.1-4
保护套
JY248.2
自封公接头
JY248-8
垫圈
11
SZJ-DN.1.4
胶管总成
12
JY248-3
0形圈12×
2.4
13
JY246.4.1
快速公接头
该传感器使用的关键是判断何时胶杯被冲破（当油未注满时易发生）及怎么样换胶杯。
3.1.2活塞式立管压力传感器（图2-16）：
立管内的泥浆压力通过传感器中的活塞作用在液压油上，再由连接管线传递到立管压力指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出立管压力。
图2-16活塞式立管压力传感器
序号
代号
名称
数量
SZJ-LY.1E-1
螺纹挡圈
SZJ-LY.1E-2
立管压力缸体
SZJ-LY.1E-3
活塞
14
SZJ-LY.1E-4
挡圈
15
GB3452.1-82
O形圈34.5×
3.55
表2-2活塞式立管压力传感器部件表
该传感器使用的关键是判断何时活塞上的胶圈损坏（当油未注满时易发生）及怎么样换胶圈。
为了采集到立管压力的电信号，需要通过压力变送器将液压信号转换为4～20mA电流信号，该变送器一般安装在司钻台箱体内。
传感器获得的液压信号通过三通驱动压力变送器，压力变送器输出的电流信号通过变送器电缆进入数据采集器进行处理，
由钻台通讯电缆将数据传到液晶屏显示，并通过计算机通讯电缆将数据传到远端计算机显示并记录，见下图2-17。
图2-17立管压力参数的测量及连线示意图
3.2安装、调试与使用
3.2.1立管压力传感器安装
a）传感器应装在钻台上约2米高的位置，便于安装和拆卸。
安装时，泥浆泵不能开动。
b）在泥浆立管上开一个圆孔，焊上一个带有2”NPT公螺纹的短节，焊缝应密封牢固。
c）在短节上缠上聚四氟乙烯薄膜带，将传感器上的公由壬装在短节上。
d）通过自封接头向传感器注油，对于胶杯式传感器，当胶杯侧壁刚好互相接触时，停止注油；
如果胶杯是圆的，表示注油不足，注油后拧紧排气孔螺钉。
注意不要过量注油，以免损坏胶杯，详见图2-18。
e）在公由壬丝扣上涂丝扣油，再将缸体及母由壬安装在公由壬上，拧紧母由壬（可在立管和传感器之间装一个闸门），立管压力传感器的方向最好垂直向上。
f）对于活塞式传感器，通过自封接头向传感器注油，注到活塞完全顶起即可，如图2-19；
如有渗油情况，及时更换活塞上的胶圈。
3.2.2立管压力指示仪安装
a）将装有立管压力指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
c）调节立管压力缓冲阀，使表针不至振动过大。
3.2.3立管压力变送器安装
立管压力变送器液压量程为0～40MP，在司钻台生产时同步安装，信号电缆要在安装前做好。
图2-18胶杯式立管压力传感器示意图
图2-19活塞式立管压力传感器注油示意图
3.2.4管线连接
a）将标有“立管压力表”的10米或15米液压管线一头和司钻显示台后面标有“立管压力表”的接头连接，管线另一头出厂时与传感器接好，如已拆卸过须重新更换紫铜垫；
b）打开放气阀，从传感器注油口注油，使司钻台里面的铜管线和相应液压管线气体排出（可观察其是否有气泡冒出），关闭放气阀；
c）管线接好后将传感器内注入一定量液压油，使表盘指示＜0.5MPa，此值为初始值；
如果传感器未接到立管上进行注油可用观察胶杯的方法，即当传感器内胶杯侧壁刚好互相接触时，停止注油（即油已注满），如果胶杯是圆的，表示注油不足，必须再注（不要过量注油，以免损坏胶杯，同时油未注满时使用，胶杯极易破裂，然后引起传感器、液压管线、司钻台铜管线乃至立管压力的压力变送器、立管压力表整个刺入泥浆，后果很严重）。
d）当需要换胶杯时，用随机配套的立管压力专用扳手卸下传感器的压盖，换掉破旧的胶杯，再按上述方法向胶杯里面注满油。
3.3立管压力测量系统维护、保养
3.3.1仪器的维护与保养
a）仪器在钻机搬迁时，应关闭泥浆泵，将传感器卸下，清洗胶杯内或活塞内的泥浆。
b）经常检查管线是否漏油。
c）传感器胶杯是易损件，更换时，应先关闭泥浆泵，用专用扳手从传感器中卸下压盖，取出旧胶杯，清洗缸体，然后把新胶杯装入缸体（不要划伤胶杯），再装上压盖，使压盖端面与缸体端面平齐，注油时观察胶杯是否压紧、有无破裂。
