GNF 高溫高壓粘附儀使用說明書

一、  概述

GNF型高溫高壓粘附儀是一種模擬性的，具有多功能的試驗、測試儀器。該儀器可測鉆井液在常溫中壓（0.7MPa）及在常溫高壓（3.5MPa）下的濾失量，濾餅的粘附性能，同時還可測試鉆井液樣品在高溫（～170℃）高壓（3.5MPa）下的濾失量以及濾餅的粘附性能，因此，該儀器實現了一機多用，經過一次測試即可取得多種數據，勿需重復操作。該儀器結構合理，操作方便，靈活性高。具有精度高，重復誤差小，測試數據準確等特點。廣泛使用于各油田、科研院所、實驗室等部門。

二、型號及規格

GNF型

三、儀器的主要技術參數：

主要技術參數

 

四、儀器的結構及工作原理  

（一）QG80A管匯：總氣源經管匯裝置減壓穩壓輸出儀器所需氣源。（圖一）

（圖一）管匯結構圖

（表一 ）管匯組件結構明細表

序號	編     號	名稱及規格	數量
1	QG80	高壓膠管	2
2	QG80-3-1	放氣閥	1
3	QG80	減壓閥組件（左）	1
4	GB308-77	Y-60壓力表16MPa	1
5	QG80-3-3	四通管接	1
6	GB308-77	Y-60壓力表25MPa	1
7	GB308-77	Y-60壓力表16MPa	1
8	QG80	減壓閥組件（右）	1
9	QG80	高壓膠管	1
10	QG80	保險閥	2
11	QG80-20	氣瓶接帽	1
12	QG80-21	氣瓶接管	1
13	QG80-3-3	三通管接

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）加熱杯部件：它是與底座構成一體，是該儀器的基礎部件調溫器固定于加熱器上，通過手柄控制所需溫度。（圖二）

                        （圖二）加熱杯結構圖

（三）氣壓筒組件：它是由氣塞、彈簧等組成，它的作用是給粘附盤施加一定的壓力，以便使粘附盤與濾餅相粘合，測其摩擦系數。（圖三）

(圖三)氣壓筒組件結構圖

      （表二 ）氣壓筒組件結構明細表

序號	編       號	名稱及規格	數量
1	GNF·02-01	壓筒	1
2	GB3452.1-82	壓簧	1
3	GB3452.1-82	“O”型圈（φ18×2.4）	1
4	GNF·02-01	氣塞	1
5	GB3452.1-82	“O”型圈（φ25×2.4）	1
6	GNF·02-03	氣壓筒帽	1
7	GB3452.1-82	“O”型圈（φ8×1.9）	1

 

 

 

 

 

 

（四）鉆井液杯部件：是由鉆井液杯與杯蓋兩大件組成，濾網在鉆井液杯底部的濾網座上，鉆井液裝入杯內，通過O型圈與六個螺釘將兩件密封成一體。（圖四）

                     （圖四）鉆井液杯部件

（表三 ）鉆井液杯部件結構明細表

序號	編   號	名稱及規格	數量
1	GB71-85	錐端緊定螺釘M8×20	6
2	GGS42.01-07	濾網座	1
3	GNF.01-03	鉆井液杯	1
4	GB3452.1-82	“O”型圈Ф95×3.1	2
5	GB3452.1-82	“O”型圈Ф95×3.1	1
6	GB71-85	錐端緊定螺釘M8×10	6
7	GNF.01-04	杯蓋	1
8	GB3452.1-82	“O”型圈Ф25×2.4	1
9	GB3452.1-82	“O”型圈Ф13×1.9	1
10	NF.02-09	粘附盤	1
11	GB3452.1-82	“O”型圈Ф65×3.1	1
12	GB3452.1-82	“O”型圈Ф65×3.1	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（五）接收器部件：它是由接收器與接收閥組成，負責收集濾液，濾液由放水閥控制收集。見（圖五）

