GNF 高温高压粘附仪使用说明书

一、  概述

GNF型高温高压粘附仪是一种模拟性的，具有多功能的试验、测试仪器。该仪器可测钻井液在常温中压（0.7MPa）及在常温高压（3.5MPa）下的滤失量，滤饼的粘附性能，同时还可测试钻井液样品在高温（～170℃）高压（3.5MPa）下的滤失量以及滤饼的粘附性能，因此，该仪器实现了一机多用，经过一次测试即可取得多种数据，勿需重复操作。该仪器结构合理，操作方便，灵活性高。具有精度高，重复误差小，测试数据准确等特点。广泛使用于各油田、科研院所、实验室等部门。

二、型号及规格

GNF型

三、仪器的主要技术参数：

主要技术参数

 

四、仪器的结构及工作原理  

（一）QG80A管汇：总气源经管汇装置减压稳压输出仪器所需气源。（图一）

（图一）管汇结构图

（表一 ）管汇组件结构明细表

序号	编     号	名称及规格	数量
1	QG80	高压胶管	2
2	QG80-3-1	放气阀	1
3	QG80	减压阀组件（左）	1
4	GB308-77	Y-60压力表16MPa	1
5	QG80-3-3	四通管接	1
6	GB308-77	Y-60压力表25MPa	1
7	GB308-77	Y-60压力表16MPa	1
8	QG80	减压阀组件（右）	1
9	QG80	高压胶管	1
10	QG80	保险阀	2
11	QG80-20	气瓶接帽	1
12	QG80-21	气瓶接管	1
13	QG80-3-3	三通管接

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）加热杯部件：它是与底座构成一体，是该仪器的基础部件调温器固定于加热器上，通过手柄控制所需温度。（图二）

                        （图二）加热杯结构图

（三）气压筒组件：它是由气塞、弹簧等组成，它的作用是给粘附盘施加一定的压力，以便使粘附盘与滤饼相粘合，测其摩擦系数。（图三）

(图三)气压筒组件结构图

      （表二 ）气压筒组件结构明细表

序号	编       号	名称及规格	数量
1	GNF·02-01	压筒	1
2	GB3452.1-82	压簧	1
3	GB3452.1-82	“O”型圈（φ18×2.4）	1
4	GNF·02-01	气塞	1
5	GB3452.1-82	“O”型圈（φ25×2.4）	1
6	GNF·02-03	气压筒帽	1
7	GB3452.1-82	“O”型圈（φ8×1.9）	1

 

 

 

 

 

 

（四）钻井液杯部件：是由钻井液杯与杯盖两大件组成，滤网在钻井液杯底部的滤网座上，钻井液装入杯内，通过O型圈与六个螺钉将两件密封成一体。（图四）

                     （图四）钻井液杯部件

（表三 ）钻井液杯部件结构明细表

序号	编   号	名称及规格	数量
1	GB71-85	锥端紧定螺钉M8×20	6
2	GGS42.01-07	滤网座	1
3	GNF.01-03	钻井液杯	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	锥端紧定螺钉M8×10	6
7	GNF.01-04	杯盖	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	粘附盘	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：它是由接收器与接收阀组成，负责收集滤液，滤液由放水阀控制收集。见（图五）

        （图五）接收杯部件结构图

（表四 ）接收杯部件结构明细表

序号	编       号	名称及规格	数量
1	GGS42·01-03-01	放气阀体	1
2	GB3452.1-82	“O”型圈（φ6×1.9）	1
3	GGS42·01-03-03	密封垫	1
4	GGS42·01-03-04	压帽	1
5	GGS42·01-03-02	放气阀	1
6	GGS42·01-04-01	接收器端盖	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	输出接头	1
10	GGS42·01	垫圈	1
11	GGS42·01-13-01	固定销	1

 

 

 

 

 

 

 

 

（六）三通组件：由三通、放气阀、气源接头、固定销组成。是用来连接输气管和连通阀杆，实验完后放掉管汇系统内余气。见（图六）

（图六）三通组件结构图

（表五）三通组件零件明细表

序号	编       号	名称及规格	数量
1	GGS42·01-14-1	固定销	1
2	GGS42·01-14-2	三通	1
3	QG80-23	气源接头	1
4	GGS42·01-14-3	放气阀杆	1

 

 

（七）使用结构图及明细

（图七）使用结构图

1底座  2放水阀杆  3接收器  4气源接头  5连通阀杆  6钻井液杯  7加热套   8粘附盘  9连通阀杆  10气源接头  11三通阀  12放气阀杆  13三通阀  14放气阀杆  15气源接头  16压筒  17温度表  18温控旋钮   19放气手柄  20调压手柄  21调压手柄  22加压杆  23扭距仪

