OWC9312C便携式稠化仪使用说明书.doc

OWC9312C型型 便携式增压稠化仪便携式增压稠化仪 使用与维护手册使用与维护手册 沈阳航空工业学院应用技术研究所沈阳航空工业学院应用技术研究所 电话：电话传真传真网址：网址：/ 地址：沈阳市皇姑区黄河北大街地址：沈阳市皇姑区黄河北大街 52 号（邮编：号（邮编： 110034） 目目 录录 一、仪器说明一、仪器说明3 二、仪器安装调试二、仪器安装调试3 三、仪器操作三、仪器操作3 1、电位计校准3 2、操作步骤4 3、报警提示5 4、高温操作6 四、仪器维护与保养四、仪器维护与保养6 五、便携增压稠化仪电器操作指南五、便携增压稠化仪电器操作指南6 5.1 电器原理6 5.2 电器操作6 5.3 3504 操作说明.7 3.3 三笔记录仪读数说明.10 六、常用故障及排除方法六、常用故障及排除方法10 七、附录七、附录12 附录附录 1 驱动拆卸图驱动拆卸图12 附录附录 2热器拆卸图热器拆卸图13 附录附录 3浆杯构造图浆杯构造图14 附录附录 4电位器构造图电位器构造图15 附录附录 5气动、液压系统原理图气动、液压系统原理图16 附录附录6 电气原理图电气原理图17 一一 、 仪器说明仪器说明 本仪器是严格按照 GB10238-1998 和美国石油学会 API 规范 10 的要求进行设计制造的， 是测定油井水泥浆稠化时间的仪器。 便携式增压稠化仪主要由高压釜、磁力传动装置、超高压气驱液压泵、液压管路系统、 报警系统、温度控制系统、电器控制系统、铝合金机箱、加热器、冷却水、压缩空气系统 等组成。便携式稠化仪的高压釜内装有 3KW 管式加热器。釜内压力由一个气动超高压泵 提供，用压缩空气将稠化仪专用的矿物油由油箱经阀门与管路压入釜内，再由超高压泵增 压。 便携式增压稠化仪有 1 支热电偶，用来测试水泥浆的温度，由温度控制器 3504 显示温 度并且施以程序升温和恒温。压力由压力表显示。这样釜内即可模拟井下的温度和压力条 件。测试水泥浆稠度时，把水泥浆注入浆杯中，浆杯由磁力传动器内轴带动，浆叶受到阻 力，使弹簧变形，弹簧带动电位器滑片产生变化的电信号。在高压回路中装有单向油滤， 滤出油中纤维和水泥颗粒。高压管路装有爆破片，用来保护整个超高压系统的安全。 试验后，要用冷却水冷却釜和油箱，以便在做高温高压试验后及时降温和取出电位计 与浆杯，使釜尽快冷却下来，进行下一次试验。 仪器主要技术指标：仪器主要技术指标： 最高温度 ：150 最高压力 ：120 MPa 加热器功率：3KW 浆杯转速：150r/min 稠度范围：0100BC 输入电源：AC 220V 50Hz 输入最大功率：3.5KW 体积（主箱）：350660680 cm3 （电控箱）：350350680 cm3 重量（主箱）：120 kg （电控箱）：23 kg 环境温度：1040 压缩空气：0.40.7 Mpa 冷却水压力：0.20.6 Mpa 二、仪器安装调试仪器安装调试 便携稠化仪安装前，在试验室内应有符合要求的电源 AC 220V50Hz、气源 1MPa 及 管线，水源 0.6MPa 及管线，仪器在使用前必须做接地保护！ 仪器到货后拆箱验收时，应平稳地将仪器从包装箱中移出，注意保护仪器面板上的仪 表和电器元件。虽然仪器在出厂前已经通过标准试验检验，但由于运输等原因，仪器在接 好电源、气源、水源后，仍应由熟悉该种仪器的有经验的专业人员通电、通气、通水进行 调试，证明仪器良好后，方可投入正常运行。 三、仪器操作三、仪器操作 便携式稠化仪进行操作使用之前，应检查所有阀门和开关是否处于正常使用位置，确 认正常后请接好电源、气源、水源。接下来检查各仪表显示是否处于正常状态、温度和压 力程序是否符合试验标准，注意首次开机前要确定电源电压和本设备要求电压是否相符。 