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HTP-2型高温高压智能页岩膨胀仪使用说明书

2015-11-24 9:27:41      点击:

HTP-2型高温高压智能页岩膨胀仪使用说明书。HTP-3A型高温高压智能页岩膨胀仪使用说明书。

一、  概述

HTP-2型高温高压智能页岩膨胀仪能较好模拟井下温度(≤120℃)和压差(3。5MPa)条件下,测试页岩的水化膨胀特性,为石油钻井壁稳定性研究、评价和优选防塌钻井液配方提供了一种先进的测试手段。HTP-2型页岩膨胀仪克服了HTP-1型的不足,性能更加稳定,测量范围增大,无漂移,不需预热,通电即可使用。及可用于高温、高压, 也可用于常温、常压。用于采油防膨胀剂评价、地质和土壤学等领域,该仪器设计合理、自动化程度高、性能稳定。

二、型号及规格

HTP-2

三、仪器的主要技术参数:

主要技术参数

序号

   

技术参数

1

电源

220V±5%  50Hz

2

加热功率

200W

3

气源

氮气(或压缩空气),≥5。0MPa严禁使用氧气)

4

工作温度

120℃恒温误差±2℃;

5

测试量程

15mm(可扩大)

6

最大工作压力

3.5MPa

6

测量分辨率

0.01mm

7

综合测量误差

4.5

8

非线度

3

9

机电转换系数

K=100mV/mm

10

试样模内径

φ25mm

11

记录仪测试工作范围

1mv2000mv(0.01mm20mm)

12

仪器工作环境

-15℃~40℃。

13

抗电磁场干扰

在强电磁干扰条件下,有明显记录可加以排除。

14

外形尺寸

450×350×800


四、仪器的结构及工作原理                              

该仪器主要由以下部分组成

(一)主测试杯:包括传感器、注液杯、岩样模、杯体等。是在测试过程中盛装样品,对样品进行加温、加压和输出膨胀信号。(图一)


 

(图一)主测试杯结构图

主测试杯零件明细表

序号

规格及型号

   

数量

1

HTP-12

移动架组件手柄

1

2

HTP-13

传感器护罩

1

3

 

信号线

1

4

 

传感信号线插座

1

5

PT-15

输出接头

1

6

PT-

罩盒

1

7

GGS42·01-05

连通阀杆

1

8

PT-17

输液杯盖

1

9

GB3452。1-82

O”型密封圈(φ45×3.1

1

10

PT-18

输液杯

1

11

PT-19

三通阀座

1

12

PT-20

注液阀

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

内六角锥端紧定螺钉M8×12

12

17

PT-05

岩芯杯盖

1

18

GGS42·01-05

连通阀杆

1

19

PT-07

托垫

1

20

PT-08

岩芯套

1

21

PT-06

岩芯杯

1

22

PT-09

测盘

1

23

PT-10

测杆

1

24

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ55×3。1

1

25

PT-14

座盖

1

26

GB3452.1-82

O”型密封圈(φ6×1。9

1

27

PT-12

平衡导杆

1

              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 















 


(二)三通组件:由三通、放气阀、气源接头、固定销组成。是用来连接输气管和连通阀杆,实验完后放掉管汇系统内余气。
(图二)




    

   (图二)三通组件结构图

三通组件零件明细表

序号

图号及型号

名称及规格

数量

1

GGS42·01-14-1

固定销

1

2

GGS42·01-14-2

三通

1

3

QG80-23

气源接头

1

4

GGS42·01-14-3

放气阀杆

1







(三)QG80型气源管汇:由压力表、减压阀、安全阀、高压胶管等组成。提供实验所需的压力。(图三)



(图三)管汇结构图

管汇零件明细表 


序号

  

名称及规格

 

1

QG80

高压胶管

1

2

QG80

保险阀

2

3

QG80

减压阀组件(左)

1

4

GB308-77

Y-60压力表16MPa

1

5

QG80-3-3

四通管接

1

6

GB308-77

Y-60压力表25MPa

1

7

GB308-77

Y-60压力表16MPa

1

8

QG80

减压阀组件(右)

