MC说明书(中)

M/C Drillwatch 钻井监测仪使用说明书一概述二、安装三、四配置和校验操作维修保养第一章概述1-1 系统简介M/C Drillwatch 型钻井参数仪（以下简称仪表）是美国M/D Totco 公司与中国石油天然气集团公司重庆仪器厂合作生产的新产品，它引进、吸收了M/D Totco 公司先进技术，主要关键部件采用M/D Totco 的产品，并结合各国钻机及仪表使用者的实际情况精心设计和制造的，该仪表用于监测钻井过程中多个钻井参数变化情况，是司钻、钻井工程师必不可少的得力助手。

仪表主要有九个测量系统，可以监测大钩悬重、转盘扭矩、立管压力、吊钳扭矩、转盘转速、泵冲速、出口排量、井深、泥浆体积等钻井参数,以及派生参数包括钻压、大钩位置、大钩速度、机械钻速、泥浆增减量及总体积等。

1-2 系统构成及特点整套仪表包括显示表台、VIP 计算机工作站、数据采集处理单元（DAQ ）、各测量单元系统的一次仪表（即传感器）、稳压电源、在线式UPS 电源、液压管线、电缆线及有关安装附件。

仪器系统图见附图。

本仪表根据司钻的习惯，专门进行了配套设计和制造，首先是显示表台采用全不锈钢设计，除井深、机械钻速、泵速、出口排量、转盘转速采用液晶显示外，其余参数全部采用进口指针表显示；所有泥浆参数用独立的宽温、抗震液晶显示器显示。

数据采集单元（DAQ ）集中处理各传感器的信号，并对于钻井工程中各类异常情况及时报警；处理后的信号一路送给显示表台，一路通过同轴电缆将信号传送到远距离的钻井工程师室内的VIP 计算机工作站，VIP 计算机工作站显示和记录工程数据，并保存数据备份。

这样，司钻和钻井工程师可以在不同位置及时了解和掌握钻井工况及设备运行情况，避免盲目性。

因此，该仪表是促进科学、安全钻井，提高钻井效率的重要装备。

仪表传感器主要选用进口传感器，保证了一次仪表的精度和可靠性。

传感器包括大钩悬重、立管压力、转盘扭矩、吊钳扭矩、泵速、转盘转速、出口排量、泥浆体积及井深传感器。

其中大钩悬重、立管压力、吊钳扭矩传感器输出的是液压信号，经进口的压力变送器，将液压信号转换为标准电信号；泵速及转盘转速传感器采用非接触式的接近开关，将泵速、转速信号转换成频率信号；出口排量传感器将流量信号转换为叶片位移量再转换为电压信号；井深传感器是旋转光电编码器，将游车位移量转换为脉冲信号。

