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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 09:27:41      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

       

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