SZJ型钻井多参数仪说明书版Word文件下载.docx
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十、泥浆密度测量系统·
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十一、总烃含量和硫化氢含量检测系统·
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十二、总线盒（仅总线型）·
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十三、采集器（仅集散型）·
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十四、司钻显示台单元（液压分体箱）·
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十五、前台钻显单元·
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十六、后台队长办公室单元·
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十七、软件操作（仅总线型）·
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十八、参数节点地址分配表（仅总线型）·
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十九、配件清单·
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附录一、软件操作（主要用在SZJ集散型系统）·
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附录二、刻度的附加说明·
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附录三、超声波传感器的设置·
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一．概述
1．系统描述
SZJ型钻（修）井多参数仪是我厂为配套钻机和修井机设计生产的参数仪表，测量显示钻机或修井机在作业过程中大钩悬重和钻压﹑转盘扭矩﹑立管压力﹑吊钳动力钳或套管钳扭矩﹑转盘转速﹑1#--3#泵泵速、泥浆回流百分比、1#-8#泥浆罐体积、泥浆罐总体积、泥浆密度、泥浆温度、泥浆电导、总烃含量、硫化氢含量、井深、游车高度、钻头位置、钻时等参数的变化情况，帮助司钻掌握钻机的工作状态。
我厂从90年代中后期开始引进国外马丁·
代克钻井仪表，在近10年的发展中，已形成SZJ型系列产品，能满足国内国外不同用户、不同钻机、不同性价比的需要的钻修井多参数仪。
在科学技术飞速发展的今天，数字化已得到广泛运用。
尽管如此，我厂的各种类型钻修井多参数仪一方面紧跟电子技术发展的趋势，采用新技术、新理念，同时另一方面根据钻井现场的恶劣工矿，将电子、液压互补运用，最大限度地提高产品稳定性、实用性、技术领先性。
从系统组成上，SZJ型系列钻修井多参数仪可分为如下几种类型：
SZJ普通型：
由司钻显示台、传感器及管线组成，没有参数记录功能（指重表记录选配），可用在低端配置的修井机、小型或改造钻机上，其司钻显示台由各规格液压机械表、低温背光密封防爆数字表组成，一般采用平放或吊装在钻台上。
（建议：
7参数以上请采用集散型或总线型）
SZJ集散型：
由司钻显示台、传感器、采集器、队长办公室电脑终端、安装支架及管线组成，其司钻显示台典型采用液压、液晶数显一体式，可安装在钻台上或司钻操作房内，也可根据用户需要采用液压、液晶显示分体式，还可采用触摸屏显示。
所有传感器的信号经过采集器处理分两路，一路送给液晶显示部分，另一路送给队长办公室电脑终端显示、记录、打印，同时借助第三方系统可实行GPRS/CDMA数据网络传送。
该系统可以处理常规钻井所需要的20个原始参数。
SZJ总线型：