泥浆传感器采用超声波液面探测仪，将液面高度转换为标准电信号。

这些传感器精度高、寿命长，使用安全可靠。

全部传感器均为本质安全型。

DAQ系统是整个系统的核心组成部分，采用M/D Totco公司原装进口件，它将现场信号进行采集、处理，实现显示、报警、通讯等几大功能。

它具有23 个模拟通道、14个数字通道。

FSK通讯数据传输抗干扰、可靠性好、支持远距离通讯，最大距离达600 米。

VIP 计算机工作站系统由工业计算机（简称工控机）、在线式UPS 电源、宽行彩色喷墨打印机组成。

工业计算机，选用高档配置，运行速度快，性能稳定可靠。

VIP 软件采用M/D 的原装英文界面。

软件界面以实时数据、实时曲线、实时柱状图三种形式显示所有钻井参数。

该软件可以对全井的瞬时数据以每天一个文件保存。

用户可以根据现场的需要立即回放处理，从中可以分析整个钻井工况以及事故发生的原因。

宽行彩色喷墨打印机可连续走纸，适合现场要求，数据根据需要送到打印机进行实时或回放打印。

UPS为在线式，在断电后能连续工作1小时，切换瞬间无波动，并对外电进行调整，使输出交流电的波形和幅度更加符合需要，保证系统的正常运行。

该仪表系统结构合理，安装方便，操作简单，更加适合各国钻井工程。

1- 3 主要技术指标（一）大钩悬重：1. 测量范围：悬重0 ~ 4200kN钻压0 ~ 500kN2. 精度：±1 .5 %（二）立管压力：1. 测量范围：0 ~ 35Mpa2. 精度：±1 .5 %三、转盘扭矩：1. 测量范围：0 ~ 35 KN-M2. 精度：±2 .5 %（四）钻井液出口排量：1. 测量范围：0 ~100 （显示方式0 ~ 100 %）2. 精度：± 2.5 %（五）钻井泵冲速：1. 测量范围：0 ~200 冲/分2. 精度：±1 .5 %（六）转盘转速：2. 测量范围：0 ~300 转/分2．精度：±1 .5 %（七）吊钳扭矩：1. 测量范围：0 ~ 11000Kg2. 精度：±1 .5%（八）井深：1.测量范围：0 ~ 9999m2.精度：± 0.1%（九）泥浆体积：0~50m3 1.测量范围：0 ~50 m3 2.精度：± 0.25%第二章安装2- 1传感器的安装2- 1-1大钩悬重测量系统1. 安装：大钩悬重传感器固定安装在死绳固定器上，将液压软管线的自封接头一头与传感器连接，另一头与显示表台上的导流板连接。

注意管线走向应合理，不要弯得过急或绷得太紧，并应避免被其他物体挤压或切割，最后用尼龙扎带将液压软管固定在井架桁架上。

大钩悬重指示仪(即指重表)以及阻尼器、排气阀均已安装在显示表台上。

2. 调试：(1) 安装完毕后液压系统必须进行充油和排空气。

将手压油泵的液压管线与传感器充油接头相连接，上下摇动摇杆向传感器泵油。

液压系统排空气应根据传感器和指示仪的高低，按先低后高的顺序进行。

注意在充油过程中油杯内液面高度不得低于油杯高度的一半。

如图2-1。

图2-1 死绳拉力传感器及手压泵(2) 为了使指重表的悬重和灵敏指针在使用时灵敏、稳定，应对指重阻尼器、灵敏阻尼器进行必要的调节。

首先顺时针方向转动阻尼器T型阀杆，使阻尼器处于关闭状态。

然后反时针方向转动T型阀杆两圈。

观察指示仪指针摆动情况。

如过于灵敏，应关闭1/3—1/4圈，如太迟钝，则打开1/4~1/3圈。

如此反复调节，直到调节出满意的阻尼效果为止。

3. 使用仪器安装调试完毕后，便可投入使用。

大钩悬重及钻压是钻井作业中必须监控的参数。

当全部钻具下到井中，指重表主指针指示值即为大钩上的悬重。

这时将游动刻度盘的零位对准灵敏指针，然后施加钻压开始钻进，灵敏指针指示值即为钻压。

在钻进过程中，司钻必须时刻观察钻压的变化，不断控制刹把加以校正, 使钻压稳定，送钻均匀，从而提高钻井质量。

在大钩悬重测量系统使用期间，应经常检查指重表阻尼器的阻尼效果，液压管线有无滴漏，发现异常或故障应及时排除。

2- 1-2立管压力测量系统1. 传感器的安装：立管压力传感器的结构见图2-2。

立管压力传感器应安装在立 管上离钻台平面约2米高，而且安装、拆卸都较为方便的地方，其方向应竖直向 上。

在传感器与立管之间应安装一个高压角式截止阀。

为方便现场安装，我厂成 套仪表均配备有高压角式截止阀和焊接短节，安装示意见图 2-3。

(1) 放空立管内的钻井液，在确认无压力之后，在立管上选定安装传感器的地方 用气割枪割一个直径50毫米的圆孔；(2) 正对圆孔水平地将焊接短节焊在立管上，必须保证焊缝的密封和牢固；(3) 在高压角式截止阀的两圆锥螺纹上缠绕上聚四氟乙烯薄膜，将高压角式截止 阀水平地拧紧在焊接短节上，要求阀中部的圆锥螺纹垂直向上；⑷ 卸下传感器上的螺套，用管钳将其牢固安装在角式截止阀中部的圆锥螺纹上;(5)检查传感器内液压油是否合适。