1

9

QG80

高压胶管

1

10

QG80-20

气瓶接帽

1

11

QG80-21

气瓶接管

1
















(四)加热套:由底座、立柱、加温套、加热棒、温控器等组成。对测试杯进行加温和恒温。(图四)


                     (图四) 加热套结构图

(表四)加热套零件明细表

序号

     

名称及规格

数量

1

GGS42·01-14-2

温控旋钮

1

2

GGS42·01-11

电器罩盒

1

3

GGS42·01-11

温控器

1

4

HTP -09

加热套

1

5

HTP -03

罩盒

1

6

EH

加热棒

2

7

GGS42·01-02

立柱

2

8

GGS42·01-02

电源插头

1

9

 

橡皮脚

4

10

PT-01

底座

1

11

NL

氖灯70V

1
















(五)记录仪:采用3066型水平台式划线记录仪。经加装和改进,处理接收信号,记录打印实验结果。(参照记录仪说明书)

(六)辅机:手动压力机(随机不带压力机,用户需要另行订购)。对实验所用的样品进行加压处理,制成岩模。(参照压力机说明书)

(七)使用结构图及明细表


                   (图五)仪器使用结构图

(表五)使用结构明细表 

序号

规格及型号

   

数量

1

3066

水平台式记录仪

1

2

 

信号线

1

3

 

双金属温度表0200

1

4

HTP-09-00

加热套组件

1

5

GGS42·01-14

三通组件

1

6

GGS42·01-05

连通阀杆

1

7

GGS42·01-05

主测试杯

1

8

 

双金属温度表

1

9

GGS42·01-05

连通阀杆

1

10

GGS42·01-14

三通组件

1

11

 

高压胶管

2

12

QG80

高压管汇

1

13

 

调压手柄1

1

14

 

调压手柄2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(八)加热套电器接线图


                           (图六)加热套电器接线图

(九)加热套电器原理图


   (图七)加热套电器原理图

五、工作原理:

将压制好的岩样(同压模一起)装入测试杯内,经加温套将主测试杯加热至指定温度,然后由气压驱动将试液压入测杯,与试样断面接触,并加压至指定压力,立即开动记录仪,并把记录仪的笔Ⅰ开关打开,调整粗调零和调零旋扭到合适的位置。此时经导杆由位移传感器感应出试样轴向的位移信号,经膨胀仪主机测得的膨胀量产生的位移信号转化为电信号,输入记录仪便可连续描绘出试样随时间的膨胀曲线。

五、仪器的操作:

(一)仪器的使用

1、实验前的准备:按图所示将管汇组件安装于气瓶上由G5/8螺帽紧固。在确定调压手柄处于自由状态未加压时,打开气源,此时管汇中间压力表应显示压力为≥5MPa。将两高压胶管分别于管汇和三通组件对应部位连接牢固。见(图八)


                    (图八)操作示意图

2、按试样制作方法制作试样。

3、将全套仪器置于实验平台上,把传感器外信号线一端与主测试杯上的专用插座连接,另一端插入记录仪的输入端内。见(图九)

4、电源预先接记录仪的电源插座,然后接入220V交流电源,按下电源开关,接通电源,同时调整调零旋钮,使电信号在记录仪零线附近,实验前应对记录仪及其他各部件进行必要的检查。记录仪的操作参照其《使用说明书》

                         (图九)操作示意图

5、加热套接通电源,将控温旋钮放置零位,加温指示灯亮。将温度表插入专用表孔内,顺时针转动控温旋钮(一般要求加温套本身温度要高出实验温度510℃),开始加温,此时指示灯不亮。见(图十)

 

                        (图十)操作示意图

6将制好的试样(同压模一起)装入主测试杯底部杯内均匀对正拧紧6个固定螺钉,同时应注意放入密封圈,关闭下盖上的连通阀杆。见(图十一)


                      (图十一)操作示意图

7、测杯上盖(连有传感器)与主测杯连接(应对正上紧6个固定螺钉),注意应放入密封圈。旋入连通阀杆并关闭。见(图十二)