1. 电位计的校准电位计的校准 电位计机构必须用电位计校正装置进行校正。校准按照 GB10238-1998 或美国石油协 会 API 规范 10 所规定的方法进行。 其步骤如下： A 将校正装水平置于稠化仪边缘，将校正器的接线插头插入面板上标有校正器的插座 内。 B 将电位计安装在校正装置台板上，电位计的指针所对的接线片应连接红线（+15） ， 然后依顺时针方向将另两个接线片分别连接黄线（-15） 、蓝线（地线） 。详见下图。 C 将定位块由上向下插入带有蓝色线夹子旁的定位孔内，将定位块上的线顺时针绕电 位计上 12 周后，经过滑轮挂上砝码座。详见下图。 D 打开直流电源开关。 E 由 50 克砝码座开始，重量依次递增，每次增加 50 克直至重量达到 400 克为止。每 加增加 50 克重量后用螺丝刀把轻敲几下校正器台板（每次用相同力度敲击 67 次数） 。以 克服机械摩擦造成的误差，分别记下每次加砝码后所对应的电压值。反复三次取一组平均 值。 2. 操作步骤操作步骤 2.1 便携式增压稠化仪在试验前要将兩个高压阀门及电器开关置于关闭位置，转换阀置 于“空气排放”位置。 2.2 按照 GB1023888 及 API 规范 10 中关于水泥浆配制方法的要求准备好水泥和水。 2.3 浆杯内部涂以凡士林油，组合好浆杯。 2.4 预置好温度控制器 3504（见五.3） 。 2.5 若釜内温度低于 27，可采用手动升温方式将初始温度升至 27。 2.6 制浆：用恒速搅拌器配制好水泥浆，迅速倒入浆杯，旋紧杯盖。 2.7 装入浆杯：用吊钩钩住浆杯上的两个小孔，把浆杯放入釜内，可以转动一下浆杯， 确使浆杯底部两个销子插入釜内浆杯台的两个孔中。打开电机开关，杯轴不应有较大的晃 动。 2.8 装入电位计：用吊钩挂住电位计横梁上的两个小孔中，将电位计装入釜内，使浆 杯轴插到电位计横梁的轴承孔内，电位计坐于驱动盘上，电位计的接触片与电极接触良好 后打开直流电源开关，电压表应有初始稠度值指示。 2.9 旋上釜盖（不准用橡皮锤敲击） ，旋至将接触釜面即可。 2.10 将热电偶插入釜内，拧入压紧螺母（不要拧紧） 。 2.11 注油：将转换阀门旋钮旋至“空气源”位置，使压缩空气通入油箱，进而把油压 入釜内。当釜内油满时，会从内偶压紧螺母处溢出，这时迅速拧紧压紧螺母。 2.12 加压：打开泵开关，增压泵开始工作，按规范要求，压力表值达到所要求的初始 压力，关闭泵开关。试验中压力值会随着温度的升高而上升，如果压力值不足或过高应手 动加压或泄压。 2.13 运行温度控制器的升温程序。 2.14 当稠度达到报警点时，控制系统发出报警指令，3504 面板上 AnAlm1 时间报警 灯亮并伴有蜂鸣声（短音） 。这时依次关闭计时器、直流电源、泵开关、加热器、电机、时 间报警复位开关（消除报警条件） 、气源开关阀，打开空气排放开关阀、高压释放开关阀 （注意此开关阀应当缓慢打开） 、空气至釜开关阀，当压缩空气将釜内油排净时，排气管末 端会发出排气声。这时关闭空气至釜开关阀。 （特别提醒注意第特别提醒注意第 1515 项操作一定不要打乱顺项操作一定不要打乱顺 序序） 2.15 旋松内热电偶压紧螺母（注意用白纱布捂在螺母外，以免釜内余压喷出油雾溅到 操作人员身上） ，确认釜内无气压时将压紧螺母旋出，拔出内热电偶，旋下釜盖（可先用橡 皮锤轻敲釜盖手柄，或用力向下敲击釜盖，使螺纹松动） ，勾出电位器和浆杯，将浆杯内的 水泥浆倒掉，清洗浆杯、浆叶、隔膜及小“O”型圈，重新涂油脂备用。 2.16 冷却水用于釜体冷却和试验时的过热调整。冷却水流量由冷却水阀门控制（本便 携式稠化仪的冷却水阀门是利用用户方的供水阀门） 。 