        （圖五）接收杯部件結構圖

（表四 ）接收杯部件結構明細表

序號	編       號	名稱及規格	數量
1	GGS42·01-03-01	放氣閥體	1
2	GB3452.1-82	“O”型圈（φ6×1.9）	1
3	GGS42·01-03-03	密封墊	1
4	GGS42·01-03-04	壓帽	1
5	GGS42·01-03-02	放氣閥	1
6	GGS42·01-04-01	接收器端蓋	1
7	GB3452.1-82	“O”型圈（φ37×1.9）	1
8	GGS42·01-04-02	接收器	1
9	GGS42·01-04-03	輸出接頭	1
10	GGS42·01	墊圈	1
11	GGS42·01-13-01	固定銷	1

 

 

 

 

 

 

 

 

（六）三通組件：由三通、放氣閥、氣源接頭、固定銷組成。是用來連接輸氣管和連通閥桿，實驗完后放掉管匯系統內余氣。見（圖六）

（圖六）三通組件結構圖

（表五）三通組件零件明細表

序號	編       號	名稱及規格	數量
1	GGS42·01-14-1	固定銷	1
2	GGS42·01-14-2	三通	1
3	QG80-23	氣源接頭	1
4	GGS42·01-14-3	放氣閥桿	1

 

 

（七）使用結構圖及明細

（圖七）使用結構圖

1底座  2放水閥桿  3接收器  4氣源接頭  5連通閥桿  6鉆井液杯  7加熱套   8粘附盤  9連通閥桿  10氣源接頭  11三通閥  12放氣閥桿  13三通閥  14放氣閥桿  15氣源接頭  16壓筒  17溫度表  18溫控旋鈕   19放氣手柄  20調壓手柄  21調壓手柄  22加壓桿  23扭距儀

（八）電器原理圖

（圖八）電器原理圖

（九）電器接線圖

（圖九）電器接線圖

（十）工作原理：

該儀器是模擬井下作業的實際情況而確定的參數進行工作的，它是將鉆井液通過加熱套部件加溫，并恒定于某一所需溫度，由QG80A管匯提供穩定的壓力作用于鉆井液之上獲其濾失量的多少。如果被測溫度大于90℃時為防止液體蒸發，而采用回壓裝置，按（API）標準測試程序，使壓力恒定在0.7MPa以回收濾液。然后自動下壓粘附盤讓其與濾餅粘實，以扭矩儀測其（常溫或高溫狀態下的）粘附系數

五、儀器的操作：

（一）儀器的使用

1、實驗前的準備：按圖所示將管匯組件安裝于氣瓶上由G5/8螺帽緊固。在確定調壓手柄處于自由狀態，打開氣源，此時管匯中間25MPa壓力表應顯示壓力為≥8MPa。將兩高壓膠管分別于管匯和三通組件對應部位連接牢固。見（圖十）

                    （圖十）操作示意圖

2、取出主機，檢查各部件、密封件、管件及電源部件是否可靠。

3、接通電源（220V交流）此時加熱指示燈亮，表示加熱套未工作。順時針轉動溫控旋鈕，加熱指示燈滅，使加熱套加熱。將溫度表放入恒溫杯一側孔內，約半小時左右，預熱加溫套至156℃，調整溫控器，加熱套溫度保持在所需溫度。見（圖十一）。

      （圖十一）操作示意圖

4、取出鉆井液杯，松開杯上緊定螺釘，取下杯蓋及濾網座，檢查濾網有無異物及不平整地方等傷痕，將連通閥桿裝于濾網座上擰緊。見（圖十一）

5、將濾紙仔細地平放在杯底部“O”型圈上依次把濾網座裝入，使濾網座與杯體的固定螺孔對正并用緊定螺釘緊固。見（圖十二）

                      （圖十二）操作示意圖

6、將攪拌好的鉆井液樣品倒入杯內至刻線處，將杯蓋連同粘附盤一同裝入, 使杯蓋與杯體的固定螺孔對正并以緊定螺釘壓緊（注：粘附盤應是清潔無暇地）。見（圖十三）

7、以氣壓筒組件為提放工具將其旋入鉆井液杯上端槽內，提起一同輕輕放入加熱套內，慢慢旋轉鉆井液杯，使其置于固定銷上，此時鉆井液在逐漸加熱，取下氣壓筒組件。見（圖十三）