由司钻显示台（前台）、传感器、队长办公室电脑终端（后台）、安装支架及管线组成，其司钻显示台典型采用液压、PC104采集+触摸屏分体式，可安装在钻台上或司钻操作房内，也可采用全一体式（主要使用在司钻操作房内）。
所有传感器通过总线模块串在CAN总线电缆上，分别在前台触摸屏、后台工控机显示所有参数的实时数字及曲线并记录、打印，同时可实现GPRS/CDMA数据网络传送，并可支持一定的钻井自动控制。
以上系统均测量准确，可靠性高，具有防水、抗震﹑防爆﹑耐腐蚀的特点，是确保井场安全作业，提高钻井效率，保证钻井质量，降低钻井成本的重要设备。
2．系统框图
图一、SZJ集散型钻井多参数仪系统示意图
图二、SZJ总线型钻井多参数仪系统示意图
图三、SZJ普通型钻井多参数仪系统示意图
二．主要技术指标
1﹑工作温度:
-30℃－70℃
2﹑相对湿度：
0-90％
3﹑大钩悬重和钻压
1）测量范围：
0-500×
10kN
2）测量误差：
≤1.5%
4﹑转盘扭矩：
0–40kN.m（显示方式0－500刻度）
≤5%
5﹑吊钳扭矩：
1）测量范围：
0–100kN（以尾绳拉力表示）
≤2.5%
6﹑立管压力：
0–40MPa
7﹑钻深
0-9999.9m
≤0.5%
8﹑转盘转速：
测量范围：
0–300r/min
9﹑1#和2#泥浆泵的泵冲速：
0–300冲/min
10﹑泥浆回流：
0－100%
2）测量误差：
≤2%
11、泥浆罐体积：
0—999.9立方米
12、泥浆密度：
0.8~2.0g/cm3
≤0.02g/cm3
13、全烃：
0～100%LEL（烃类气体爆炸下限的浓度）
≤±
5%LEL（F·
S）
3）响应时间：
小于15秒（90%响应）
4）最远安装距离1000米
14、硫化氢：
0～100ppm
5%F·
S
小于60秒
15、工作电压：
220VAC10%47-63Hz
三．指重测量系统
1．系统组成与工作原理
指重测量系统由指重表传感器、重量指示仪（安装在司钻显示台内）、总线模入模块（仅总线型有）、连接管线和电缆组成。
大钩载荷通过钢丝绳作用在指重表死绳固定器上，再通过杠杆机构作用在指重表传感器上，产生压强作用于重量指示仪的两根弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构分别带动两根表针偏转，从而指示出大钩悬重和钻压。
集散型：
指重表传感器获得的液压信号驱动表盘和压力变送器，压力变送器获得的电流信号在采集器内进行处理，由后者传送到队长办公室和司钻显示台。
总线型：
压力变送器获得的电流信号在总线模入模块内处理，再通过总线电缆送入前台钻显单元和后台队长办公室单元。
2．安装、调试与使用
指重表的安装可参见《使用说明书附图》中的“指重表安装图”（图号CT-7）。
1．死绳固定器
1）死绳固定器安装位置在不影响死绳位置的情况下，用螺栓牢固地固定在钻机底座上，不要使钢丝绳接触井架的其他任何物体。
采用钢架底座时，钢架底座不得变形，以免造成恶性事故。
2）死绳沿绳轮的绳槽缠绕三圈后，放入相应的绳卡中，用压紧块和螺栓螺母压紧。
绳卡与钢丝绳必须放正、贴合，以防止钢丝绳滑动。
2．重量指示仪
1）将装有重量指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
2）用连接管线将死绳固定器上的传感器与司钻显示台上的对应接头相连。
3）打开悬重、钻压缓冲阀，此时悬重指针应回零位，否则应用拔针器拔出指针重新定位。
4）检查传感器内液体是否足够（观察传感器的法兰与扶圈的间隙予以判断，8~14毫米为正常），及时用手压泵补充。
补充液体时，应将游车系统放置在钻台上，使指重表处于无载荷的情况下补充液体，并将放气阀打开，排净空气。
5）当下入最后一根钻杆时，应将钻具悬空，转动旋扭，使灵敏表盘的零点与长表针对正；
同时按下前台钻显触摸屏或司钻显示台右上方的“钻压回零”按键，将钻压置零，这是保证计算机显示、记录钻压所必需的。
钻进时，灵敏表针反时针偏转，其指示值即为钻压值。
6）指重表背面有6个螺钉，当更换指重表表盘或者将表盘翻面时，只需拆去标记有“B”的四个螺钉，标记有“A”的两个螺钉不能拆去，详见图CT-7。
7）装在司钻显示台内的指重表机械记录仪是当计算机记录不能正常工作时备用的。