3、报警提示、报警提示 便携稠化仪设有三种报警提示：压力超限报警、温度超限报警，稠度报警。 3.1 压力超限报警：为了安全起见，仪器在出厂时设定 130MPa（不可更改）压力超限报警， 当系统压力130MPa, 控制系统发出报警提示，蜂鸣器（长音）响，这时或者关掉电源停 止试验，或者打开高压释放，使压力回落到 130MPa 以内，系统停止报警，蜂鸣器不响， 继续试验。 3.2 温度超限报警：为了安全起见，仪器在出厂时设定 170（不可更改）温度超限报警， 当系统温度170，控制系统发出报警提示，蜂鸣器（长音）响，这时应立即关闭加热器， 关掉电源，停止试验。待系统冷却后，找专业人员检查一下电路及 3504 仪表配置（一般情 况下不会发生此种情况） 。 3.3 稠度报警：当稠度达到报警值时，控制系统发出报警提示，蜂鸣器（短音）响（按面板 上的复位按钮，蜂鸣器停止报警） ，这时系统自动关闭加热器、泵、计时器、电机，三笔记 录仪。 注：初次接触本设备人员，当蜂鸣器响时，可能无法分辨出短音、长音，只听到声音 辨别不出是何种报警，这时可以观察一下报警页面（如下图）当页标题显示为 AnAlm1， 此时发生的报警为稠度报警，当其显示为 AnAlm2，此时发生的报警为压力超限报警，当 其显示为 AnAlm3，此时发生的报警为温度超限报警。 4、高温操作高温操作 4.1 在实验温度高于 100时，试验后应先用冷却水使釜体降温，待浆杯热电偶温度低 于 93后，缓慢放掉剩余的压力，回油，以保证安全。 4.2 如果以快速升温的方案进行试验，而釜体是冷的，可预热到 32使釜体吸热，釜 体变热后将油压回油箱，再压回釜中，以获得规定的 27。这样可有助于消除温度的初始 滞后。 四、仪器维护与保养四、仪器维护与保养 1、每次实验完毕，应检查釜盖、釜口的配合处，如螺纹、密封圈、密封面。擦净上面 的水泥颗粒和杂质。如果在旋紧或开启釜盖时异常费力（往往是在高温高压实验后） ，要检 查调整环和橡胶密封圈是否变形，如果变形必须更换。 2、如果发现回油速度明显减慢（大于 4 分钟）应卸下高压油滤的滤芯，清除表面的纤 维、水泥颗粒等赃物，可用火焰烧滤芯，再用压缩空气吹净。 3、釜盖上的螺纹应保持有油膜润滑。 4、发现油脏时应更换新油。 5、发现釜内有水泥时应及时清理。其方法是：用磁力传动器内轴拆卸工具，将两根长 拉杆分别旋入浆杯台的两个螺纹孔中，拉出传动器内轴，拉时手要把稳，以防内轴吸附釜 璧上，防止打碎磁铁或把轴弄弯，轴拿出后，用纱布擦试干净，稳妥放在桌面上，远离 （至少 300mm）其他导磁材料及其杂物。旋下传动器下端堵塞，注意堵塞内有两个密封圈 不要丢失。用汽油（现场安全问题允许的情况下）或柴油等清洗剂冲洗、擦干，再用拆卸 工具装好内轴及旋好堵塞。 6、电位计应保持清洁和完好。每次试验后应擦除电阻片上沉积的水泥或其它赃物,保 持电阻片平整。定期检查电位计的滑动接触片弹性是否良好，如有松动应拧紧固定螺钉。 检查接触片和电阻片之间电接触性能是否良好，是否夹有水泥和已经氧化致使电接触不良。 7、电位计的轴承应保持清洁，转动自由，电位计弹簧固定位置变化，会影响零点电位， 应拧松电位器底面的三个螺钉，将弹簧位置调好，再拧紧螺钉。 8、每次做完试验都应彻底清洗、擦拭各零件，并涂上凡士林油，注意不要弄弯浆杯轴。 五、便携增压稠化仪电器操作指南五、便携增压稠化仪电器操作指南 5、1 电器原理电器原理 电器系统构成： 温度控制部分有热电偶、温控仪、固态继电器、加热器组成。 稠度测量部分由 15V 直流电源、电位计、电压表、记录仪组成。 驱动部分由电机、电容、开关组成。 计时器，控制电路，报警电路 增压部分由电磁阀、开关、泵组成。 电器原理图见附图 5、2 电器操作电器操作 2.1 操作前，面板上所有开关均应处于向下关闭位置。 