（八）电器原理图

（图八）电器原理图

（九）电器接线图

（图九）电器接线图

（十）工作原理：

该仪器是模拟井下作业的实际情况而确定的参数进行工作的，它是将钻井液通过加热套部件加温，并恒定于某一所需温度，由QG80A管汇提供稳定的压力作用于钻井液之上获其滤失量的多少。如果被测温度大于90℃时为防止液体蒸发，而采用回压装置，按（API）标准测试程序，使压力恒定在0.7MPa以回收滤液。然后自动下压粘附盘让其与滤饼粘实，以扭矩仪测其（常温或高温状态下的）粘附系数

五、仪器的操作：

（一）仪器的使用

1、实验前的准备：按图所示将管汇组件安装于气瓶上由G5/8螺帽紧固。在确定调压手柄处于自由状态，打开气源，此时管汇中间25MPa压力表应显示压力为≥8MPa。将两高压胶管分别于管汇和三通组件对应部位连接牢固。见（图十）

                    （图十）操作示意图

2、取出主机，检查各部件、密封件、管件及电源部件是否可靠。

3、接通电源（220V交流）此时加热指示灯亮，表示加热套未工作。顺时针转动温控旋钮，加热指示灯灭，使加热套加热。将温度表放入恒温杯一侧孔内，约半小时左右，预热加温套至156℃，调整温控器，加热套温度保持在所需温度。见（图十一）。

      （图十一）操作示意图

4、取出钻井液杯，松开杯上紧定螺钉，取下杯盖及滤网座，检查滤网有无异物及不平整地方等伤痕，将连通阀杆装于滤网座上拧紧。见（图十一）

5、将滤纸仔细地平放在杯底部“O”型圈上依次把滤网座装入，使滤网座与杯体的固定螺孔对正并用紧定螺钉紧固。见（图十二）

                      （图十二）操作示意图

6、将搅拌好的钻井液样品倒入杯内至刻线处，将杯盖连同粘附盘一同装入, 使杯盖与杯体的固定螺孔对正并以紧定螺钉压紧（注：粘附盘应是清洁无暇地）。见（图十三）

7、以气压筒组件为提放工具将其旋入钻井液杯上端槽内，提起一同轻轻放入加热套内，慢慢旋转钻井液杯，使其置于固定销上，此时钻井液在逐渐加热，取下气压筒组件。见（图十三）

（图十三）操作示意图

8、为了防止钻井液沸腾，故应加0.7MPa压力作用于钻井液之上，此时只需，将连通阀杆旋入杯盖上，依次将气源胶管与三通阀连接，三通阀与连通阀杆插入固定销连接，关闭三通阀的放气手柄。

9、旋转（图七）所示调压手柄（20），保持压力在0.7MPa ，注意手柄（19）应关闭，逆时针旋松上连通阀杆90℃左右，至此减压后的压力进入钻井液杯作用于钻井液上。

10、将另一温度表插入钻井液杯小孔内，观察温度，待温度恒定于150℃。

11、将接受器取出，关闭放气阀，按（图七）所示位置要求以固定销同下连通阀杆联接。

12、调整（图七）所示调压手柄（21）保持压力0.7MPa准备工作结束。

13、当温度恒定在所需温度时，迅速调整（图七）所示调压手柄（20）使压力增至4.2MPa，并迅速打开下连通阀杆，记录时间。

14、观察接收器压力情况，如果大于0.7MPa可打开手柄回收一部分滤液的办法，释放压力，恒定于0.7MPa。见（图十四）

15、滤失时间一到，迅速打开放水手柄，将接收器内滤液全部排出，此时所收集的滤液即为失水量。记录滤液体积。见（图十四）

（图十四）操作示意图

16、将压筒组件放入钻井液杯凹槽内并转60°左右，再把气源三通阀按图所（图十四）操作示意图示插入气筒帽以固定销关之，关闭放气手柄。见（图十五）

                     （图十五）操作示意图

17、打开（图七）所示手柄（19）保持压力1至3分钟（根据测试需要自定）此时粘附盘已压下并与滤饼粘实。

18、关闭总气源和上下连通阀杆。打开（图十六）所示放气阀杆和三通阀杆，放出管汇和胶管内余气。松开（图七）所示管汇调压手柄（20）和回压手柄（21），呈自由状态，取下固定销，卸下压筒、三通和回压接收器，将组件连同管线一同取下。

                   （图十六）操作示意图

19、将加压杆（22）卡于两支柱之间，以施反扭矩，用扭矩仪测其某一时间粘附值，可根据需要继续该步骤，每5分钟测一点，测其最大粘附值（即粘附值不再增加为止）并记录，测试完毕。见（图十七）