打开记录仪箱盖，用时钟钥匙将记录时钟发条上满弦，拧下螺帽更换记录纸，调整记录笔的起始位置，使其与指重表针的起始位置相符，记录仪即可记录指重表一天的工作曲线。
8）由于灵敏指针的摆动幅度较大，故在起、下钻具时，应轻提轻放，避免灵敏表针有甩松（脱）现象。
须经常检查指针是否松动。
9）因操作需要，当钻具出现剧烈震荡时（如爆炸解卡），应提前将缓冲阀关小或将连接管线呈螺旋形式联结，使液压管路系统振幅减小，从而保护指重表免受损伤。
3．总线模入模块（仅总线型）
1）可利用M20×
1.5外螺纹将压力变送器和死绳固定器上的传感器通过连接管线连接，拧紧力矩不得超过30ft-1bs（或40N·
m），安装前应在接头处放上密封胶带。
应尽量将变送器安装在通风干燥处，避免强光直接照射和雨淋，否则将降低变送器的性能及影响其寿命。
2）模块应选择好的安装场所，便于维护和操作，同时应尽可能靠近压力变送器或电量传感器，并尽量避免强光直接照射和雨淋。
选好安装位置后，通过模块底部的安装孔将其固定。
3）将压力变送器或电量传感器的连接电缆接至模块的标有“传感器”的插座，标有“CAN总线”的插座与前后总线电缆相连，若此模块是最后一个节点，则应将标有“CAN总线”的插座的密封盖拧紧，保证模块的密封性。
电缆连接可参见图号为SZJ-2.2D.2的节点盒布局示意图和图号为SZJ-2.2D.4的A类节点连线图。
3．仪器的维护与保养
1．仪器在钻机搬迁时，应卸掉载荷，使表针回到零位，同时关闭重量指示仪上的缓冲阀，再卸下连接管线。
2．仪器使用过程中，应保持仪器的清洁。
切不可用蒸气冲洗仪器玻璃，造成玻璃爆炸。
3．仪器使用的液体应干净、无沉淀物，以避免管线堵塞，影响仪器的性能。
4．定期将仪器送检，由专业维修人员按《JJG（石油）03检定规程》进行维修、保养和检定。
5．为延长仪器的使用寿命，钻机使用负载的范围，原则上以不超过指重表最大负荷80%为准则。
6．每天在工作前，应清除传感器上的碎石、泥浆和冰块；
同时检查传感器的法兰与扶圈的间隙是否符合要求，小于要求时，应立即补充液体。
7．定期拆下绳轮中部的端盖，在轴承上涂钙基润滑脂。
8．每24小时更换一次记录纸，检查记录笔是否缺墨水，如果缺墨水，应及时更换记录笔。
4．故障原因及排除办法
故障
原因
排除办法
指针不稳定或卡滞
缓冲阀调节不正确
重新调整缓冲阀阀杆。
指针之间或与表盘、玻璃摩擦接触
卸下外壳和玻璃，矫正指针，重装外壳、玻璃。
放大机构中有脏物
卸下框盖、表盘，用煤油清洗干净放大机构，然后重装。
显示数值不准确
死绳与井架摩擦
对正绳道，保证畅通。
绳轮转动不灵活
清洗轴承并加润滑脂。
传感器受限制
清除外部障碍物，并清洗干净。
液体不足
给传感器补注液压油，并在放气阀上放出气体和多余液体。
无显示
缓冲阀关闭
快速接头不通
调整快速接头，详见图CT-8。
总线电缆断线或短路（仅总线型）
检查各电缆两端插头对应插针是否连通或与其他插针短路；
检查模块总线输入插座与总线输出插座对应插孔是否连通或与其他插孔短路。
压力变送器工作电压不正常
用万用表测传感器工作电压，应为+20V-+25V，若超过此范围应检查系统电源模块的+24V输出端。
压力变送器损坏
及时更换。
5．注意事项
1．在安装指重表时，应首先检查钻机参数与指重表参数是否相符。
1）检查钻机额定死绳拉力与重量指示仪表盘上的最大死绳拉力是否相符。
2）检查游车系统的钢丝绳股数与重量指示仪表盘上的绳数是否相符。
2．买仪器时，应当注明重量指示仪表盘配套的绳股数和最大死绳拉力。
3．死绳固定器、传感器和重量指示仪是相互配套的，禁止不同型号之间相互搭配使用。
4．如果使用其它厂家的死绳固定器，请按照其技术要求进行安装。
5．为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
6．所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也不可在大功率设备附近穿过。
7．在防爆场合应切断电源再插拔航空插头连线。
四．转盘扭矩测量系统
机械钻机转盘扭矩测量系统由惰轮式转盘扭矩传感器、转盘扭矩指示仪（安装在司钻显示台内）、总线模入模块（仅总线型）、连接管线和电缆组成。
