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JK 解卡液分析儀使用說明書

2015-11-24 16:26:08      點擊:

 JK 解卡液分析儀使用說明書

一、  概述

該儀器模擬井下作業情況,監測井眼中鉆具與井壁濾餅間的粘附系數,以便于及時處理鉆井液,改善其潤滑性,防止卡鉆事故的發生。同時又能有效的測其卡鉆力,配之適宜的鉆井液,控制降低其摩擦系數達到排除故障的目的。因而該儀器在測濾餅粘附系數的基礎上又能測解卡力與解卡時間,實現了一機多用。

具有結構緊湊,測試精度高,操作方便等特點。廣泛使用于各油田、科研院所、實驗室等部門。

二、  型號及規格

    JK

三、儀器的主要技術參數:

主要技術參數

序號

名稱

技術參數

1

粘附盤直徑

φ50.7 mm

2

工作壓力

3.5MPa

3

過濾面積

22.6cm2

4

鉆井液杯容量

240ml

5

氣源

氮氣、二氧化碳氣體(不含油、水等雜質)(嚴禁使用氧氣)≥5MPa

三、  儀器的結構及工作原理    

該儀器主要由以下部分構成:

(一)

QG80管匯:總氣源經管匯裝置減壓穩壓提供儀器所需氣源。

                    (圖一)管匯結構圖

 管匯結構明細表

序號

  

名稱及規格

數量

1

QG80

高壓膠管

1

2

QG80

保險閥

2

3

QG80

減壓閥組件(左)

1

4

GB308-77

Y-60壓力表16MPa

1

5

QG80-3-3

四通管接

1

6

GB308-77

Y-60壓力表25MPa

1

7

GB308-77

Y-60壓力表16MPa

1

8

QG80

減壓閥組件(右)

1

9

QG80

高壓膠管

1

10

QG80-20

氣瓶接帽

1

11

QG80-21

氣瓶接管

1

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 



(二)支架部件:它是與底座、杯座、回液杯構成一體,是該儀器的基礎部件杯座固定于支柱上,可通過支柱上端橫梁利用加壓桿對粘附盤施加壓力。


                      (圖二)支架部件結構圖

     支架部件結構明細表

序號

  

名稱及規格

數量

1

GGS42.01-01-01

底座

1

2

GB6172-86

螺母M10

2

3

GB95-85

墊圈Ф10

2

4

JK-01-01

立柱

2

5

GB3452.1-82

O”型圈Ф24×2.4

1

6

JK-01-06

調整螺釘

1

7

JK-01-07

調整螺母

1

8

JK-01-10

鎖緊手柄

1

9

JK-01-02

托盤

1

10

JK-01-03

回液杯

1

11

GB3452.1-82

O”型圈Ф100×3.1

1

12

JK-01-04

杯座

1

13

NF1.01-05

橫梁

1

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



(三)鉆井液杯部件:是由鉆井液杯、粘附盤、連通閥桿與杯蓋組成,濾網在鉆井液杯底部的濾網座上,鉆井液裝入杯內,通過O型圈使鉆井液杯與杯蓋兩件密封成一體。


                     (圖三)鉆井液杯部件

      鉆井液杯組件結構明細表

序號

     

名稱及規格

 

1

GGS42·01-05

連通閥桿

2

2

GB3452.1-82

O”型圈Ф8×1.9

4

3

JK-02-01

底座

1

4

GB70-85

內六角螺釘M8×10

2

5

JK-02-02

密封墊

1

6

JK-02-03

鉆井液杯

1

7

GB3452.1-82

O”型圈Ф63×3.1

1

8

JK-02-06

濾網座

1

9

 

 

 

 

 

 

 

 

GGS42·01-07-2

鋼絲濾網50

1

10

988

濾紙

1

11

NF1·02-05

橡膠圈

1

12

NF1·02-06

尼龍圈

1

13

NF1·02-03

濾網壓圈

1

14

NF1·02-07

小圓柱

2

15

JK-02-04

杯蓋

1

16

NF1·02-09

粘附盤

1

 

 

 

 

