王野梁 賽 芳

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部 中國(guó) 北京 101149）

0 引言

扇區(qū)水泥膠結(jié)成像測(cè)井儀器（CBMT）是采用聲波衰減原理來(lái)測(cè)量套管和水泥環(huán)及地層之間的膠結(jié)程度，從而確定水泥固井的質(zhì)量，以及地層之間的分隔程度。儀器在設(shè)計(jì)上采用極板(探頭)推靠式結(jié)構(gòu)，將井周均分為六個(gè)扇區(qū)，分別對(duì)六個(gè)扇區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償測(cè)量，以達(dá)到精確測(cè)量水泥固井質(zhì)量的目的[1]。極板如圖1所示。

圖1

由于該極板內(nèi)部安裝有3個(gè)聲波換能器，且極板空腔內(nèi)部必須要注滿硅油后（即極板空前內(nèi)部不能存在空氣），該換能器工作時(shí)由于壓電陶瓷通電產(chǎn)生的震動(dòng)聲波的接收方式才能達(dá)到最好的工作狀態(tài)，所以在極板的裝配最后一個(gè)步驟便是對(duì)極板進(jìn)行抽真空注油。

1 原抽真空注油方式簡(jiǎn)述

圖2

圖3

如圖2和圖3所示，原抽真空注油方法分為兩步：

1.1 按照?qǐng)D3將硅油事先抽入軟管內(nèi)存儲(chǔ)。將真空泵與硅油桶之間用軟管連接起來(lái)。開(kāi)啟真空泵，操作人員（兩人）需提高注意力，待硅油被抽入軟管內(nèi)且油量足夠注油使用時(shí)，一人立即將軟管從硅油桶內(nèi)抽出，另一人需同時(shí)將真空泵關(guān)閉，這樣就將硅油存儲(chǔ)在軟管內(nèi)。此步驟軟管的長(zhǎng)度必須較長(zhǎng)，如果軟管的長(zhǎng)度不夠，這樣操作人員不好控制，容易造成硅油被真空泵瞬間直接抽入真空泵內(nèi)，達(dá)不到軟管存儲(chǔ)硅油的目的，進(jìn)入真空泵的硅油是沒(méi)有辦法被利用來(lái)給極板注油，除非是把泵內(nèi)的硅油從泵的出油口放出，并再次排入硅油桶內(nèi)重復(fù)使用。還有，軟管較短的情況下抽取硅油的油量不好控制。量少的情況下不夠極板注油使用，需要再次抽??；量多的情況下多余的硅油又會(huì)在注油的過(guò)程中被抽入真空泵內(nèi)，造成物資和人力的浪費(fèi)。

1.2 打開(kāi)真空泵給極板抽真空注油。由于硅油比空氣重，所以在抽真空的時(shí)候，真空泵會(huì)將極板內(nèi)的空氣抽出來(lái)，同時(shí)硅油將進(jìn)入極板內(nèi)占據(jù)原本被空氣占據(jù)的空間。待透過(guò)軟管看到管內(nèi)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，這樣就達(dá)到了給極板注油的目的。

但是，這種抽真空注油方法是一對(duì)一的，一臺(tái)真空泵一次只能注一個(gè)極板的油，在抽真空注油的過(guò)程中將極板依靠在墻角。由于極板沒(méi)有具體定位，會(huì)由泵的震動(dòng)而產(chǎn)生亂晃，造成失穩(wěn)。如沒(méi)有操作人員在場(chǎng)的情況下可能會(huì)由于極板失穩(wěn)倒地，造成注油失敗。

2 新設(shè)計(jì)的抽真空注油裝置

圖4

如圖4所示。新設(shè)計(jì)的抽真空注油裝置由注油排管、支架、注油接頭三部分組合而成。三部分均為不銹鋼制品（防腐）[2]，且注油排管與支架為組焊件。

2.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明

圖5

A.注油排管橫向分布有進(jìn)油口和出油口，縱向分布有9條支管。圖5為排管示意圖。進(jìn)、出油口和9條支管分別安裝上手控單向閥門，共計(jì)11個(gè)。9個(gè)注油接頭分別通過(guò)理化儀器分析軟管（透明）與9條支管實(shí)現(xiàn)軟連接。理化儀器分析軟管共9根，長(zhǎng)的5根，短的4根。軟管長(zhǎng)度為極板安裝到支架上后不發(fā)生彎曲變形為宜。

B.支架中部的不銹鋼方鋼開(kāi)有9個(gè)特殊凹字形豁口，用于定位極板。且豁口中心線與排管的9條支管的中心線重合。支架底部安裝上輪子方便移動(dòng)。支架頂部的半圓槽用于放置注油排管。圖6為支架示意圖。

