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HTP-2型高溫高壓智能頁巖膨脹儀使用說明書

2015-11-24 09:27:41      點擊:

HTP-2型高溫高壓智能頁巖膨脹儀使用說明書。HTP-3A型高溫高壓智能頁巖膨脹儀使用說明書。

一、  概述

HTP-2型高溫高壓智能頁巖膨脹儀能較好模擬井下溫度(≤120℃)和壓差(3.5MPa)條件下,測試頁巖的水化膨脹特性,為石油鉆井壁穩定性研究、評價和優選防塌鉆井液配方提供了一種先進的測試手段。HTP-2型頁巖膨脹儀克服了HTP-1型的不足,性能更加穩定,測量范圍增大,無漂移,不需預熱,通電即可使用。及可用于高溫、高壓, 也可用于常溫、常壓。用于采油防膨脹劑評價、地質和土壤學等領域,該儀器設計合理、自動化程度高、性能穩定。

二、型號及規格

HTP-2

三、儀器的主要技術參數:

主要技術參數

序號

   

技術參數

1

電源

220V±5%  50Hz

2

加熱功率

200W

3

氣源

氮氣(或壓縮空氣),≥5.0MPa嚴禁使用氧氣)

4

工作溫度

120℃恒溫誤差±2℃;

5

測試量程

15mm(可擴大)

6

最大工作壓力

3.5MPa

6

測量分辨率

0.01mm

7

綜合測量誤差

4.5

8

非線度

3

9

機電轉換系數

K=100mV/mm

10

試樣模內徑

φ25mm

11

記錄儀測試工作范圍

1mv2000mv(0.01mm20mm)

12

儀器工作環境

-15℃~40℃。

13

抗電磁場干擾

在強電磁干擾條件下,有明顯記錄可加以排除。

14

外形尺寸

450×350×800


四、儀器的結構及工作原理                              

該儀器主要由以下部分組成

(一)主測試杯:包括傳感器、注液杯、巖樣模、杯體等。是在測試過程中盛裝樣品,對樣品進行加溫、加壓和輸出膨脹信號。(圖一)


 

(圖一)主測試杯結構圖

主測試杯零件明細表

序號

規格及型號

   

數量

1

HTP-12

移動架組件手柄

1

2

HTP-13

傳感器護罩

1

3

 

信號線

1

4

 

傳感信號線插座

1

5

PT-15

輸出接頭

1

6

PT-

罩盒

1

7

GGS42·01-05

連通閥桿

1

8

PT-17

輸液杯蓋

1

9

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ45×3.1

1

10

PT-18

輸液杯

1

11

PT-19

三通閥座

1

12

PT-20

注液閥

1

13

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ16×2.4

1

14

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ55×3.1

1

15

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ45×3.1

1

16

GB78-85

內六角錐端緊定螺釘M8×12

12

17

PT-05

巖芯杯蓋

1

18

GGS42·01-05

連通閥桿

1

19

PT-07

托墊

1

20

PT-08

巖芯套

1

21

PT-06

巖芯杯

1

22

PT-09

測盤

1

23

PT-10

測桿

1

24

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ55×3.1

1

25

PT-14

座蓋

1

26

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ6×1.9

1

27

PT-12

平衡導桿

1

              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 















 


(二)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。
(圖二)




    

   (圖二)三通組件結構圖

三通組件零件明細表

XUHAO

TUHAOJIXINGHAO

MINGCHENGJIGUIGE

SHULIANG

1

GGS42·01-14-1

GUDINGXIAO

1

2

GGS42·01-14-2

SANTONG

1

3

QG80-23

QIYUANJIETOU

1

4

GGS42·01-14-3

FANGQIFAGAN

1







(三)QG80型氣源管匯:由壓力表、減壓閥、安全閥、高壓膠管等組成。提供實驗所需的壓力。(圖三)



(圖三)管匯結構圖

管匯零件明細表 


序號

  

名稱及規格

 

