HTP-2型高温高压智能页岩膨胀仪使用说明书。HTP-3A型高温高压智能页岩膨胀仪使用说明书。

一、  概述

HTP-2型高温高压智能页岩膨胀仪能较好模拟井下温度（≤120℃）和压差（3.5MPa）条件下，测试页岩的水化膨胀特性，为石油钻井壁稳定性研究、评价和优选防塌钻井液配方提供了一种先进的测试手段。HTP-2型页岩膨胀仪克服了HTP-1型的不足，性能更加稳定，测量范围增大，无漂移，不需预热，通电即可使用。及可用于高温、高压, 也可用于常温、常压。用于采油防膨胀剂评价、地质和土壤学等领域，该仪器设计合理、自动化程度高、性能稳定。

二、型号及规格

HTP-2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                              

该仪器主要由以下部分组成

（一）主测试杯：包括传感器、注液杯、岩样模、杯体等。是在测试过程中盛装样品，对样品进行加温、加压和输出膨胀信号。（图一）

 

（图一）主测试杯结构图

主测试杯零件明细表

序号	规格及型号	名    称	数量
1	HTP-12	移动架组件手柄	1
2	HTP-13	传感器护罩	1
3		信号线	1
4		传感信号线插座	1
5	PT-15	输出接头	1
6	PT-	罩盒	1
7	GGS42·01-05	连通阀杆	1
8	PT-17	输液杯盖	1
9	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ45×3.1）	1
10	PT-18	输液杯	1
11	PT-19	三通阀座	1
12	PT-20	注液阀	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	内六角锥端紧定螺钉M8×12	12
17	PT-05	岩芯杯盖	1
18	GGS42·01-05	连通阀杆	1
19	PT-07	托垫	1
20	PT-08	岩芯套	1
21	PT-06	岩芯杯	1
22	PT-09	测盘	1
23	PT-10	测杆	1
24	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ55×3.1）	1
25	PT-14	座盖	1
26	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	1
27	PT-12	平衡导杆	1

              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）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。（图二）

    

   （图二）三通组件结构图

三通组件零件明细表

序号	图号及型号	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

（三）QG80型气源管汇：由压力表、减压阀、安全阀、高压胶管等组成。提供实验所需的压力。（图三）

（图三）管汇结构图

管汇零件明细表 

序号	编   号	名称及规格	数  量
1	QG80	高压胶管	1
2	QG80	保险阀	2
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	QG80-20	气瓶接帽	1
11	QG80-21	气瓶接管	1

（四）加热套：由底座、立柱、加温套、加热棒、温控器等组成。对测试杯进行加温和恒温。（图四）

                     （图四） 加热套结构图

（表四）加热套零件明细表

序号	编      号	名称及规格	数量
1	GGS42·01-14-2	温控旋钮	1
2	GGS42·01-11	电器罩盒	1
3	GGS42·01-11	温控器	1
4	HTP -09	加热套	1
5	HTP -03	罩盒	1
6	EH	加热棒	2
7	GGS42·01-02	立柱	2
8	GGS42·01-02	电源插头	1
9		橡皮脚	4
10	PT-01	底座	1
11	NL	氖灯70V	1

（五）记录仪：采用3066型水平台式划线记录仪。经加装和改进，处理接收信号，记录打印实验结果。（参照记录仪说明书）

（六）辅机：手动压力机（随机不带压力机，用户需要另行订购）。对实验所用的样品进行加压处理，制成岩模。（参照压力机说明书）

（七）使用结构图及明细表

                   （图五）仪器使用结构图

（表五）使用结构明细表 

序号	规格及型号	名    称	数量
1	3066	水平台式记录仪	1
2		信号线	1
3		双金属温度表0～200℃	1
4	HTP-09-00	加热套组件	1
5	GGS42·01-14	三通组件	1
6	GGS42·01-05	连通阀杆	1
7	GGS42·01-05	主测试杯	1
8		双金属温度表	1
9	GGS42·01-05	连通阀杆	1
10	GGS42·01-14	三通组件	1
11		高压胶管	2
12	QG80	高压管汇	1
13		调压手柄1	1
14		调压手柄2	1