                     （图十七）操作示意图

20、切断电源，取下温度表，将调温钮回复零位。

21、以压筒组件为提放工具将钻井液杯从加热杯中提出冷却。打开上连通阀杆放掉杯内余气，按次序分别松开12个紧定螺钉，取下滤网座和杯盖并洗净烘干。

22、将全部件合理存放，备下次使用。

：严禁使用氧气。

打开钻井液杯盖之前必须放掉杯内余气。

：仪器使用完毕一定要将调压手炳松开。

钻井液杯放入加热套时需轻拿轻放，慢慢旋转使其至于定位销上。

（二）粘附系数的计算：

根据牛顿摩擦定律，当粘附盘直径2吋，差动压力3.5MPa时；与滤饼之间产生最微小的滑动，由扭矩仪测出的值确定其系数f。以下分别是以N·m和Ibf·in读值时，粘附系数的计算公式：

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

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

 六、仪器的维护与保养

1、当移动、维修或清洁仪器时。要轻拿、轻放，以免造成部件变形影响精度和使用。

2、要按时检查“O”形密封圈，经常更换。

3、调压时，一定要逐渐加压，以防止损坏压力表，不得敲击压力表。

4、气源管汇调压手柄，实验前均应保持自由壮态。

5、输气胶管严禁与腐蚀介质接触。不得划伤。

6、仪器所用粘附盘为主要测量部件，使用时一定要注意不要能伤表面。

7、仪器使用完毕一定要将钻井液杯、钻井液杯盖、紧固螺钉、连通阀杆、粘附盘等另部件烘干并涂上润滑油或润滑脂，妥善保管。以备下次再用。

七、仪器的运输与储存

仪器的运输与储存应符合于JB/T9329-1999标准。产品应储存在通风的室内，室内空气中不含有能引起器件腐蚀的杂质。

八、故障的判定与排除

序号	故  障	原     因	排除方法
1	做滤失实验时，有钻井液从下连通阀杆口处溢出。	①滤纸质量差选用不当。 ②滤纸破碎，滤纸质量差。 ③滤网面未清洗干净。 ④滤网面有毛刺。 ⑤加4.2MPa压力时，升压过快，击穿滤纸。	①选用合适滤纸（988滤纸）更换。 ②更换滤纸。 ③重新清洗杯盖滤网，更换滤纸。 ④修复网面手感无毛刺。 ⑤应慢慢加压至4.2MPa压力。
2	实验时，杯体与加热杯之间有气体冒出。	①杯盖安装不妥。 ②连通阀杆“O”型圈（φ8×1.9）老化或破损。 ③杯内“O“型密封圈（φ65×3.1）老化或破损。	①重新安装杯盖调整紧定螺钉。 ②更换“O”型圈（φ8×1.9） ③需要更换密封圈“O“型密封圈（φ65×3.1）。
3	气压筒压力小。	“O”型圈（φ18×2.4）老化、破损漏气。	更换“O”型圈（φ18×2.4）。
4	实验时，粘附盘与杯盖之间有气体冒出。	“O”型圈（φ13×1.9）老化、破损。	更换“O”型圈（φ13×1.9）。
5	测量粘附值时无粘附值。	粘附盘与滤饼之间假粘附。	重新放置滤纸，仔细清洗粘附盘。
6	如何鉴别连通阀杆的好坏。

九、随机配件、工具、主要零部件及技术文件一览表

（一）随机配件、工具：

序号	名称及规格	单位	数量	备    注
1	温度计(0～200 ）	只	2
2	QG80A管汇	套	1
3	扭矩仪(0~30N·M)	只	1
4	高温高压滤纸(988)	盒	1
5	内六角扳手(4mm)	只	1
6	量筒(25ml)	支	1
7	活络扳手(150mm)	只	1
8	加压杆	只	1
9	输气胶管≥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	三通组件	套	2
18	连通阀杆	只	2

 

 

 

 

 

 

（二）主要零部件：

序号	编   号	名称及规格	使用部位
1	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ8×1.9）	连通阀杆
2	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ37×1.9）	回压接收器端盖
3	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ65×3.1）	钻井液杯和杯盖
4	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	三通阀
5	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ95×3.1）	钻井液杯
6	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ25×2.4）	杯盖压筒槽
7	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ13×1.9）	钻井液杯与粘附盘
8	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ18×2.4）	压筒与气塞
9	GB78-85	内六角锥端紧定螺钉M8×10	钻井液杯底盖
10	GB78-85	内六角锥端紧定螺钉M8×20	钻井液杯盖
11	GGS42·01-05	连通阀杆	杯盖、杯底
12		988滤纸	钻井液杯、杯底

（三）技术文件：

序号	名称及规格	单位	数量	备    注
1	使用说明书	份	1
2	合格证	份	1
3	装箱单	份	1