钻井过程中，柴油发动机通过一系列传动装置，经传动链条带动绞车和转盘，转盘驱动钻具，实现钻进。
传动链条的张紧程度可对应于转盘的扭矩，当井下钻具发生异常或地层岩性发生变化时，转盘扭矩产生变化，从而影响到链条张紧力的变化。
根据这一原理，转盘扭矩测量系统通过测量转盘驱动链条的张紧力，间接反应转盘扭矩。
将转盘扭矩传感器安装在转盘驱动链条紧边下面，传感器上的惰轮顶起链条，形成一个夹角；
当转盘对钻杆施加扭矩时，链条对惰轮产生一个与转盘扭矩成正比的向下压力，此压力通过传感器上的液压系统产生一个压强，再由连接管线传递到转盘扭矩指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出转盘扭矩。
对电动钻机，转盘扭矩测量系统由霍尔传感器及电动转盘扭矩指示仪组成，霍尔传感器卡在主电机电源线上，转盘产生扭矩将反映电机电流的改变，系统根据电机电流与扭矩的变化关系曲线计算出转盘扭矩的具体数值。
由于其安装只需卡在主电机电源线上，比较简单，因此以下说明均指机械式转盘扭矩测量系统。
1．转盘扭矩传感器
转盘扭矩传感器根据钻机的不同可有两种安装方式，一种是封闭式链条箱的安装，另一种是半封闭式链条箱的安装。
半封闭式链条箱的安装方法与全封闭式链条箱类似，只是无须在链罩上打孔，因此以下以封闭式链条箱的安装为例进行说明。
具体安装可参见《使用说明书附图》中的“转盘扭矩传感器安装图”（图号CT-6）。
1）转盘扭矩传感器最理想的安装位置是在转盘的驱动链条箱内链条紧边的下面，惰轮在主动链轮和从动链轮的中点。
安装传感器的底板平面与链条紧边中心线（绷直状态）平行，距离为350毫米。
传感器的摇臂自由端朝向主动链轮方向。
在链罩正对传感器的地方开一个600毫米×
400毫米的检查窗口，配上窗盖及密封垫（必须保证箱体的原有刚度），并在链罩靠近传感器液压缸的地方开一个φ28的圆孔（圆孔的边缘和端面必须整齐平整），以便引出传感器的油管。
2）用螺栓把传感器焊接底板固定在传感器底座上。
3）把传感器放在链条箱内，使传感器侧面正对检查窗口，摇臂自由端朝向主动链轮方向。
4）调整传感器的位置，使惰轮和主、从动链轮三者的中心在同一平面内，此时，链条的滚子骑在惰轮的凸缘上，请注意不要让链条联接板擦到惰轮，以免惰轮损坏；
然后，将传感器的焊接底板焊牢。
5）将液压弯头装在链罩上。
2．转盘扭矩指示仪
1）将装有转盘扭矩指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
2）用连接管线将传感器与司钻显示台上的对应接头相连。
3）调节转盘扭矩缓冲阀，使其处于全开位置。
4）使链条不与惰轮接触，调节表盘旋钮，使指针对准零位。
然后放下链条。
5）将手压泵与转盘扭矩注油口（在司钻显示台内），用手压泵注油，并将放气阀打开，排净空气，再拧紧放气阀，继续注油，直到转盘扭矩指示仪的读数为40~60左右。
6）锁上转盘止动器，小心合上转盘离合器，使链条产生较大拉力，指示仪读数应在300~400之间；
否则，应再用手压泵将油注入系统，或放一些油，重复调试。
3．总线模入模块的安装可参见指重测量系统的相应部分（使用说明书第3章）。
1．经常检查管线接头是否渗漏，对漏油的接头如果通过拧紧或者更换密封圈仍无效果就应更换。
2．使用过程中，应保持仪器的清洁。
切不可用蒸气冲洗仪器玻璃，以免造成玻璃爆炸。
3．使用的液体应干净、无沉淀物，以避免管线堵塞，影响仪器的性能。
4．定期拆下窗盖，检查惰轮的磨损情况，如果过度磨损，凸缘表面剥落失圆，应更换惰轮。
更换惰轮的步骤为：
1）卸下转盘扭矩传感器惰轮主轴端盖螺钉和主轴固定螺钉；
2）卸下主轴端盖，使惰轮和主轴从支臂上落下来；
3）抬起支臂，取出惰轮；
4）换上新惰轮，按拆卸顺序装好；
5）向轴承室内注满钙基脂。
指示仪不稳定或不灵敏
液压管线中有空气
将放气阀松开，注油，排空气。
惰轮过度磨损
更换惰轮。
指示仪内机械部件损坏
更换指示仪。
显示值过低
给传感器补注液压油。
液压缸密封圈损坏
更换液压缸密封圈。
压力变送器工作电压不正常。
1．购买仪器时，应根据钻机或修井机的转盘驱动链条箱内宽和链条的型号选择相应的转盘扭矩传感器。