（八）加热套电器接线图

                           （图六）加热套电器接线图

（九）加热套电器原理图

   （图七）加热套电器原理图

五、工作原理：

将压制好的岩样（同压模一起）装入测试杯内，经加温套将主测试杯加热至指定温度，然后由气压驱动将试液压入测杯，与试样断面接触，并加压至指定压力，立即开动记录仪，并把记录仪的笔Ⅰ开关打开，调整粗调零和调零旋扭到合适的位置。此时经导杆由位移传感器感应出试样轴向的位移信号，经膨胀仪主机测得的膨胀量产生的位移信号转化为电信号，输入记录仪便可连续描绘出试样随时间的膨胀曲线。

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未加压时，打开气源，此时管汇中间压力表应显示压力为≥5MPa。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（图八）

                    （图八）操作示意图

2、按试样制作方法制作试样。

3、将全套仪器置于实验平台上，把传感器外信号线一端与主测试杯上的专用插座连接，另一端插入记录仪的输入端内。见（图九）

4、电源预先接记录仪的电源插座，然后接入220V交流电源，按下电源开关，接通电源，同时调整调零旋钮，使电信号在记录仪零线附近，实验前应对记录仪及其他各部件进行必要的检查。记录仪的操作参照其《使用说明书》

                         （图九）操作示意图

5、加热套接通电源，将控温旋钮放置零位，加温指示灯亮。将温度表插入专用表孔内，顺时针转动控温旋钮（一般要求加温套本身温度要高出实验温度5～10℃），开始加温，此时指示灯不亮。见（图十）

 

                        （图十）操作示意图

6、将制好的试样（同压模一起）装入主测试杯底部杯内均匀对正拧紧6个固定螺钉，同时应注意放入密封圈，关闭下盖上的连通阀杆。见（图十一）

                      （图十一）操作示意图

7、测杯上盖（连有传感器）与主测杯连接（应对正上紧6个固定螺钉），注意应放入密封圈。旋入连通阀杆并关闭。见（图十二）

                      （图十二）操作示意图

8、注液杯与主测杯间的注液阀顺时针关紧，然后把试液（约40～50ml）倒入注液杯内，扭紧注液杯上盖，关闭其连通阀杆。将移动架组件手柄推到底，使测盘与岩芯接触靠实。至此，主测试杯组装完毕。见（图十三）

                      （图十三）操作示意图

9、（图五所示）把主测试杯置于加温套内，三通组件与连通阀杆用固定销连接，关闭三通组件的放气阀。将另一温度表插入主测杯上的孔内。

10、调好气压，将注液杯内与主测试杯内通入相同的指定压力。建议加入的压力应小于指定的压力约0.5MPa。因为气体受热后压力上升。等到正式做膨胀测试时，如果压力不够，再加到指定的压力即可。打开主测杯与注液杯的上连通阀杆（逆时针旋转90°左右），这时主测杯与注液杯进入气体。

11、记录仪选择合适的电压挡位和走纸速度（一般选500mV挡位。走纸速度一般选每小时走120毫米挡位。）本仪器的机电转换参数是100mV/mm，即每膨胀1毫米记录笔移动100mV的距离。记录仪的测量范围是1mV～2000mV，所以在测量之前先估计一下总的膨胀量大约是多少毫米（如：膨胀量约4毫米应选在500mV挡位）。例：500（mV）÷100=5毫米，膨胀量移动5毫米。即记录笔从最左边到最右边全程移动500mV的距离，其它各挡位都是从最左边到最右边的全程移动。记录仪所有挡位换算成膨胀量移动距离是：

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以下挡位时应注意防止主测试杯的震动，否则记录曲线不光滑或误差增大。（以上部分所说电信号挡位的选择和走纸速度的选择仅供参考。）

12、当主测试杯达到试验温度，并恒温约半小时后调节记录零点，放下记录笔。

13、见（图五）松开管汇给主测试杯供气的调压手柄（14），按下记录仪走纸开关，打开注液阀，再松开主测试杯的三通放气阀，注意！要慢慢的放气，越小越好。几秒钟之后，注液杯的液体注入主测试杯内，等到主测试杯的三通放气阀有液体溢出或记录仪有膨胀记录时，关闭主测试杯的三通放气阀，同时松开给注液杯供气的管汇调压手柄（13），实验正式开始。