2.2 接通主电源、温控仪显示初始温度，此时设定升温程序，方法见 3504 电脑程序 输入方法。 2.3 装入浆杯试样、电位计，旋紧釜盖，插入热电偶，加油，接通泵开关，加初始 压力。 2.4 运行程序，打开直流电源，电机，加热器，记时器，进入正常试验。 2.5 记录仪蓝、红、绿笔分别记录稠度、压力、及温度测量值曲线，接通计时器时 记录仪工作。 2.6 试验结束，当被测水泥稠度至报警值时，3504 报警指示灯亮，蜂鸣器鸣响，提 醒操作者注意、系统自动关闭电机、加热器、计时器，释放压力，取出浆杯电位计。 2.7 退出程序关闭面板上所有开关，然后关闭总电源。 5.3、35043504 操作说明操作说明 同时按（换页键）和（转换键）可以使 3504 显示回到初始页。在任何状态下按 都可以返回到页标题。常按显示会在页标题间循环。按住再按增值键或者减值键 ，显示能在页标题间向上或者向下移动。按住再按增值键或者减值键，显示能在 子标题间向上或者向下移动。 按 键 按 键 按 键 按 键 按 键 按 键 用户摘要页（显示 当前的稠度、压力 实测值及比例带设 定值） 稠度报警设定页 程序编辑页 当温度控制不稳 定时，可通过修 改此值使温度控 制准确（建议不 要轻易改动） 程序运行状态页 （此页参数只有 在程序运行时显 示） 电位计校正页 初始页 5.3.1 程序的编辑程序的编辑 以下图为例编辑程序： 按健，切换到“程序编辑页” ，然后按 连续显示如下参数并按“减”或 “增”根据上图修改部分参数值。 序号 名称 参数值 注释 1、 Program 1 当前设定的程序号（“1”不可改， 3504 只预设一个程序） ； 2、 Segments Used 3程序段数（“3”不可改，其值随着程序段 数的增加自动变化） 3、 Holdback Value 0.0 等待值（“0.0”可以修改，但其值不允许 修改，否则可能导致程序混乱） 。 4、 Ramp Units Hour 时间单位（“Hour”可修改，但其值不允许 修改，否则可能导致程序混乱） 5、 Cycles 1 循环次数（“1”可修改，但其值不允许修改， 否则可能导致程序混乱） 6、 Segment 1程序段 1（升温段） Segment Type Time程序段类型 Target SP 52.0目标温度设定值 Duration 0：28:00持续时间 当前压力实测值显 示页 当前稠度及电压值 Holdback Type Off 等待类型（此参数不可改动） 7、 Segment 2程序段 2（保持段） Segment Type Dwell程序段类型 Duration 4:00:00 持续时间 8、 Segment 3程序段 3 Segment Type End 程序结束段 End Type Dwell结束类型 5.3.2 设置初始输出功率设置初始输出功率 无论用什么方式加热，在加热前都应设置初始输出功率，设置方法如图 7 所示： 由初始页按“A/MAN” ，将出现上图所示的页面，按“减”或“增”调整初 始输出功率，一般将其设成 Out 8.0 ，调整完毕后再按两下“A/MAN”直至温控表上面的 “MAN”消失，即可返回初始页。 5.3.3 运行程序运行程序 上述设置完后，由初始页按“RUN/HOLD” ，将出现图 1 页面，再按“RUN/HOLD” ， 将出现图 2 页面（面板上沿出现“RUN” ） ，即程序开始运行。 图 1 图 2 5.3.4 程序退出程序退出 常按“RUN/HOLD” ，面板上沿“RUN”熄灭，即退出程序。 