当传感器与显示表台连通后，通过传感器缸 体底部的孔洞观察胶杯。

液压油合适时，胶杯是瘪的，侧壁刚好互相接触， 见图2-4所示。

如果胶杯是圆的，则表示液压油不足，应充油后再安装；(6)传感器翼形螺母螺纹涂上铅油后，将缸体和翼形螺母安装在螺套上，用锤子 敲紧翼形螺母，注意不要敲击缸体及其上的部件。

传感器安装完毕后，按系统图连好液压软管线。

注意软管线的走向，避免弯得 过急或绷得太紧，也不要被其它物体挤压或切割。

管线连好后，应用尼龙扎带在 各处将其与井架或桁架固定。

2. 调试:图2-2立管压力传感器 具体安装步骤： 图2-3立管压力传感器安装I .螺套 2.勰形KK 母玄单向阀 4”休 5”胶杯 &被压世线 亍.乐帕嗽悔封惱图2-4 立管压力传感器充油(1) 系统充油:当系统无油或缺油时，应对系统充油，具体操作步骤如下:a. 将传感器移至显示表台附近，并将传感器的液压管线与显示表台连接。

b. 传感器缸体底部向上，将注油泵与充油阀连接(暂不拧紧联结螺母) ，将液压油倒入注油泵油杯，缓慢地推动注油柱塞，直到注油泵与充油阀连接处无气泡冒出时，立即将联结螺母拧紧，如图2-4 。

c. 显示表油路排空气时，应先找到显示表台内导流板上与立管压力管线相对应的堵头，并将堵头松开，往复推动注油泵柱塞，直到堵头处无气泡冒出时拧紧堵头。

注意：在充油的全过程中，注油泵油杯内的油平面高度应保持在一半以上，以免空气泵入系统中。

d. 继续往系统泵油，直到传感器胶杯压瘪，侧壁刚好相互接触立即停止泵油，如图2-4 所示。

我厂配套的充油泵有两种，一种如图2-1 所示，另一种如图2-4 所示。

两种充油泵的功能一样，但要注意，当用图2-1 中的油泵给图2-4 中的充油阀充油时，应加上转换接头，这个转换接头我厂配套得有。

注意：绝对不要向系统过多充油．以免损坏胶杯。

e. 卸下注油泵，戴上充油阀护帽。

f. 将传感器缸体安装到螺套上，重新联接和固定液压软管。

g. 显示表调节: 显示表出厂时，已经调节准确。

只有在显示表经长期使用后，才需要进行调校。

现场一般采用与高一级精度的仪表比对的方式进行。

方法如下：当系统处于工作状态时，调节显示表后面的调节螺杆，使显示表的指针读数与泥浆泵处的压力表的读书相同即可。

如果调节显示表后面的螺杆时，指针不动，则表明显示表可能已损坏，应更换新的显示表，并按上面的调节方法进行调整。

如显示表仍不能正常工作，则表明整个系统处于异常状态，应请专业维修人员进行维修和调整。

2-1-3 转盘扭矩测量系统转盘扭矩传感器使用一种电流变送器。

它安装在驱动转盘直流电机的电缆上，测量电机的电流大小，该值与电机工作时产生的扭矩成正比。

下面讲述如何安装转盘扭矩传感器（使用电流变送器）。

注意因这种电流变送器只能测量单向电流，所以不要将传感器安装在电流双向运行的电机电缆上。

注意变送器的窗眼适用于直径50.8毫米的电缆。

变送器上的红点表示正极, 应尽量对准电缆电流输入端。

1. 将变送器的两部分紧夹在驱动转盘电机的电缆上，红点对着电缆电流输入端（而不是对准驱动电机）。

缠紧变送器，防止它在电缆上移动。

2. 放置传感器到DAQ的信号电缆。

信号电缆应避开走道和尖角，这些地方会对电缆造成严重的磨损。

还应尽量远离潮湿地区。

用塑料胶带缠紧电缆接头。

1--被测电缆; 2 —电扭矩传感器图2-5电扭矩传感器安装示意图2-1-4钻井液出口流量报警系统：1. 钻井液出口流量传感器的安装：钻井液出口流量传感器的构成见图2-6。