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拆装录井装备
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2014-05-24
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学习目标:通过本章学习,要求录井人员能够识别综合录井现场安装的各类传感器,掌握各种外部传感器的安装拆卸方法,掌握钻井液脱气器的结构、安装原则和方法及如何架设气体管线,掌握计算机主机、输入/输出设备的连接方法,掌握地线设置与连接方法。
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第一章 拆装录井装备
学习目标:通过本章学习,要求录井人员能够识别综合录井现场安装的各
类传感器,掌握各种外部传感器的安装拆卸方法,掌握钻井液脱气器的结构、
安装原则和方法及如何架设气体管线,掌握计算机主机、输入/输出设备的连接
方法,掌握地线设置与连接方法。
一、准备工作
(1)综合录井系统配置的各类传感器各一只;
(2)钻井液槽面传感器固定支架一个、铁丝若干;
(3)常用工具一套;
(4)钻井液脱气器和辅助设备及气体管线一套;
(5)绝缘地线一根。
二、操作方法
(一)识别各类传感器
(1)查看传感器的外形;
(2)查看传感器的标识;
(3)得出结论(辨认出传感器)。
需要注意的是:即使是同一种传感器,由于生产厂家、生产时期不同,其
外观形状也千差万别,察看传感器的外形,只能初步确定传感器的类型,最终
还是要通过标识的察看,确定传感器的类型。
(二)安装拆卸传感器
1.钻井液温度、密度、电导率传感器安装
(1)将传感器小心拿到指定位置;
(2)将已固牢在指定位置上的固定支架卡环打开;
(3)将传感器探头朝下、固定杆紧贴固定支架卡环垂直下放至合适位置;
(4)扣上固定支架卡环;
(5)打开防爆接线盒,按传感器接线图连接信号线,并做密封绝缘处理;
(6)对于没有防爆接线盒的可直接按传感器接线图连接,但应进行高压绝
缘防水处理。
2.钻井液温度、密度、电导率传感器拆卸
(1)切断传感器供电电源;
(2)拆除信号线高压密封绝缘胶带或拧开防爆接线盒;
(3)断开信号线,并对信号线端口做绝缘处理,标明“+”或“-”端;并对信
号线进行标注,记录信号线的接线顺序,以便下次快速、准确的安装。
(4)打开固定支架卡环或拧松固定卡,提升传感器至水平面;
(5)小心清洁传感器各个部位。
3.钻井液池体积传感器安装
(1)将传感器小心拿到指定位置;
(2)对于浮子式体积传感器,将已固牢在指定位置上的固定支架卡环打开;
(3)对于超声波液位传感器,固定传感器底座;
(4)对浮子式传感器,将支撑杆紧贴固定支架卡环垂直下放至合适位置,
或将固定板至固定面处,扣上固定支架卡环或拧紧固定卡;
(5)对于超声波液位传感器,直接将传感器探头朝下安放或拧紧到底座上;
(6)拧开防爆接线盒,按传感器接线图连接信号线,并做密封绝缘处理;
(7)对于没有防爆接线盒的可直接按传感器接线图连接,但应进行高压绝
缘防水处理。
4.钻井液池体积传感器拆卸
(1)切断传感器供电电源;
(2)拆除信号线高压密封绝缘胶带或拧开防爆接线盒;
(3)断开信号线,并对信号线端口做绝缘处理,标明“+”或“-”端;并对信
号线进行标注,记录信号线的接线顺序,以便下次快速、准确的安装。
(4)对于浮子式体积传感器,打开固定支架卡环或拧松固定卡,提升传感
器至水平面;
(5)对于超声波液位传感器,从底座上直接取下或拧下传感器。
(6)小心清洁传感器各个部位;。
(三)安装拆卸钻井液脱气器
1.安装拆缺钻井液脱气器主体及净化干燥装置
1)安装钻井液脱气器主体及净化干燥装置(以 GZG 脱气器为例)
(1)将固定支架固定到指定位置;
(2)将脱气器主体安放到固定支架上,并调整脱气器钻井液出口高度至合