5.3.5 校正电位计校正电位计 （1）在校正电位计前，按将 3504 表页面调到“稠度报警设定页” （如前图） ，将报警 点从 100Bc 调到 120Bc, 以免校正电位计过程中，挂 400g 砝码时发生稠度报警给您带来不 便，电位计校正完之后，再将报警点调回 100BC 即可 （2） 、将校正装置与便携稠化仪连接好，按将 3504 页面切换至“稠度实测值显示页” ， 即如下图： （3） 、由 50 克砝码座开始，重量依次递增，每次增加 50 克直至重量达到 400 克为止。 每加增加 50 克重量后用螺丝刀把轻敲几下校正器台板（每次用相同力度敲击 67 次数） 。 以克服机械摩擦造成的误差，分别记下每次加砝码后所对应的电压值。反复三次取一组平 均值。(记下其对应的 Electrical Value 参数值图中 2.09V 将随着砝码的重量的变化而变化） 。 （4） 、按将页面切换至“电位计校正页”如下图： 按“减”或“增”将 ln n V （其中 n 值为 2-9）对应的参数值分别改成刚 记下的 8 个“Electrical Value”参数值（即：将 ln2 所对应的参数值改成 50 克砝码所对应 的“Electrical Value”参数值ln9 所对应的参数值改成 400g 砝码所对应的 Electrical Value 参数值） ，其中“ln1 V”固定设置为 0.00， “ln10 V”固定设置为 15.00，而 “电位 计稠度校正页”的另一个参数“Outn Bc”(其中 n 为 110)的值固定不动（即“Out1 Bc” 为 0.0、 “Out2 Bc”为 9.0、“Out9 Bc”为 100.0、Out10 Bc 为 150.0，其中 “Out2 Bc”“Out9 Bc”依次递增 13Bc） ，如与所列值不符，可按“减”或 “增”将其改成上述所列值。 4、三笔记录仪读数说明、三笔记录仪读数说明 1、记录仪有三个表笔，分别为绿色、红色、蓝色，其中绿色表笔记录温度，红色表笔 记录压力，蓝色表笔记录稠度。 2、记录纸横着看为温度、压力、稠度坐标，其共 10 大格，每大格有 5 小格，竖着看 为时间坐标，其大格数随着记录纸长度增加而增加，每大格有 5 小格。 2.1 时间读数：从记录纸上竖着看，每大格 10 分钟，每小格 2 分钟。 2.2 温度读数：满量程（10 大格）200，每大格 20，每小格 4。 2.3 压力读数：满量程（10 大格）200Mpa, 每大格 20MPa, 每小格 4MPa 2.4 稠度读数：在校正电位计时，分别记下挂 50g, 100g, 150g, 200g, 250g, 300g, 350g, 400g 砝码时对应的蓝表笔所在位置，具体使用时，读数以校正后蓝表笔所在位置为准，其 余各点以校正点为准按线性计算(例如：挂 100 克砝码（22BC）对应的位置是 7 小格处， 挂 150 克砝码(35BC)对应的位置为 12 小格处,从 8 小格到 11 小格的 4 小格均分 13BC,每小 格为 3.25BC)。 六六 、常见故障及排除方法、常见故障及排除方法 故障现象故障现象可能故障因素可能故障因素排除故障方法排除故障方法 ln n V 值 （n 为 1-10） ，按“减”或 “增”可改变其值，按可连续在 ln1 Vln10 V 参数间切换 Electrical Value 参数值 泵不工作 1.电磁阀损坏 2.泵换气阀卡死 3.泵液压柱塞卡死 4.泵内连接件脱离 1.电磁阀通电后应通气，若损坏更换 电磁阀。 2.3.开泵检查，卡死部位拆下后用细 砂纸修磨或更换新件。 4.将脱离件重新装好。 泵工作但打 不上压 1.盖部位、高压阀或高压系统其它 部位有大的泄漏 2.单向活门损坏 3.油箱内油量不足 4.磁驱动体泄漏 5.爆破片损坏 1.拧紧或更换密封件。 2.检查单向活门如损坏应更换单向