（圖十三）操作示意圖

8、為了防止鉆井液沸騰，故應加0.7MPa壓力作用于鉆井液之上，此時只需，將連通閥桿旋入杯蓋上，依次將氣源膠管與三通閥連接，三通閥與連通閥桿插入固定銷連接，關閉三通閥的放氣手柄。

9、旋轉（圖七）所示調壓手柄（20），保持壓力在0.7MPa ，注意手柄（19）應關閉，逆時針旋松上連通閥桿90℃左右，至此減壓后的壓力進入鉆井液杯作用于鉆井液上。

10、將另一溫度表插入鉆井液杯小孔內，觀察溫度，待溫度恒定于150℃。

11、將接受器取出，關閉放氣閥，按（圖七）所示位置要求以固定銷同下連通閥桿聯接。

12、調整（圖七）所示調壓手柄（21）保持壓力0.7MPa準備工作結束。

13、當溫度恒定在所需溫度時，迅速調整（圖七）所示調壓手柄（20）使壓力增至4.2MPa，并迅速打開下連通閥桿，記錄時間。

14、觀察接收器壓力情況，如果大于0.7MPa可打開手柄回收一部分濾液的辦法，釋放壓力，恒定于0.7MPa。見（圖十四）

15、濾失時間一到，迅速打開放水手柄，將接收器內濾液全部排出，此時所收集的濾液即為失水量。記錄濾液體積。見（圖十四）

（圖十四）操作示意圖

16、將壓筒組件放入鉆井液杯凹槽內并轉60°左右，再把氣源三通閥按圖所（圖十四）操作示意圖示插入氣筒帽以固定銷關之，關閉放氣手柄。見（圖十五）

                     （圖十五）操作示意圖

17、打開（圖七）所示手柄（19）保持壓力1至3分鐘（根據測試需要自定）此時粘附盤已壓下并與濾餅粘實。

18、關閉總氣源和上下連通閥桿。打開（圖十六）所示放氣閥桿和三通閥桿，放出管匯和膠管內余氣。松開（圖七）所示管匯調壓手柄（20）和回壓手柄（21），呈自由狀態，取下固定銷，卸下壓筒、三通和回壓接收器，將組件連同管線一同取下。

                   （圖十六）操作示意圖

19、將加壓桿（22）卡于兩支柱之間，以施反扭矩，用扭矩儀測其某一時間粘附值，可根據需要繼續該步驟，每5分鐘測一點，測其最大粘附值（即粘附值不再增加為止）并記錄，測試完畢。見（圖十七）

                     （圖十七）操作示意圖

20、切斷電源，取下溫度表，將調溫鈕回復零位。

21、以壓筒組件為提放工具將鉆井液杯從加熱杯中提出冷卻。打開上連通閥桿放掉杯內余氣，按次序分別松開12個緊定螺釘，取下濾網座和杯蓋并洗凈烘干。

22、將全部件合理存放，備下次使用。

：嚴禁使用氧氣。

打開鉆井液杯蓋之前必須放掉杯內余氣。

：儀器使用完畢一定要將調壓手炳松開。

鉆井液杯放入加熱套時需輕拿輕放，慢慢旋轉使其至于定位銷上。

（二）粘附系數的計算：

根據牛頓摩擦定律，當粘附盤直徑2吋，差動壓力3.5MPa時；與濾餅之間產生最微小的滑動，由扭矩儀測出的值確定其系數f。以下分別是以N·m和Ibf·in讀值時，粘附系數的計算公式：