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
















(四)加熱套:由底座、立柱、加溫套、加熱棒、溫控器等組成。對測試杯進行加溫和恒溫。(圖四)


                     (圖四) 加熱套結構圖

(表四)加熱套零件明細表

序號

     

名稱及規格

數量

1

GGS42·01-14-2

溫控旋鈕

1

2

GGS42·01-11

電器罩盒

1

3

GGS42·01-11

溫控器

1

4

HTP -09

加熱套

1

5

HTP -03

罩盒

1

6

EH

加熱棒

2

7

GGS42·01-02

立柱

2

8

GGS42·01-02

電源插頭

1

9

 

橡皮腳

4

10

PT-01

底座

1

11

NL

氖燈70V

1
















(五)記錄儀:采用3066型水平臺式劃線記錄儀。經加裝和改進,處理接收信號,記錄打印實驗結果。(參照記錄儀說明書)

(六)輔機:手動壓力機(隨機不帶壓力機,用戶需要另行訂購)。對實驗所用的樣品進行加壓處理,制成巖模。(參照壓力機說明書)

(七)使用結構圖及明細表


                   (圖五)儀器使用結構圖

(表五)使用結構明細表 

序號

規格及型號

   

數量

1

3066

水平臺式記錄儀

1

2

 

信號線

1

3

 

雙金屬溫度表0200

1

4

HTP-09-00

加熱套組件

1

5

GGS42·01-14

三通組件

1

6

GGS42·01-05

連通閥桿

1

7

GGS42·01-05

主測試杯

1

8

 

雙金屬溫度表

1

9

GGS42·01-05

連通閥桿

1

10

GGS42·01-14

三通組件

1

11

 

高壓膠管

2

12

QG80

高壓管匯

1

13

 

調壓手柄1

1

14

 

調壓手柄2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(八)加熱套電器接線圖


                           (圖六)加熱套電器接線圖

(九)加熱套電器原理圖


   (圖七)加熱套電器原理圖

五、工作原理:

將壓制好的巖樣(同壓模一起)裝入測試杯內,經加溫套將主測試杯加熱至指定溫度,然后由氣壓驅動將試液壓入測杯,與試樣斷面接觸,并加壓至指定壓力,立即開動記錄儀,并把記錄儀的筆Ⅰ開關打開,調整粗調零和調零旋扭到合適的位置。此時經導桿由位移傳感器感應出試樣軸向的位移信號,經膨脹儀主機測得的膨脹量產生的位移信號轉化為電信號,輸入記錄儀便可連續描繪出試樣隨時間的膨脹曲線。

五、儀器的操作:

(一)儀器的使用

1、實驗前的準備: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三通組件對應部位連接牢固。見(圖八)


                    (圖八)操作示意圖

2、按試樣制作方法制作試樣。

3、將全套儀器置于實驗平臺上,把傳感器外信號線一端與主測試杯上的專用插座連接,另一端插入記錄儀的輸入端內。見(圖九)

4、電源預先接記錄儀的電源插座,然后接入220V交流電源,按下電源開關,接通電源,同時調整調零旋鈕,使電信號在記錄儀零線附近,實驗前應對記錄儀及其他各部件進行必要的檢查。記錄儀的操作參照其《使用說明書》

                         (圖九)操作示意圖

5、加熱套接通電源,將控溫旋鈕放置零位,加溫指示燈亮。將溫度表插入專用表孔內,順時針轉動控溫旋鈕(一般要求加溫套本身溫度要高出實驗溫度510℃),開始加溫,此時指示燈不亮。見(圖十)

 

                        (圖十)操作示意圖

6將制好的試樣(同壓模一起)裝入主測試杯底部杯內均勻對正擰緊6個固定螺釘,同時應注意放入密封圈,關閉下蓋上的連通閥桿。見(圖十一)


                      (圖十一)操作示意圖

7、測杯上蓋(連有傳感器)與主測杯連接(應對正上緊6個固定螺釘),注意應放入密封圈。旋入連通閥桿并關閉。見(圖十二)