圖6

2.2 使用步驟

A.如圖4所示安裝好整套裝置，確定軟、硬連接的可靠性（整套裝置的氣密性良好）。

B.將極板側(cè)向放入凹字形豁口內(nèi)，再橫過(guò)來(lái)，這樣就限制了極板的X與Y方向的移動(dòng)；由于極板本身比較沉，靠重力就可以限制極板Z方向的移動(dòng)，這樣極板即得到唯一定位。如圖7所示。如需極板的大頭注油，則將大頭朝上，連接上注油接頭后安裝在短軟管對(duì)應(yīng)的豁口內(nèi)。如需極板的小頭注油，則將小頭朝上，連接上注油接頭后安裝在長(zhǎng)軟管對(duì)應(yīng)的豁口內(nèi)。

圖7

C.打開(kāi)11個(gè)閥門，啟動(dòng)循環(huán)泵。待看到硅油進(jìn)入軟管內(nèi)，且硅油體積約為軟管的一半時(shí)關(guān)閉循環(huán)泵及進(jìn)油口閥門，切斷進(jìn)油路。

D.打開(kāi)真空泵抽真空。待看到軟管內(nèi)再無(wú)氣泡產(chǎn)生后（油液面不再發(fā)生變化），即達(dá)到給極板抽真空注油目的。

3 特點(diǎn)介紹

A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)。

B.一對(duì)九（一臺(tái)真空泵可以同時(shí)為9個(gè)極板注油）的注油方式，提高了生產(chǎn)效率。在相同時(shí)間且滿負(fù)荷的情況下，生產(chǎn)效率為原來(lái)的九倍。

C.注油的時(shí)候極板相互獨(dú)立，不發(fā)生任何干涉，如有極板出現(xiàn)問(wèn)題可以隨時(shí)切斷對(duì)應(yīng)的油路，不會(huì)影響別的極板的注油。而且一對(duì)九的注油方式并不是固定的，極板的個(gè)數(shù)可以根據(jù)情況隨時(shí)增減，使注油更加人性化。由于采用的真空泵的功率有限，理論計(jì)算可以達(dá)到同時(shí)注油11個(gè)極板，但由于考慮存在功率損失，本裝置設(shè)計(jì)為同時(shí)注油9個(gè)極板。

D.改進(jìn)后的注油接頭，使用起來(lái)更加方便。新舊注油接頭結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖8所示。

圖8

在極板與注油接頭進(jìn)行螺紋連接時(shí)，由于原有接頭的活動(dòng)扳手夾持處（六方）的長(zhǎng)度較短，在用活動(dòng)扳手?jǐn)Q的時(shí)候扳手能夾持的地方太少（被極板的結(jié)構(gòu)所限制），不好打緊注油接頭。所以這次將活動(dòng)扳手夾持處的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，方便使用。

E.增加一條硅油的通路（回油路），采用循環(huán)泵和真空泵的雙泵使用，簡(jiǎn)化操作步驟，操作人員只需一人，且精準(zhǔn)控制硅油的用量，節(jié)省物資。在使用步驟的步驟C時(shí)，若硅油的量沒(méi)有控制好，還可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。硅油量少的情況下，再次重復(fù)使用步驟C直到油量夠?yàn)橹梗还栌土慷嗟那闆r下，使用步驟D的抽真空步驟會(huì)自行將多余的硅油抽回到循環(huán)泵的油缸內(nèi)以便下次注油時(shí)使用，不會(huì)造成物資浪費(fèi)。

F.創(chuàng)新機(jī)架設(shè)計(jì)，解決多個(gè)極板在注油時(shí)的定位問(wèn)題，增強(qiáng)裝置的穩(wěn)定性和可靠性。特殊凹字形豁口使得極板在注油時(shí)有唯一的定位，不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)等原因發(fā)生極板失穩(wěn)現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)具體工作問(wèn)題并考慮到相關(guān)因素，設(shè)計(jì)了一種扇區(qū)水泥膠結(jié)成像測(cè)井儀極板的抽真空注油裝置。該套抽真空注油裝置在實(shí)驗(yàn)后證實(shí)完全可以達(dá)到極板批量注油的目的，證明這套裝置具有相當(dāng)可靠性，提高了注油效率，達(dá)到了預(yù)期效果。

［1］王野梁.扇區(qū)水泥膠結(jié)成像測(cè)井儀傳動(dòng)件的改進(jìn)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010（11）.

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].化學(xué)工業(yè)出版社，2007，11.