                      (图十二)操作示意图

8注液杯与主测杯间的注液阀顺时针关紧,然后把试液(约4050ml)倒入注液杯内,扭紧注液杯上盖,关闭其连通阀杆。将移动架组件手柄推到底,使测盘与岩芯接触靠实。至此,主测试杯组装完毕。见(图十三)


                      (图十三)操作示意图

9、(图五所示)把主测试杯置于加温套内,三通组件与连通阀杆用固定销连接,关闭三通组件的放气阀。将另一温度表插入主测杯上的孔内。

10调好气压,将注液杯内与主测试杯内通入相同的指定压力。建议加入的压力应小于指定的压力约0.5MPa。因为气体受热后压力上升。等到正式做膨胀测试时,如果压力不够,再加到指定的压力即可。打开主测杯与注液杯的上连通阀杆(逆时针旋转90°左右),这时主测杯与注液杯进入气体。

11、记录仪选择合适的电压挡位和走纸速度(一般选500mV挡位。走纸速度一般选每小时走120毫米挡位。)本仪器的机电转换参数是100mV/mm,即每膨胀1毫米记录笔移动100mV的距离。记录仪的测量范围是1mV2000mV,所以在测量之前先估计一下总的膨胀量大约是多少毫米(如:膨胀量约4毫米应选在500mV挡位)。例:500mV)÷100=5毫米,膨胀量移动5毫米。即记录笔从最左边到最右边全程移动500mV的距离,其它各挡位都是从最左边到最右边的全程移动。记录仪所有挡位换算成膨胀量移动距离是:

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以下挡位时应注意防止主测试杯的震动,否则记录曲线不光滑或误差增大。(以上部分所说电信号挡位的选择和走纸速度的选择仅供参考。)

12、当主测试杯达到试验温度,并恒温约半小时后调节记录零点,放下记录笔。

13、见(图五)松开管汇给主测试杯供气的调压手柄(14),按下记录仪走纸开关,打开注液阀,再松开主测试杯的三通放气阀,注意!要慢慢的放气,越小越好。几秒钟之后,注液杯的液体注入主测试杯内,等到主测试杯的三通放气阀有液体溢出或记录仪有膨胀记录时,关闭主测试杯的三通放气阀,同时松开给注液杯供气的管汇调压手柄(13),实验正式开始。

14、当膨胀曲线基本停止膨胀后(即膨胀达到平衡稳定),便可停止实验。

15、首先抬笔,关闭走纸开关,将加热套的温控旋钮至零位,停止加热,切断加热电源。关闭主测杯和注液杯的连通阀杆。

16、关闭总气源阀,松开三通组件的放气阀,放掉供气系统内的余气。松开管汇分压调节手柄。

17、卸掉注液杯与主测试杯相联的气压管线、三通组件和传感器外信号线。

18、将主测杯从加温套中提出,置空气中冷却(温度很高时,可用湿布冷却之)当冷却之≤60℃时,打开注液杯下侧的注液阀放掉测试杯内的压力(传感器上方的手柄是调节压力平衡而设计,严禁从此出卸压)。

19、确认主测杯内没有气压后,再松开上盖和下盖紧固螺钉,卸下主测杯的上、下杯盖,取出岩样模、清洗导杆端面以及测杯内壁,擦干后存放。

20、卸掉注液杯上盖,清洗擦干。

21、断开记录仪、膨胀仪主机电源,至此实验完毕。

(二)资料整理分析

从记录仪记录得到膨胀曲线通过机电转换系数K,可计算得出膨胀时间和膨胀量。

(三)试样制作

1、土样:商品搬土或泥页岩样粉(过100目),经105℃烘干,储于干燥器内备用。

2、压样方法:

1)主要仪器:小型手动油压机、压棒、天平、秒表以及滤纸(φ25mm)。

2)方法:

a。将带孔圆形垫片放入模内底部,上面放一张圆形滤纸(φ25mm)。

b.用天平称取1015g干岩样,装入压摸内,用手拍打压摸,使其中土样端面平整。上面再放一张圆形滤纸(φ25mm)。

c。将压棒置于摸内,轻轻左右旋转下推,与土样端面接触。(图十四)