17

GB3452.1-82

O”型圈Ф95×3.1

1

18

GB3452.1-82

O”型圈Ф13×1.9

1

19

GB3452.1-82

O”型圈Ф20×2.4

1

20

JK-02-05

壓緊螺栓

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 















(四)三通組件:由三通、放氣閥、氣源接頭、固定銷組成。是用來連接輸氣管和連通閥桿,實驗完后放掉管匯系統內余氣。見(圖四)


(圖四)三通組件結構圖



序號

  

名稱及規格

數量

1

GGS42·01-14-1

固定銷

1

2

GGS42·01-14-2

三通

1

3

QG80-23

氣源接頭

1

4

GGS42·01-14-3

放氣閥桿

1

 

 

 



(五)使用結構圖


                     (圖五)使用結構圖

說明:

1 QG80管匯:總氣源經管匯裝置減壓穩壓提供儀器所需氣源。

2、支架部件:是該儀器的基礎部件杯座固定于支柱上,可通過支柱上端橫梁利用加壓桿對粘附盤施加壓力。

3、鉆井液杯部件:是用來盛裝鉆井液進行實驗的主要部件。

4、三通組件:是用來連接輸氣管和連通閥桿,實驗完后放掉管匯系統內余氣。

5U形扳手:是用來拆卸濾網壓圈的專用工具。

6、加壓桿:當用鉤頭扳手拆卸鉆井液杯或用扭矩儀測試扭矩值時用來使加反向力矩。

7、鉤頭扳手:是用來拆卸鉆井液杯的專用工具。

(五)工作原理:

該儀器由一個高壓減壓裝置,減壓后的壓力作用于鉆井液之上,濾失后形成濾餅,與扭矩儀器配合,測其摩擦系數,為降低該系數可將測試杯中鉆井液排出,替入新的液體(解卡液),評價該液體的解卡效果。


五、儀器的操作:

(一)使用方法

1、實驗前的準備:檢查氣源、管匯、膠管、壓力表工作是否安全可靠。按圖所示將管匯組件安裝于氣瓶上由G5/8螺帽緊固。在確定調壓手柄處于自由狀態未加壓時,打開氣源,此時管匯中間壓力表應顯示壓力為≥5MPa。將兩高壓膠管分別于管匯和氣源接頭對應部位連接牢固。見(圖六)


                     (圖六)操作示意

2、取出主機,打開杯蓋及濾網座檢查濾網有無異物、傷痕及不平整地方等,鉆井液杯內必須清潔不能由剩余鉆井液及其他污物。

3、將支架置于工作臺上,松開手柄  將托盤轉到外側,放置25ml量筒于底座上,(上口對準連通閥桿出口處)。見(圖五)

4、取出鉆井液杯部件將底座取下把鉆井液杯體放入支架部件的杯座上,然后將杯底座裝入鉆井液杯,用加壓桿及勾頭扳手旋緊底部。見(圖八)

5、將下連通閥桿放入杯底部螺孔內旋緊(注:裝入前檢查“O”型圈并涂少量潤滑油。)。見(圖七)

6、取下杯蓋,清洗粘附盤。使用前必須用去污劑或清水沖洗干凈,小心擦干,切勿用粗糙的物品擦洗粘附盤面。見(圖七)

7、將粘附盤放入杯蓋孔中。(注意檢查“O”型圈并擦少量潤滑油)見(圖八)

8、在鉆井液杯濾網座上,依次放入濾紙、密封圈(63*3.1)。見(圖七)

9、用U型扳手將濾網壓圈旋緊壓在尼龍墊圈上面。見(圖七)


                  (圖七)操作示意

10、把鉆井液注入杯中至刻度線處。見(圖八)

11、用加壓桿與勾頭扳手將杯蓋旋入鉆井液杯上端,旋緊。見(圖八)

12、將螺母旋緊,同時將上連通閥桿旋入杯蓋螺母孔內旋緊(檢查“O”型圈并擦少量潤滑油)。見(圖八)


                        (圖八)操作示意

13、將管匯接通氣源(注意此時管匯調壓手柄應在自由位置)。見(圖五)

14、將三通組件裝入上連通閥桿上端,并以插銷聯接牢固。(管匯供氣膠管聯接,操作程序不變)見(圖五)