f=M×0.845×10^-2       式中:   f: 粘附系數   M:扭矩（N·m）

f=M×0.955×10^-3        式中:   f: 粘附系數   M:扭矩（Ibf·in）

 六、儀器的維護與保養

1、當移動、維修或清潔儀器時。要輕拿、輕放，以免造成部件變形影響精度和使用。

2、要按時檢查“O”形密封圈，經常更換。

3、調壓時，一定要逐漸加壓，以防止損壞壓力表，不得敲擊壓力表。

4、氣源管匯調壓手柄，實驗前均應保持自由壯態。

5、輸氣膠管嚴禁與腐蝕介質接觸。不得劃傷。

6、儀器所用粘附盤為主要測量部件，使用時一定要注意不要能傷表面。

7、儀器使用完畢一定要將鉆井液杯、鉆井液杯蓋、緊固螺釘、連通閥桿、粘附盤等另部件烘干并涂上潤滑油或潤滑脂，妥善保管。以備下次再用。

七、儀器的運輸與儲存

儀器的運輸與儲存應符合于JB/T9329-1999標準。產品應儲存在通風的室內，室內空氣中不含有能引起器件腐蝕的雜質。

八、故障的判定與排除

序號	故  障	原     因	排除方法
1	做濾失實驗時，有鉆井液從下連通閥桿口處溢出。	①濾紙質量差選用不當。 ②濾紙破碎，濾紙質量差。 ③濾網面未清洗干凈。 ④濾網面有毛刺。 ⑤加4.2MPa壓力時，升壓過快，擊穿濾紙。	①選用合適濾紙（988濾紙）更換。 ②更換濾紙。 ③重新清洗杯蓋濾網，更換濾紙。 ④修復網面手感無毛刺。 ⑤應慢慢加壓至4.2MPa壓力。
2	實驗時，杯體與加熱杯之間有氣體冒出。	①杯蓋安裝不妥。 ②連通閥桿“O”型圈（φ8×1.9）老化或破損。 ③杯內“O“型密封圈（φ65×3.1）老化或破損。	①重新安裝杯蓋調整緊定螺釘。 ②更換“O”型圈（φ8×1.9） ③需要更換密封圈“O“型密封圈（φ65×3.1）。
3	氣壓筒壓力小。	“O”型圈（φ18×2.4）老化、破損漏氣。	更換“O”型圈（φ18×2.4）。
4	實驗時，粘附盤與杯蓋之間有氣體冒出。	“O”型圈（φ13×1.9）老化、破損。	更換“O”型圈（φ13×1.9）。
5	測量粘附值時無粘附值。	粘附盤與濾餅之間假粘附。	重新放置濾紙，仔細清洗粘附盤。
6	如何鑒別連通閥桿的好壞。

九、隨機配件、工具、主要零部件及技術文件一覽表

（一）隨機配件、工具：

序號	名稱及規格	單位	數量	備    注
1	溫度計(0～200 ）	只	2
2	QG80A管匯	套	1
3	扭矩儀(0~30N·M)	只	1
4	高溫高壓濾紙(988)	盒	1
5	內六角扳手(4mm)	只	1
6	量筒(25ml)	支	1
7	活絡扳手(150mm)	只	1
8	加壓桿	只	1
9	輸氣膠管≥15MPa	根	2
10	“O”型圈（φ8×1.9)	只	8
11	“O”型圈（φ11×1.9)	只	5
12	“O”型圈（φ13×1.9)	只	5
13	“O”型圈（φ18×2.4)	只	3
14	“O”型圈（φ25×2.4)	只	3
15	“O”型圈（φ37×1.9)	只	2
16	“O”型圈（φ65×3.1)	只	6
17	三通組件	套	2
18	連通閥桿	只	2

 

 

 

 

 

 

（二）主要零部件：

序號	編   號	名稱及規格	使用部位
1	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ8×1.9）	連通閥桿
2	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ37×1.9）	回壓接收器端蓋
3	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ65×3.1）	鉆井液杯和杯蓋
4	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	三通閥
5	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ95×3.1）	鉆井液杯
6	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ25×2.4）	杯蓋壓筒槽
7	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ13×1.9）	鉆井液杯與粘附盤
8	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ18×2.4）	壓筒與氣塞
9	GB78-85	內六角錐端緊定螺釘M8×10	鉆井液杯底蓋
10	GB78-85	內六角錐端緊定螺釘M8×20	鉆井液杯蓋
11	GGS42·01-05	連通閥桿	杯蓋、杯底
12		988濾紙	鉆井液杯、杯底

（三）技術文件：

序號	名稱及規格	單位	數量	備    注
1	使用說明書	份	1
2	合格證	份	1
3	裝箱單	份	1