适位置,插上固定销或直接固定;
(3)连接一定长度的样品气输出胶管和空气导入胶管;
(4)连接防堵器至样品气输出胶管;
(5)连接净化装置至防堵器;
(6)连接供电电源线。
2)拆卸钻井液脱气器
(1)切断脱气器供电电源;
(2)断开供电电源电缆,并清洁盘好;
(3)依次拆掉脱气器净化装置、防堵器、样品气输出胶管和空气导入胶管,
并清洁存放;
(4)拧开固定组件或拔掉固定销,移下脱气器主体,清洁存放;
(5)卸掉脱气器固定支架,并清洁存放。
2.架设气路管线
(1)准备 2 根 100~200m 气路管线;
(2)从录井仪器气体输入端口,沿指定路线,将气路管线拉至脱气器处;
(3)分别连接气路管线两端口;
(4)用塑料固定卡或喉箍固定在用管线和备用管线。
(四)连接计算机系统
1.连接计算机主机和输入设备
(1)将计算机主机放置指定位置;
(2)将键盘插头插入主机后面板标有键盘图形的插孔内;
(3)将鼠标插头插入主机后面板标有鼠标图形的插孔内;
(4)将计算机电源线插入主机后面板电源供电插孔内。
2.连接计算机输出设备
(1)将显示器、打印机放置指定位置;
(2)连接显示器通信线至计算机主机后面板相应端口上,并拧紧;
(3)将打印机通信连接至计算机主机后面板相应端口,并拧紧或插紧;
(4)连接显示器、打印机供电电缆。
(五)连接设置地线
地线连接分为海上和陆地两种情况:
(1)海上
① 将一较粗的导线一端接到欲放电装置(如录井房)的接地点上;
② 将导线另一端固定到录井房外的指定位置;
③ 用万用表测试欲放电装置与地线棒的导通情况。
(2)陆地
① 将地线棒深插入指定位置,露出固定导线端口;
② 将一较粗的导线一端接到欲放电装置(如录井房)的接地点上;
③ 将导线另一端固定到地线棒上;
④ 用万用表测试欲放电装置与地线棒的导通情况。
三、相关知识
(一)传感器
1.传感器定义
传感器俗称“换能器”,其作用是实现一种物理量到另一种物理量的转换,
转换后的物理量信号经过专用设置(A/D)的再次转换后被计算机接收,从而
实现各种参数的监测。
传感器是综合录井在钻井现场实现各项数据准确录取的基础设备,通常被
称为“一次仪表”,它是一种把钻探现场的物理量(如大钩负荷)通过其测量转
换成能由录井仪器接收的电信号的检测元件。
2.传感器的分类
1)按安装位置分类
(1)循环系统传感器:包括泵冲传感器、钻井液温度传感器、钻井液密度
传感、钻井液电导率(或电阻率)传感器、钻井液液位传感器、钻井液流量传
感器、立管压力传感器、套管压力传感器、硫化氢传感器等;
(2)升吊系统传感器:包括绞车传感器、大钩负荷传感器、顶部驱动转速
传感器;
(3)钻机系统传感器:包括转盘转速传感器、转盘扭矩传感器。
2)按传感器测量原理分类
(1)压力传感器:大钩负荷传感器、液压扭矩传感器、立管压力传感器套
管压力传感器、大钩高度液压式传感、钻井液密度传感器;
(2)临近探测器:绞车传感器、泵冲传感器、转盘转速传感器;
(3)电磁感应传感器:霍尔效应传感器、钻井液电导率传感器;
(4)超声波探测器:超声波液位传感器、超声波流量传感器;
(5)温感式传感器:钻井液温度传感器;
(6)阻变式传感器:钻井液浮子式体积传感器、靶式流量传感器;
(7)气敏式传感器:硫化氢传感器、可燃气体探测器。
3)按测量参数性能分类
(1)钻井液性能参数传感器:出/入口温度、出/入口密度、出/入口电导率;
(2)钻井工程参数传感器:大钩负荷、绞车、立管压力、套管压力、转盘
扭矩/霍尔效应电扭矩、转盘转速、泵冲速、钻井液出口流量、钻井液体积;
(3)气体参数传感器:硫化氢传感器、可燃气体探测器。
4)按测量参数信号分类
(1)快信号:大钩负荷、立管压力、套管压力、霍尔效应电扭矩;
(2)模拟信号:出/入口温度、出/入口密度、出/入口电导率、钻井液出口
流量、钻井液体积、硫化氢传感器;
(3)脉冲信号:绞车、转盘转速、泵冲速。
3.传感器的组成结构
