周成兵

摘 要：電纜、拉力棒、張力計、井下張力短節(jié)等測井施工的關(guān)鍵設(shè)備的強度檢測及計量校準是測井工程安全管理的重要內(nèi)容。檢測電纜、拉力棒的抗拉強度，校驗張力計和井下張力短節(jié)，保證這些設(shè)備本質(zhì)安全，對于保障測井工程安全至關(guān)重要。智能張壓力校驗設(shè)備的研制解決了這幾種不同結(jié)構(gòu)、外形設(shè)備的檢驗和校準難題。

關(guān)鍵詞：電纜；拉力棒；張力計；井下張力短節(jié)；張壓力校驗

0 引言

電纜、拉力棒、張力計、井下張力短節(jié)等是測井施工的關(guān)鍵設(shè)備，這些設(shè)備的強度檢測及計量校準是測井工程安全管理的重要內(nèi)容。檢測電纜、拉力棒的抗拉強度，校驗張力計和井下張力短節(jié)，保證這些設(shè)備本質(zhì)安全，對于保障測井工程安全至關(guān)重要。長期以來，電纜拉斷力試驗及地面張力校驗使用的機械校驗裝置較為原始，精度不高，無法輸出可信的數(shù)據(jù)報告，得出的結(jié)論可靠性不高。井下張力短節(jié)、拉力棒無校驗、檢測裝置，無法完成標定校驗工作。在測井施工作業(yè)中對工程狀況無法提供可靠的參考，安全監(jiān)管無法有效實施，對安全生產(chǎn)造成了不利的影響。同時，校驗、刻度裝置的數(shù)字化、標準化是現(xiàn)代企業(yè)標準化管理的一項重要內(nèi)容。研制一套可靠的、高精度、適用廣泛的張力校驗裝置對保障安全生產(chǎn)、補齊標準化短板、建設(shè)一流的企業(yè)具有重要意義。

智能張壓力測試系統(tǒng)，是用于檢測電纜、拉力棒等拉斷力值，測井井下儀器張力計、測井張力計等的拉力和壓力試驗的專用測試設(shè)備。該設(shè)備液壓動力系統(tǒng)部分閥組件采用比例換向閥與蓄能器，結(jié)合高精度傳感器和獨特的裝卡系統(tǒng)、工控計算機，實現(xiàn)了系統(tǒng)高精度、寬范圍、多功能、手動、自動一體化控制。充分運用計算機技術(shù)對試驗機進行各種參數(shù)預(yù)置，自動測量控制、數(shù)據(jù)處理、繪制曲線及打印等。

1 系統(tǒng)設(shè)計思路

通過裝夾工裝將不同類型的測試將兩端固定在試驗平臺組件上。計算機用一段控制電纜與電氣控制柜連接在一起，通過固態(tài)繼電器控制液壓站電機，控制液壓油缸活塞桿的執(zhí)行往復(fù)動作，油缸活塞桿與環(huán)式張壓力傳感器相連，從而達到對試樣的拉伸計量。試樣伸長率的測量是通過安裝在油缸活塞桿上的位移傳感器來實現(xiàn)的。液由計算機采集各傳感器信號進行計算機處理實現(xiàn)自動控制和顯示結(jié)果，打印結(jié)果，完成試樣測試試驗。計算機與控制柜結(jié)合，實現(xiàn)了機電一體化。

2 測試件的歸一化設(shè)計

電纜、拉力棒、張力計、井下張力短節(jié)等測試件的型制，測試要求不一；固定及連接方式各異。如何通過有效的工裝轉(zhuǎn)換，滿足不同類型測試件的測試要求。是智能張壓力系統(tǒng)設(shè)計的重點內(nèi)容。

張壓力系統(tǒng)對工件的固定采用對開式卡盤方式，測井儀器固定儀器卡盤槽處，其他工件采用連接工具轉(zhuǎn)換為卡盤固定。

3 液壓及控制方式

為獲得足夠的拉、壓力及較高的精度，系統(tǒng)設(shè)計為采用液壓電控方式驅(qū)動。其中液壓活塞設(shè)計為中空圓柱形。中孔直徑為100mm，以保證各種類型的儀器穿過。

液壓系統(tǒng)由液壓泵站、液壓缸、高壓油管軟管組成。油泵電機啟動后帶動齒輪泵轉(zhuǎn)動，從油泵排出的液壓油經(jīng)閥組進入液壓缸，推動活塞桿移動?；钊麠U的拉伸（收回油缸）和回程（推出油缸）是通過比例換向閥以及電磁換向閥切換液壓油的流向來實現(xiàn)的。

電控系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)比例換向閥的電壓信號控制整個液壓油的流向以及壓力，進而使得液壓缸活塞桿進行伸出和回收動作。利用計算機自動控制時，油缸拉伸和回程到達設(shè)定值后可自動停止。

4 操作軟件

計算機控制系統(tǒng)是本套設(shè)備的核心控制部分。它起著操作設(shè)備完成試驗和顯示試驗數(shù)據(jù)、打印試驗結(jié)果的兩大任務(wù)。除此之外，計算機還能把每次試驗結(jié)果長期保存，以便查找。

操作過程采用向?qū)皆O(shè)計，選擇不同的測試方式后出現(xiàn)相應(yīng)的測試界面，操作員通過控制不同的選項開關(guān)設(shè)置測試要求，發(fā)出指令。計算機將指令發(fā)送給系統(tǒng)完成測試工作。測試過程及報告輸出均實時自動化處理。

5 項目應(yīng)用

該設(shè)備液壓動力系統(tǒng)部分閥組件采用比例換向閥與蓄能器，結(jié)合高精度傳感器和獨特的裝卡系統(tǒng)，工控計算機，實現(xiàn)了系統(tǒng)高精度、寬范圍、多功能、手動、自動一體化控制。充分運用計算機技術(shù)對試驗機進行各種參數(shù)預(yù)置，自動測量控制、數(shù)據(jù)處理、繪制曲線及打印等。有著良好的人機界面。其技術(shù)指標和性能達到國內(nèi)同類產(chǎn)品先進水平。

該系統(tǒng)投入使用以來，已完成江漢工區(qū)測井施工隊伍電纜、張力計、井下張力儀器的檢驗標定工作，礁石工區(qū)所有井下張力儀器的標定工作。目前作業(yè)部已制定了《張壓力標定系統(tǒng)管理規(guī)定》及《張壓力系統(tǒng)操作規(guī)程》，張壓力標定和管理工作嚴格按照標準進行，測井安全環(huán)節(jié)監(jiān)管工作得以有效開展，確保了施工設(shè)備的本質(zhì)安全，為測井作業(yè)的安全提供了堅實的保障。