                      (圖十二)操作示意圖

8注液杯與主測杯間的注液閥順時針關緊,然后把試液(約4050ml)倒入注液杯內,扭緊注液杯上蓋,關閉其連通閥桿。將移動架組件手柄推到底,使測盤與巖芯接觸靠實。至此,主測試杯組裝完畢。見(圖十三)


                      (圖十三)操作示意圖

9、(圖五所示)把主測試杯置于加溫套內,三通組件與連通閥桿用固定銷連接,關閉三通組件的放氣閥。將另一溫度表插入主測杯上的孔內。

10調好氣壓,將注液杯內與主測試杯內通入相同的指定壓力。建議加入的壓力應小于指定的壓力約0.5MPa。因為氣體受熱后壓力上升。等到正式做膨脹測試時,如果壓力不夠,再加到指定的壓力即可。打開主測杯與注液杯的上連通閥桿(逆時針旋轉90°左右),這時主測杯與注液杯進入氣體。

11、記錄儀選擇合適的電壓擋位和走紙速度(一般選500mV擋位。走紙速度一般選每小時走120毫米擋位。)本儀器的機電轉換參數是100mV/mm,即每膨脹1毫米記錄筆移動100mV的距離。記錄儀的測量范圍是1mV2000mV,所以在測量之前先估計一下總的膨脹量大約是多少毫米(如:膨脹量約4毫米應選在500mV擋位)。例:500mV)÷100=5毫米,膨脹量移動5毫米。即記錄筆從最左邊到最右邊全程移動500mV的距離,其它各擋位都是從最左邊到最右邊的全程移動。記錄儀所有擋位換算成膨脹量移動距離是:

2000mV)÷100=20毫米;

1000mV)÷100=10毫米;

500mV)÷100=5毫米;

200mV)÷100=2毫米;

100mV)÷100=1毫米;

50mV)÷100=0.5毫米;

20mV)÷100=0.2毫米;

10mV)÷100=0.1毫米;

5mV)÷100=0.05毫米;

2mV)÷100=0.02毫米;

1mV)÷100=0.01毫米。

注意:在量程50mV以下擋位時應注意防止主測試杯的震動,否則記錄曲線不光滑或誤差增大。(以上部分所說電信號擋位的選擇和走紙速度的選擇僅供參考。)

12、當主測試杯達到試驗溫度,并恒溫約半小時后調節記錄零點,放下記錄筆。

13、見(圖五)松開管匯給主測試杯供氣的調壓手柄(14),按下記錄儀走紙開關,打開注液閥,再松開主測試杯的三通放氣閥,注意!要慢慢的放氣,越小越好。幾秒鐘之后,注液杯的液體注入主測試杯內,等到主測試杯的三通放氣閥有液體溢出或記錄儀有膨脹記錄時,關閉主測試杯的三通放氣閥,同時松開給注液杯供氣的管匯調壓手柄(13),實驗正式開始。

14、當膨脹曲線基本停止膨脹后(即膨脹達到平衡穩定),便可停止實驗。

15、首先抬筆,關閉走紙開關,將加熱套的溫控旋鈕至零位,停止加熱,切斷加熱電源。關閉主測杯和注液杯的連通閥桿。

16、關閉總氣源閥,松開三通組件的放氣閥,放掉供氣系統內的余氣。松開管匯分壓調節手柄。

17、卸掉注液杯與主測試杯相聯的氣壓管線、三通組件和傳感器外信號線。

18、將主測杯從加溫套中提出,置空氣中冷卻(溫度很高時,可用濕布冷卻之)當冷卻之≤60℃時,打開注液杯下側的注液閥放掉測試杯內的壓力(傳感器上方的手柄是調節壓力平衡而設計,嚴禁從此出卸壓)。

