HTP-2型高溫高壓智能頁巖膨脹儀使用說明書。HTP-3A型高溫高壓智能頁巖膨脹儀使用說明書。

一、  概述

HTP-2型高溫高壓智能頁巖膨脹儀能較好模擬井下溫度（≤120℃）和壓差（3.5MPa）條件下，測試頁巖的水化膨脹特性，為石油鉆井壁穩定性研究、評價和優選防塌鉆井液配方提供了一種先進的測試手段。HTP-2型頁巖膨脹儀克服了HTP-1型的不足，性能更加穩定，測量范圍增大，無漂移，不需預熱，通電即可使用。及可用于高溫、高壓, 也可用于常溫、常壓。用于采油防膨脹劑評價、地質和土壤學等領域，該儀器設計合理、自動化程度高、性能穩定。

二、型號及規格

HTP-2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                              

該儀器主要由以下部分組成

（一）主測試杯：包括傳感器、注液杯、巖樣模、杯體等。是在測試過程中盛裝樣品，對樣品進行加溫、加壓和輸出膨脹信號。（圖一）

 

（圖一）主測試杯結構圖

主測試杯零件明細表

序號	規格及型號	名    稱	數量
1	HTP-12	移動架組件手柄	1
2	HTP-13	傳感器護罩	1
3		信號線	1
4		傳感信號線插座	1
5	PT-15	輸出接頭	1
6	PT-	罩盒	1
7	GGS42·01-05	連通閥桿	1
8	PT-17	輸液杯蓋	1
9	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ45×3.1）	1
10	PT-18	輸液杯	1
11	PT-19	三通閥座	1
12	PT-20	注液閥	1
13	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ16×2.4）	1
14	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ55×3.1）	1
15	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ45×3.1）	1
16	GB78-85	內六角錐端緊定螺釘M8×12	12
17	PT-05	巖芯杯蓋	1
18	GGS42·01-05	連通閥桿	1
19	PT-07	托墊	1
20	PT-08	巖芯套	1
21	PT-06	巖芯杯	1
22	PT-09	測盤	1
23	PT-10	測桿	1
24	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ55×3.1）	1
25	PT-14	座蓋	1
26	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	1
27	PT-12	平衡導桿	1

              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）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。（圖二）

    

   （圖二）三通組件結構圖

三通組件零件明細表

序號	圖號及型號	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

（三）QG80型氣源管匯：由壓力表、減壓閥、安全閥、高壓膠管等組成。提供實驗所需的壓力。（圖三）

（圖三）管匯結構圖

管匯零件明細表 

序號	編   號	名稱及規格	數  量
1	QG80	高壓膠管	1
2	QG80	保險閥	2
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	QG80-20	氣瓶接帽	1
11	QG80-21	氣瓶接管	1

（四）加熱套：由底座、立柱、加溫套、加熱棒、溫控器等組成。對測試杯進行加溫和恒溫。（圖四）

                     （圖四） 加熱套結構圖

（表四）加熱套零件明細表

序號	編      號	名稱及規格	數量
1	GGS42·01-14-2	溫控旋鈕	1
2	GGS42·01-11	電器罩盒	1
3	GGS42·01-11	溫控器	1
4	HTP -09	加熱套	1
5	HTP -03	罩盒	1
6	EH	加熱棒	2
7	GGS42·01-02	立柱	2
8	GGS42·01-02	電源插頭	1
9		橡皮腳	4
10	PT-01	底座	1
11	NL	氖燈70V	1

（五）記錄儀：采用3066型水平臺式劃線記錄儀。經加裝和改進，處理接收信號，記錄打印實驗結果。（參照記錄儀說明書）

（六）輔機：手動壓力機（隨機不帶壓力機，用戶需要另行訂購）。對實驗所用的樣品進行加壓處理，制成巖模。（參照壓力機說明書）

（七）使用結構圖及明細表

                   （圖五）儀器使用結構圖

（表五）使用結構明細表 

序號	規格及型號	名    稱	數量
1	3066	水平臺式記錄儀	1
2		信號線	1
3		雙金屬溫度表0～200℃	1
4	HTP-09-00	加熱套組件	1
5	GGS42·01-14	三通組件	1
6	GGS42·01-05	連通閥桿	1
7	GGS42·01-05	主測試杯	1
8		雙金屬溫度表	1
9	GGS42·01-05	連通閥桿	1
10	GGS42·01-14	三通組件	1
11		高壓膠管	2
12	QG80	高壓管匯	1
13		調壓手柄1	1
14		調壓手柄2	1

（八）加熱套電器接線圖

                           （圖六）加熱套電器接線圖

（九）加熱套電器原理圖

   （圖七）加熱套電器原理圖

五、工作原理：

將壓制好的巖樣（同壓模一起）裝入測試杯內，經加溫套將主測試杯加熱至指定溫度，然后由氣壓驅動將試液壓入測杯，與試樣斷面接觸，并加壓至指定壓力，立即開動記錄儀，并把記錄儀的筆Ⅰ開關打開，調整粗調零和調零旋扭到合適的位置。此時經導桿由位移傳感器感應出試樣軸向的位移信號，經膨脹儀主機測得的膨脹量產生的位移信號轉化為電信號，輸入記錄儀便可連續描繪出試樣隨時間的膨脹曲線。