2．安装转盘扭矩传感器时，驱动动力要关闭。
3．为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
4．所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也不可在大功率设备附近穿过。
5．在防爆场合应切断电源再插拔航空插头连线。
五．立管压力测量系统
立管压力测量系统由立管压力传感器、立管压力指示仪（安装在司钻显示台内）、总线模入模块（仅总线型）、连接管线和电缆组成。
立管内的泥浆压力通过传感器中的胶杯作用在液压油上，再由连接管线传递到立管压力指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出立管压力。
安装可参见《使用说明书附图》中的“立管压力传感器安装图”（图号CT-5）。
1．立管压力传感器
传感器应装在钻台上约2米高的位置，便于安装和拆卸。
安装时，泥浆泵不能开动。
1）在泥浆立管上开一个圆孔，焊上一个带有2"
NPT公螺纹的短节，焊缝应密封牢固。
2）在短节上缠上聚四氟乙烯薄膜带，将传感器上的公由壬装在短节上。
3）将传感器胶管与立管压力指示仪相连，向传感器注油，当胶杯侧壁刚好互相接触时，停止注油；
如果胶杯是圆的，表示注油不足。
不要过量注油，以免损坏胶杯，详见图CT-5。
4）在公由壬丝扣上涂丝扣油，再将缸体及母由壬安装在公由壬上，拧紧母由壬（可在立管和传感器之间装一个闸门），立管压力传感器的方向最好垂直向上。
5）高压软管不要绷得过紧，应在钻台下面走线为好，用扎带或者软绳将高压管线固定在井架底座的珩架上。
2．立管压力指示仪
1）将装有立管压力指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表盘数值。
3）调节立管压力缓冲阀，使表针不至振动过大。
1．仪器在钻机搬迁时，应关闭泥浆泵，将传感器卸下，清洗胶杯内的泥浆，同时关闭立管压力缓冲阀，再卸下连接管线。
2．仪器使用过程中，应保持仪器的清洁，切不可用蒸气冲洗仪器玻璃，造成玻璃爆炸。
4．经常检查管线是否漏油。
5．传感器胶杯是易损件。
更换时，应先关闭泥浆泵，用专用扳手从传感器中卸下压盖，取出旧胶杯，清洗缸体，然后把新胶杯装入缸体，不要划伤胶杯，再装压盖，使压盖端面与缸体端面平齐，详见图CT-5。
指示仪内机械损坏
泥浆沉淀
卸下传感器上的母由壬，清洗胶杯，如发现胶杯破烂，应更换胶杯。
给传感器补注液压油，详见图CT-5。
1．由于立管内的泥浆是高压，所以立管上所焊短节应牢固可靠，各个接头应拧紧。
2．应在系统无压力的情况下调节缓冲阀。
3．请勿向系统过多注油，以免损坏胶杯。
4．为保证测量精度，液压管线应安装在温差变化较小的地方。
5．所有屏蔽电缆不要与其它电源线一起通过导线管或明线槽，也不可在大功率设备附近穿过。
6．在防爆场合应切断电源再插拔航空插头连线。
六．吊钳扭矩测量系统
吊钳扭矩测量系统由吊钳扭矩传感器、吊钳扭矩指示仪（安装在司钻显示台内）、总线模入模块（仅总线型）、连接管线和电缆组成。
吊钳扭矩传感器安装在吊钳尾绳上，当钻杆上扣时，在吊钳尾绳上产生一个与上扣扭矩成正比的拉力，这个拉力通过传感器中的活塞作用在液压油上，再由连接管线传递到吊钳扭矩指示仪的弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出吊钳尾绳拉力。
安装可参见《使用说明书附图》中的“吊钳扭矩传感器安装图”（图号CT-4）。
1．吊钳扭矩传感器
传感器安装在吊钳尾绳上靠近固定桩的一端，穿过传感器缸体端吊环的钢丝绳，绕成环形拴在固定桩上，活塞杆端吊环拴在吊钳尾绳上，钢丝绳绕成环形结后用绳卡固定牢。
传感器安装完毕后，检查是否卡牢。
在传感器受拉时，尾绳中心线尽量处于水平状态，并与吊钳臂成90度夹角。
如果尾绳中心线与钳臂不垂直，所读出的拉力求出的力矩将有比较大的误差。
2．吊钳扭矩指示仪
1）将装有吊钳扭矩指示仪的司钻显示台固定在司钻的前面，让司钻能直接观察到表
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