                    (图十四)操作示意图

d.上述组装的压样摸置于油压机平台上,加压至14.2MPa2000PSI)记时并维持恒压15分钟,然后卸压(压力和时间仅供参考)。

e。用手上提并缓缓左右旋动压棒,使压棒从压摸内取出。

f.倒置压摸,倒出压棒表层土样,至此压样制好。

严禁使用氧气。

打开钻井液杯盖之前必须放掉杯内余气。

仪器使用完毕一定要将调压手炳松开。

六、仪器的维护与保养

1、当移动、维修或清洁仪器时。要轻拿、轻放,以免造成部件变形影响精度和使用。

2、要按时检查“O”形密封圈,经常更换。

3、调压时,要逐渐加压,以防止损坏压力表,不得敲击压力表。

4、调节压力时不能将压力调至超过压力表总量程的2/3

5仪器使用完毕要将测试杯、岩芯套、盖、紧定螺钉、连通阀杆等另部件烘干并涂上润滑油或润滑脂,以备下次再用。

6、管汇在放置时要将调压手柄处于非压紧位置,调压弹簧处于自由状态。

7、调压手柄螺栓处,应定期旋下涂上润滑脂,以达防锈和调压灵便的目的。

8、仪器维修和移动时要关闭电源和气源将管内余气放掉。

9、输气胶管严禁与腐蚀介质接触。不得划伤。

七、仪器的运输与储存

仪器的运输与储存应符合于JB/T9329-1999标准。产品应储存在通风的室内,室内空气中不含有能引起器件腐蚀的杂质。


八、故障的判定与排除

序号

故障

    

维修方法

1

接通电源,将温控旋钮退回零位。加热指示灯不亮。

①电源插座未插好。

氖灯坏。

①重新按装电源插座使其接触良好。

打开前罩盒,更换氖灯。

2

实验时,杯体有气体冒出。

①测试杯盖安装不妥。

连通阀杆“O”型圈(φ8×1.9老化或破损。

③测试杯“O”型圈(φ55×3.1老化或破损

①重新安装杯盖调整紧定螺钉。

更换连通阀杆“O”型圈(φ8×1.9。

③更换测试杯“O”型圈(φ55×3.1。

3

接通电源,将加热器调至加热状态,加热指示灯由亮到灭,加热器无温升或升温慢。

①连接固定导线用的螺钉松动。

②加热瓷棒烧坏。

打开前罩盒和底盖,检查有无螺钉松动,若有将螺钉拧紧。

打开前罩盒和底盖,用万用表测加热棒两导线头,在161Ω左右为正常。若大于正常值,其中有加热棒损坏,用万用表“Ω”档测加热棒两导线头无阻值,将其更换

4

如何鉴别连通阀杆的好坏


九、随机配件、工具、主要零部件及技术文件一览表

(一)随机配件、工具:

名称及规格

单位

数量

   

1

电源线

1

 

2

样品杯

1

 

3

双金属温度表(0200℃)

2

 

4

螺丝刀(125mm

1

 

5

QG80管汇

1

 

6

高压胶管

2

 

7

三通组件

2

 

8

连通阀杆

3

 












(二)主要零部件:

序号

  

名称及规格

使用部位

1

GB3452.1-82

“O”型密封圈(φ8×1。9

连通阀杆

2

GB3452。1-82

“O”型密封圈(φ45×3.1

输液杯盖

3

GB3452。1-82

“O”型密封圈(φ55×3.1

杯上盖与下盖

4

GB3452。1-82

“O”型密封圈(φ6×1.9

测杆与座盖

5

GB3452。1-82

“O”型密封圈(φ16×2.4

三通阀与杯体

6

GB78-85

内六角锥端紧定螺钉M8×12

杯盖

7

GGS42·01-05

连通阀杆

杯盖、杯底

8

 

滤纸φ25

岩芯















(三)技术文件:

序号

名称及规格

单位

数量

   

1

使用说明书

1

 

2

合格证

1

 

3

装箱单

1