d）活塞式传感器的活塞胶圈是易损件，更换时，应先关闭泥浆泵，用专用扳手从传感器中卸下压盖，用手压泵注油顶出活塞，清洗缸体，换上新胶圈（不要划伤活塞外壁），再装上压盖，使压盖端面与缸体端面平齐，注油时观察活塞是否渗油。
3.4注意事项
a）由于立管内的泥浆是高压，所以立管上所焊短节应牢固可靠，各个接头应拧紧。
b）请勿向系统过多注油，以免损坏胶杯。
c）换胶杯时一定清洗铜管线及胶管线内部。
d）为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
e）所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也应避免靠近大功率设备。
f）在防爆场合应切断电源再插拔插头连线。
g）请勿带电拆卸仪器。
h）对于活塞式传感器除以上注意事项外，要定期检查活塞胶圈和挡圈。
4吊钳扭矩传感器
4.1系统组成与工作原理
吊钳扭矩测量系统由吊钳扭矩
传感器（图2-20、表2-3）、吊钳扭矩指示仪
（安装在司钻显示台内）、压力变送器（25MPa）、
连接管线及电缆组成。
图2-20吊钳扭矩传感器
传感器安装在吊钳尾绳上，在钻杆上扣时，在吊钳尾绳上产生一个与上扣扭矩成正比的拉力，这个拉力通过传感器中的活塞作用在液压油上，再由连接管线传递到吊钳扭矩指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出吊钳尾绳拉力。
使用液压动力钳或者套管钳，可以不用吊钳扭矩传感器，直接将管线连接在用户动力钳或者套管钳液压源上。
4.2安装、调试与使用
4.2.1吊钳扭矩传感器
传感器安装在吊钳尾绳上靠近固定桩的一端，用钢丝绳穿过传感器缸体端吊环绕成环形拴在固定桩上，活塞杆端吊环拴在吊钳尾绳上，钢丝绳绕成环形后用绳卡固定牢靠。
在传感器受力时，尾绳中心线尽量处于水平状态，并与吊钳臂成90°
夹角。
若二者不垂直，所读出的拉力求出的力矩将有较大的误差。
见图2-22。
4.2.2吊钳扭矩指示仪安装
a）将装有吊钳扭矩指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
c）调节吊钳扭矩缓冲阀，使表针不至振动过大。
表2-3吊钳扭矩传感器部件表
SZJ-DN.1-1
吊环
SZJ-DN.1-2
堵头
SZJ-DN.1-3
GB829-88
定位螺钉M8×
6×
SZJ-DN.1-5
0形圈77.5×
5.3
0形圈34.5×
SZJ-DN.1-6
SZJ-DN.1-7
活塞杆
SZJ-DN.1-8
JY246.2.6-8
SZJ-DN.1-9
16
防尘圈35
17
SZJ-DN.1-10
放气螺钉
2-010
0形圈6.07×
1.78
图2-22吊钳扭矩传感器安装示意图
d）将手压泵与吊钳扭矩注油阀（在司钻显示台内）联通，将放气阀打开，用手压泵注油，排净空气，再拧紧放气阀；
继续注油，直到传感器活塞退到底部。
e）高压软管不要绷得过紧，应在钻台下面走线为好，用扎带和软绳将高压管线固定在井架底座的珩架上。
f）根据合适的上扣扭矩和吊钳臂长，计算出尾绳拉力，通过表盘中心的旋钮，将指示仪上的游动指针拧到相应位置，在上扣时，当黄色指针转到与游动指针重合时，停止上扣。
4.2.3压力变送器安装
吊钳扭矩变送器液压量程为0～25MPa，在司钻台生产时同步安装，信号电缆要在安装前做好。
4.2.4管线连接
a）将传感器自带的液压管线和司钻显示台后面标有“吊钳扭矩表”的接头连接；
b）打开放气阀，从司钻台后面给传感器和液压管线注油，使司钻台里面铜管线和相应液压管线气体排出（可观察其是否有气泡冒出），关闭放气阀。
注：
对于动力钳扭矩，需要在动力钳上改装，把压力源通过液压管线接到动力钳表上。
4.3吊钳扭矩测量系统维护、保养
4.3.1仪器的维护与保养
a）仪器在钻机搬迁时，将传感器卸下，妥善保管。
c）传感器及管线接头如有渗油，及时更换相应胶圈。
4.3.3注意事项
a）由于吊钳扭矩传感器随吊钳摆动，要经常检查各部位，以免松动。
b）为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
c）在防爆场合应切断电源再插拔插头连线。
d）请勿带电拆卸仪器。
5转盘转速
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