19、確認主測杯內沒有氣壓后,再松開上蓋和下蓋緊固螺釘,卸下主測杯的上、下杯蓋,取出巖樣模、清洗導桿端面以及測杯內壁,擦干后存放。

20、卸掉注液杯上蓋,清洗擦干

21、斷開記錄儀、膨脹儀主機電源,至此實驗完畢。

(二)資料整理分析

從記錄儀記錄得到膨脹曲線通過機電轉換系數K,可計算得出膨脹時間和膨脹量。

(三)試樣制作

1、土樣:商品搬土或泥頁巖樣粉(過100目),經105℃烘干,儲于干燥器內備用。

2、壓樣方法:

1)主要儀器:小型手動油壓機、壓棒、天平、秒表以及濾紙(φ25mm)。

2)方法:

a.將帶孔圓形墊片放入模內底部,上面放一張圓形濾紙(φ25mm)。

b.用天平稱取1015g干巖樣,裝入壓摸內,用手拍打壓摸,使其中土樣端面平整。上面再放一張圓形濾紙(φ25mm)。

c.將壓棒置于摸內,輕輕左右旋轉下推,與土樣端面接觸。(圖十四)


                    (圖十四)操作示意圖

d.上述組裝的壓樣摸置于油壓機平臺上,加壓至14.2MPa2000PSI)記時并維持恒壓15分鐘,然后卸壓(壓力和時間僅供參考)。

e.用手上提并緩緩左右旋動壓棒,使壓棒從壓摸內取出。

f.倒置壓摸,倒出壓棒表層土樣,至此壓樣制好。

嚴禁使用氧氣。

打開鉆井液杯蓋之前必須放掉杯內余氣。

儀器使用完畢一定要將調壓手炳松開。

六、儀器的維護與保養

1、當移動、維修或清潔儀器時。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、調節壓力時不能將壓力調至超過壓力表總量程的2/3

5儀器使用完畢要將測試杯、巖芯套、蓋、緊定螺釘、連通閥桿等另部件烘干并涂上潤滑油或潤滑脂,以備下次再用。

6、管匯在放置時要將調壓手柄處于非壓緊位置,調壓彈簧處于自由狀態。

7、調壓手柄螺栓處,應定期旋下涂上潤滑脂,以達防銹和調壓靈便的目的。

8、儀器維修和移動時要關閉電源和氣源將管內余氣放掉。

9、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

接通電源,將溫控旋鈕退回零位。加熱指示燈不亮。

①電源插座未插好。

氖燈壞。

①重新按裝電源插座使其接觸良好。

打開前罩盒,更換氖燈。

2

實驗時,杯體有氣體冒出。

①測試杯蓋安裝不妥。

連通閥桿“O”型圈(φ8×1.9老化或破損。

③測試杯“O”型圈(φ55×3.1老化或破損

①重新安裝杯蓋調整緊定螺釘。

更換連通閥桿“O”型圈(φ8×1.9

③更換測試杯“O”型圈(φ55×3.1

3

接通電源,將加熱器調至加熱狀態,加熱指示燈由亮到滅,加熱器無溫升或升溫慢。

①連接固定導線用的螺釘松動。

②加熱瓷棒燒壞。

打開前罩盒和底蓋,檢查有無螺釘松動,若有將螺釘擰緊。

打開前罩盒和底蓋,用萬用表測加熱棒兩導線頭,在161Ω左右為正常。若大于正常值,其中有加熱棒損壞,用萬用表“Ω”檔測加熱棒兩導線頭無阻值,將其更換

4

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:

名稱及規格

單位

數量

   

1

電源線

1

 

2

樣品杯

1

 

3

雙金屬溫度表(0200℃)

2

 

4

螺絲刀(125mm

1

 

5

QG80管匯

1

 

6

高壓膠管

2

 

7

三通組件

2

 

8

連通閥桿

3

 












(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(φ45×3.1

輸液杯蓋

3

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ55×3.1

杯上蓋與下蓋

4

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ6×1.9

測桿與座蓋

5

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ16×2.4

三通閥與杯體

6

GB78-85

內六角錐端緊定螺釘M8×12

杯蓋

7

GGS42·01-05

連通閥桿

杯蓋、杯底

8

 

濾紙φ25

巖芯















(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