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未加壓時，打開氣源，此時管匯中間壓力表應顯示壓力為≥5MPa。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（圖八）

                    （圖八）操作示意圖

2、按試樣制作方法制作試樣。

3、將全套儀器置于實驗平臺上，把傳感器外信號線一端與主測試杯上的專用插座連接，另一端插入記錄儀的輸入端內。見（圖九）

4、電源預先接記錄儀的電源插座，然后接入220V交流電源，按下電源開關，接通電源，同時調整調零旋鈕，使電信號在記錄儀零線附近，實驗前應對記錄儀及其他各部件進行必要的檢查。記錄儀的操作參照其《使用說明書》

                         （圖九）操作示意圖

5、加熱套接通電源，將控溫旋鈕放置零位，加溫指示燈亮。將溫度表插入專用表孔內，順時針轉動控溫旋鈕（一般要求加溫套本身溫度要高出實驗溫度5～10℃），開始加溫，此時指示燈不亮。見（圖十）

 

                        （圖十）操作示意圖

6、將制好的試樣（同壓模一起）裝入主測試杯底部杯內均勻對正擰緊6個固定螺釘，同時應注意放入密封圈，關閉下蓋上的連通閥桿。見（圖十一）

                      （圖十一）操作示意圖

7、測杯上蓋（連有傳感器）與主測杯連接（應對正上緊6個固定螺釘），注意應放入密封圈。旋入連通閥桿并關閉。見（圖十二）

                      （圖十二）操作示意圖

8、注液杯與主測杯間的注液閥順時針關緊，然后把試液（約40～50ml）倒入注液杯內，扭緊注液杯上蓋，關閉其連通閥桿。將移動架組件手柄推到底，使測盤與巖芯接觸靠實。至此，主測試杯組裝完畢。見（圖十三）

                      （圖十三）操作示意圖

9、（圖五所示）把主測試杯置于加溫套內，三通組件與連通閥桿用固定銷連接，關閉三通組件的放氣閥。將另一溫度表插入主測杯上的孔內。

10、調好氣壓，將注液杯內與主測試杯內通入相同的指定壓力。建議加入的壓力應小于指定的壓力約0.5MPa。因為氣體受熱后壓力上升。等到正式做膨脹測試時，如果壓力不夠，再加到指定的壓力即可。打開主測杯與注液杯的上連通閥桿（逆時針旋轉90°左右），這時主測杯與注液杯進入氣體。

11、記錄儀選擇合適的電壓擋位和走紙速度（一般選500mV擋位。走紙速度一般選每小時走120毫米擋位。）本儀器的機電轉換參數是100mV/mm，即每膨脹1毫米記錄筆移動100mV的距離。記錄儀的測量范圍是1mV～2000mV，所以在測量之前先估計一下總的膨脹量大約是多少毫米（如：膨脹量約4毫米應選在500mV擋位）。例：500（mV）÷100=5毫米，膨脹量移動5毫米。即記錄筆從最左邊到最右邊全程移動500mV的距離，其它各擋位都是從最左邊到最右邊的全程移動。記錄儀所有擋位換算成膨脹量移動距離是：

2000（mV）÷100=20毫米；

1000（mV）÷100=10毫米；

500（mV）÷100=5毫米；

200（mV）÷100=2毫米；

100（mV）÷100=1毫米；

50（mV）÷100=0.5毫米；

20（mV）÷100=0.2毫米；

10（mV）÷100=0.1毫米；

5（mV）÷100=0.05毫米；

2（mV）÷100=0.02毫米；

1（mV）÷100=0.01毫米。

注意：在量程50mV以下擋位時應注意防止主測試杯的震動，否則記錄曲線不光滑或誤差增大。（以上部分所說電信號擋位的選擇和走紙速度的選擇僅供參考。）

12、當主測試杯達到試驗溫度，并恒溫約半小時后調節記錄零點，放下記錄筆。

13、見（圖五）松開管匯給主測試杯供氣的調壓手柄（14），按下記錄儀走紙開關，打開注液閥，再松開主測試杯的三通放氣閥，注意！要慢慢的放氣，越小越好。幾秒鐘之后，注液杯的液體注入主測試杯內，等到主測試杯的三通放氣閥有液體溢出或記錄儀有膨脹記錄時，關閉主測試杯的三通放氣閥，同時松開給注液杯供氣的管匯調壓手柄（13），實驗正式開始。