15、此時三通組件放氣閥桿,應在關閉位置(即順時針方向旋緊)。

16、旋轉管匯調壓手柄將壓力表指示3.5MPa

17、以150毫米活扳手把上連通閥桿按逆時針旋轉1/4周(90°左右)此時氣源進入鉆井液杯中。

18、將下連通閥桿同樣按逆時針方向轉1/4周(90°左右)。

19、記錄濾失時間(即從第一滴水開始)時間為30分鐘(API)。

20、到30分鐘立即記下濾失量(供研究用),同時將氣筒放入杯蓋并旋轉90度,打開管匯調壓至4.2MPa,粘附盤會自動壓下,直至使粘附盤底面與濾餅粘實。

                      

21、待粘附盤被粘實5分鐘或更長時間,把扭矩儀(附件)與內六角套筒一起裝入粘附盤六角頭部(注意:扭矩儀的指針對準“0”位,然后將加壓桿卡在二支柱中間(施作用反力)向左或向右方面搬動,來測量粘附盤與濾餅滑動時所產生的最大扭矩值,要注意觀察刻度盤的最大數值。見(圖九)


                      (圖九)操作示意


22、一般情況下每隔5分鐘測其一點直至該扭矩數達到最大數值時為止。見(圖十)


                  (圖十)操作示意

23、逆時針方向旋轉管匯調壓手柄將其松開。

24、逆時針方向旋轉三通組件的放氣閥桿1/4周(90°左右)此時鉆井液杯余氣將全部排出。

25、將20ml量筒拿掉,將托盤升至上端使之接近杯底座端平面用(圖二)所示鎖緊手柄8緊固。

26、將加壓桿卡在兩支柱間,以勾頭扳手按逆時針方向泄下底座,此時杯內鉆井液流進回液杯內,停一段時間(即杯內部再有液體流出),將托盤繼續上升至鉆井液杯端平面,此時鉆井液杯與回液杯基本上呈密封狀態。

27、順時針旋轉三通組件的放氣閥桿使之關閉。

28、順時針方向旋轉管匯調壓手柄將壓力表指示3.5MPa,此時鉆井液杯內液體將壓至(圖二)所示回液杯10內,并迅速松開管匯調壓手柄打開三通組件的放氣閥桿將鉆井液杯余氣將全部排出。

29、將托盤退回,置于一邊。

30、按(圖八)所示把杯底座放入杯底面按順時針旋轉約50°左右,旋緊(以加壓桿即勾頭扳手)。

31、將螺母取下,把漏斗(附件)置于杯蓋M12螺孔內,將待測液體注入杯內約240ml見(圖十一)


                   (圖十一)操作示意

32、旋緊螺母。

33、順時針旋轉三通組件的放氣閥桿使之關閉。順時針方向旋轉管匯調壓手柄將壓力表指示3.5MPa,此時氣源進入鉆井液杯,壓力表指示3.5MPa

34每隔一定的時間(即510分鐘),以扭矩儀測其摩擦系數,相應得出解卡力即解卡時間,如果需計算用附加讀數可重復以上步驟。

(二)操作結束,拆卸步驟:

1、將扭矩儀放置適當位置。

2、切斷氣源。順時針方向關閉連通閥桿。

3、逆時針方向松開三通組件的放氣閥桿1/4周(90°左右)將,管匯內余氣全部排出。

4、逆時針方向將管匯調壓手柄松開使之呈自由狀態。

5、抽出插銷,卸下三通組件及管匯放妥。

6、逆時針方向松開連通閥桿,將杯內余氣放空。

7、按順序拆下杯蓋及底座,清洗各部件,并擦干(注意保護粘附盤底面,勿劃傷)。

8、全部清理完畢,放回箱內,注:所有部件擦干后,以優質潤滑油潤滑各螺紋聯接處及“O”型圈。

(三)粘附系數的計算:

根據牛頓摩擦定律,當粘附盤直徑50.7mm ,差動壓力3.5MPa時;與濾餅之間產生最微小的滑動,由扭矩儀測出的值確定其系數f。以下分別是以N·mIbf·in讀值時,粘附系數的計算公式:

f=M×0.845×10-2      式中:   f: 粘附系數   M:扭矩(N·m

f=M×0.955×10-3         式中:   f: 粘附系數   M:扭矩(Ibf·in

嚴禁使用氧氣。

打開鉆井液杯蓋之前必須放掉杯內余氣。

儀器使用完畢要將調壓手炳松開。

    輸氣膠管嚴禁與腐蝕介質接觸。不得劃傷。

六、儀器的維護與保養

1、當移動、維修或保養儀器時。要輕拿、輕放,以免造成部件變形影響精度和使用。

2、要按時檢查“O”形密封圈,經常更換

3、調壓時,要逐漸加壓,以防止損壞壓力表,不得敲擊壓力表。

4、氣源管匯調壓手柄,實驗前均應保持自由壯態。

5、儀器所用粘附盤為主要測量部件,使用時要注意不要能傷表面。

6儀器使用完畢要將鉆井液杯、杯蓋、緊固螺釘、連通閥桿、粘附盤等另部件烘干并涂上潤滑油或潤滑脂,妥善保管。以備下次再用。

7、儀器維修和移動時要關閉氣源將管內余氣放掉。

8、輸氣膠管嚴禁與腐蝕介質接觸。不得劃傷。

七、儀器的運輸與儲存

儀器的運輸與儲存應符合于JB/T9329-1999標準。產品應儲存在通風的室內,室內空氣中不含有能引起器件腐蝕的雜質。


八、故障的判定與排除

序號

故障

    

維修方法

1

做濾失實驗時,有鉆井液從下連通閥桿滴口處溢出。

①濾紙質量差選用不當。

濾網面未清洗干凈。

③濾網面有毛刺。

④加3.5MPa壓力時,升壓過快,擊穿濾紙。

①選用合適濾紙(988濾紙)更換。

重新清洗杯蓋濾網,更換濾紙。

③修復網面手感無毛刺。

④應慢慢加壓至3.5MPa壓力。

2

實驗時,杯體與杯蓋之間有鉆井液溢出。

①鉆井液杯蓋安裝不妥。

③杯內“O“型密封圈(φ95×3.1老化或破損。

①重新安裝杯蓋調整緊定螺釘。

③需要更換密封圈“O“型密封圈(φ95×3.1

3

實驗時,杯體與底座之間有鉆井液溢出。

(圖三)所示所密封墊5老化、破損漏氣。

更換(圖三)所示所密封墊5

4

實驗時,粘附盤與盛液杯蓋之間有氣體冒出。

O”型圈(φ13×1.9老化、破損。

更換“O”型圈(φ13×1.9)。

5

測量粘附值時無粘附值。

粘附盤與濾餅之間假粘附。

重新放置濾紙,仔細清洗粘附盤。

6

如何鑒別連通閥桿的好壞。



九、隨機配件、工具、主要零部件及技術文件一覽表

(一)隨機配件、工具:

序號

名稱及規格

單位

數量

   

1

鉆井液杯組件

1

 

2

QG80管匯

1

 

3

扭矩儀(0~30N·M)

1

 

4

高溫高壓濾紙(988)

1

 

5

內六角扳手(4mm)

1

 

6

量筒(25ml)

1

 

7

活絡扳手(150mm)

1

 

8

加壓桿

1

 

9

U型扳手

1

 

9

輸氣膠管≥15MPa

1

 

10

三通組件

1

 

11

“O”型圈(φ8×1.9)

8

 

12

“O”型圈(φ8×1.9

 

 

 

13

“O”型圈(φ13×1.9)

5

 

14

“O”型圈(φ18×2.4)

3

 

15

“O”型圈(φ96*68*3.5)

2

 

16

“O”型圈(φ95×3.1)

2

 

17

“O”型圈(φ65×3.1)

6

 

 

 

 

 

 

 














(二)主要零部件:

序號

  

名稱及規格

使用部位

1

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ8×1.9

連通閥桿

2

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ65×3.1

鉆井液杯和杯蓋

3

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ95×3.1

鉆井液杯

4

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ20×1.9

杯蓋壓筒槽

5

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ13×1.9

杯蓋與粘附盤

6

GGS42-01-05

連通閥桿

杯蓋、杯底

7

 

988濾紙

鉆井液杯、杯底

8

 

 

 











(三)技術文件:

序號

名稱及規格

單位

數量

   

1

使用說明書

1

 

2

合格證

1

 

3

裝箱單

1