1)钻井液温度传感器
(1)外观见图 2-1-1 所示。钻井液温度传感器总成上方是一用于固定的铁
杆,铁杆顶端的接线盒引出一根两芯颜色不同的信号接线,下方是一长约
5cm,直径约 0.5cm 的金属探头,探头周围有金属防护罩。钻井液温度传感器分
钻井液进口温度传感器和钻井液出口温度传感器两种,两者整体外观与标识无
区别,只是部分钻井液进口温度传感器较钻井液出口温度传感器的铁杆稍长。
(2)组成结构:
① 热敏探头;
② 金属护罩;
③ 加长固定杆;
④ 防爆接线盒及前置电路;
⑤ 信号电缆及快速插头。
(3)工作原理:钻井液温度传感器的 探
头内部是一个具有热敏特性的铂丝,当
钻井液温度变化时,由于热敏元件的电阻
图 2-1-1 钻井液温度传感器 值随着温度的
变化而变化,从而使输出的电流信号发生
变化,这一信号通过前置电路处理成标准
电流信号(4~20mA)输入给计算机。
(4)测量范围:该传感器的测量范围为 0~100℃。
2)钻井液密度传感器
(1)外观见图 2-1-2 所示。钻井液密度传感器总成上方是一用于固定的铁
杆,铁杆顶端的接线盒引出一根两芯颜色不同的信号接线,下方有圆形或方形
金属防护罩,透过金属防护罩可以看见纵向排列的两个圆形金属膜片。钻井液
密度传感器分钻井液进口密度传感器和钻井液出口密度传感器两种,二者整体
外观与标识无区别,只是部分钻井液进口密度传感器较钻井液出口密度传感器
的铁杆稍长。
(2)组成结构:
① 两金属压力膜片;
② 金属毛细管;
③ 膜片金属护罩;
④ 加长固定杆或本体;
⑤ 防爆接线盒及前置电路;
⑥ 信号电缆及快速插头。
(3)工作原理:钻井液密度传感器为一压差式传感器,在共本体总成上有
两个相差一定距离的压膜片,当传感器垂直浸入钻井液面之下时,由于两压膜
片距液面的高度不同,其所受到的压力不同,从而使两膜片间产生一压力差;
该压力差经两根毛细管传递给可变电容元件,使可变电容中间膜片变形,引起
电容量变化,将此信号转换成 4~20mA 标准电流信号输入给计算机。
(4)测量范围:该传感器的测量范围为 1~2.3kg/L。
图 2-1-2 钻井液密度传感器 图 2-1-3 钻井液电导率传感器
3)钻井液电导率(或电阻率)传感器
(1)外观见图 2-1-3 所示。钻井液电阻率(电导率)传感器总成上方是一
用于固定的铁杆,铁杆顶端的接线盒引出一根两芯颜色不同的信号接线,下方
是一高强度塑料质地的环形探头,探头周围有防护罩。钻井液电阻率(电导
率)传感器分钻井液进口电阻率(电导率)传感器和钻井液出口电阻率(电导
率)传感器两种,两者整体观与标识无区别,只是部分钻井液进口电阻率(电
导率)传感器较钻井液出口电阻率(电导率)传感器的铁杆稍短。
(2)组成结构:探头;金属防护罩;加长固定杆;防爆接线盒及前置电路;
信号电缆及快速插头。
(3)工作原理:钻头液电导率(电阻率)传感器包括电导率发射器和电导
率感应器,感应器是两个平行放置的激励线圈和拣拾线圈,发射器的振荡电路
产生一定频率的激励电压,供给激励线圈。被测钻井液构成两个线圈的共用线
圈,随着钻井液中所含导电电解质浓度不同,钻井液的电导率发生变化,从而
使拣拾线圈上感应的电压不同,该电压经相敏放大解调,再经直流放大及滤波,
最后经电压电流变换从而得到 4~20mA 的输出,该信号被计算机接收后,可以
转换得到钻井液的电导率(电阻率),由于
溶液电导率随溶液温度变化而变化,所以探
头内设计有温度补偿电路。
(4)测量范围:该传感器的测量范围
为 1~300mS/cm 或 0.03~3.00Ω·m。
4)钻井液体积传感器(浮子式)
(1)外观见图 2-1-4 所示。钻井液体积
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xyjilhvi
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