14、當膨脹曲線基本停止膨脹后（即膨脹達到平衡穩定），便可停止實驗。

15、首先抬筆，關閉走紙開關，將加熱套的溫控旋鈕至零位，停止加熱，切斷加熱電源。關閉主測杯和注液杯的連通閥桿。

16、關閉總氣源閥，松開三通組件的放氣閥，放掉供氣系統內的余氣。松開管匯分壓調節手柄。

17、卸掉注液杯與主測試杯相聯的氣壓管線、三通組件和傳感器外信號線。

18、將主測杯從加溫套中提出，置空氣中冷卻（溫度很高時，可用濕布冷卻之）當冷卻之≤60℃時，打開注液杯下側的注液閥放掉測試杯內的壓力（傳感器上方的手柄是調節壓力平衡而設計，嚴禁從此出卸壓）。

19、確認主測杯內沒有氣壓后，再松開上蓋和下蓋緊固螺釘，卸下主測杯的上、下杯蓋，取出巖樣模、清洗導桿端面以及測杯內壁，擦干后存放。

20、卸掉注液杯上蓋，清洗擦干。

21、斷開記錄儀、膨脹儀主機電源，至此實驗完畢。

（二）資料整理分析：

從記錄儀記錄得到膨脹曲線通過機電轉換系數K，可計算得出膨脹時間和膨脹量。

（三）試樣制作

1、土樣：商品搬土或泥頁巖樣粉（過100目），經105℃烘干，儲于干燥器內備用。

2、壓樣方法：

（1）主要儀器：小型手動油壓機、壓棒、天平、秒表以及濾紙（φ25mm）。

（2）方法：

a.將帶孔圓形墊片放入模內底部，上面放一張圓形濾紙（φ25mm）。

b.用天平稱取10～15g干巖樣，裝入壓摸內，用手拍打壓摸，使其中土樣端面平整。上面再放一張圓形濾紙（φ25mm）。

c.將壓棒置于摸內，輕輕左右旋轉下推，與土樣端面接觸。（圖十四）

                    （圖十四）操作示意圖

d.上述組裝的壓樣摸置于油壓機平臺上，加壓至14.2MPa（2000PSI）記時并維持恒壓15分鐘，然后卸壓（壓力和時間僅供參考）。

e.用手上提并緩緩左右旋動壓棒，使壓棒從壓摸內取出。

f.倒置壓摸，倒出壓棒表層土樣，至此壓樣制好。

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。

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，要逐漸加壓，以防止損壞壓力表，不得敲擊壓力表。

4、調節壓力時不能將壓力調至超過壓力表總量程的2/3。

5、儀器使用完畢要將測試杯、巖芯套、蓋、緊定螺釘、連通閥桿等另部件烘干并涂上潤滑油或潤滑脂，以備下次再用。

6、管匯在放置時要將調壓手柄處于非壓緊位置，調壓彈簧處于自由狀態。

7、調壓手柄螺栓處，應定期旋下涂上潤滑脂，以達防銹和調壓靈便的目的。

8、儀器維修和移動時要關閉電源和氣源將管內余氣放掉。

9、輸氣膠管嚴禁與腐蝕介質接觸。不得劃傷。

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	維修方法
1	接通電源，將溫控旋鈕退回零位。加熱指示燈不亮。	①電源插座未插好。 ②氖燈壞。	①重新按裝電源插座使其接觸良好。 ②打開前罩盒，更換氖燈。
2	實驗時，杯體有氣體冒出。	①測試杯蓋安裝不妥。 ②連通閥桿“O”型圈（φ8×1.9）老化或破損。 ③測試杯“O”型圈（φ55×3.1）老化或破損	①重新安裝杯蓋調整緊定螺釘。 ②更換連通閥桿“O”型圈（φ8×1.9）。 ③更換測試杯“O”型圈（φ55×3.1）。
3	接通電源，將加熱器調至加熱狀態，加熱指示燈由亮到滅，加熱器無溫升或升溫慢。	①連接固定導線用的螺釘松動。 ②加熱瓷棒燒壞。	①打開前罩盒和底蓋，檢查有無螺釘松動，若有將螺釘擰緊。 ②打開前罩盒和底蓋，用萬用表測加熱棒兩導線頭，在161Ω左右為正常。若大于正常值，其中有加熱棒損壞，用萬用表“Ω”檔測加熱棒兩導線頭無阻值，將其更換
4	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	電源線	根	1
2	樣品杯	只	1
3	雙金屬溫度表（0～200℃）	支	2
4	螺絲刀（125mm）	支	1
5	QG80管匯	套	1
6	高壓膠管	根	2
7	三通組件	套	2
8	連通閥桿	只	3

（二）主要零部件：

序號	型   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（φ45×3.1）	輸液杯蓋
3	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ55×3.1）	杯上蓋與下蓋
4	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	測桿與座蓋
5	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ16×2.4）	三通閥與杯體
6	GB78-85	內六角錐端緊定螺釘M8×12	杯蓋
7	GGS42·01-05	連通閥桿	杯蓋、杯底
8		濾紙φ25	巖芯

（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