14、当膨胀曲线基本停止膨胀后（即膨胀达到平衡稳定），便可停止实验。

15、首先抬笔，关闭走纸开关，将加热套的温控旋钮至零位，停止加热，切断加热电源。关闭主测杯和注液杯的连通阀杆。

16、关闭总气源阀，松开三通组件的放气阀，放掉供气系统内的余气。松开管汇分压调节手柄。

17、卸掉注液杯与主测试杯相联的气压管线、三通组件和传感器外信号线。

18、将主测杯从加温套中提出，置空气中冷却（温度很高时，可用湿布冷却之）当冷却之≤60℃时，打开注液杯下侧的注液阀放掉测试杯内的压力（传感器上方的手柄是调节压力平衡而设计，严禁从此出卸压）。

19、确认主测杯内没有气压后，再松开上盖和下盖紧固螺钉，卸下主测杯的上、下杯盖，取出岩样模、清洗导杆端面以及测杯内壁，擦干后存放。

20、卸掉注液杯上盖，清洗擦干。

21、断开记录仪、膨胀仪主机电源，至此实验完毕。

（二）资料整理分析：

从记录仪记录得到膨胀曲线通过机电转换系数K，可计算得出膨胀时间和膨胀量。

（三）试样制作

1、土样：商品搬土或泥页岩样粉（过100目），经105℃烘干，储于干燥器内备用。

2、压样方法：

（1）主要仪器：小型手动油压机、压棒、天平、秒表以及滤纸（φ25mm）。

（2）方法：

a.将带孔圆形垫片放入模内底部，上面放一张圆形滤纸（φ25mm）。

b.用天平称取10～15g干岩样，装入压摸内，用手拍打压摸，使其中土样端面平整。上面再放一张圆形滤纸（φ25mm）。

c.将压棒置于摸内，轻轻左右旋转下推，与土样端面接触。（图十四）

                    （图十四）操作示意图

d.上述组装的压样摸置于油压机平台上，加压至14.2MPa（2000PSI）记时并维持恒压15分钟，然后卸压（压力和时间仅供参考）。

e.用手上提并缓缓左右旋动压棒，使压棒从压摸内取出。

f.倒置压摸，倒出压棒表层土样，至此压样制好。

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。

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，要逐渐加压，以防止损坏压力表，不得敲击压力表。

4、调节压力时不能将压力调至超过压力表总量程的2/3。

5、仪器使用完毕要将测试杯、岩芯套、盖、紧定螺钉、连通阀杆等另部件烘干并涂上润滑油或润滑脂，以备下次再用。

6、管汇在放置时要将调压手柄处于非压紧位置，调压弹簧处于自由状态。

7、调压手柄螺栓处，应定期旋下涂上润滑脂，以达防锈和调压灵便的目的。

8、仪器维修和移动时要关闭电源和气源将管内余气放掉。

9、输气胶管严禁与腐蚀介质接触。不得划伤。

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	维修方法
1	接通电源，将温控旋钮退回零位。加热指示灯不亮。	①电源插座未插好。 ②氖灯坏。	①重新按装电源插座使其接触良好。 ②打开前罩盒，更换氖灯。
2	实验时，杯体有气体冒出。	①测试杯盖安装不妥。 ②连通阀杆“O”型圈（φ8×1.9）老化或破损。 ③测试杯“O”型圈（φ55×3.1）老化或破损	①重新安装杯盖调整紧定螺钉。 ②更换连通阀杆“O”型圈（φ8×1.9）。 ③更换测试杯“O”型圈（φ55×3.1）。
3	接通电源，将加热器调至加热状态，加热指示灯由亮到灭，加热器无温升或升温慢。	①连接固定导线用的螺钉松动。 ②加热瓷棒烧坏。	①打开前罩盒和底盖，检查有无螺钉松动，若有将螺钉拧紧。 ②打开前罩盒和底盖，用万用表测加热棒两导线头，在161Ω左右为正常。若大于正常值，其中有加热棒损坏，用万用表“Ω”档测加热棒两导线头无阻值，将其更换
4	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	电源线	根	1
2	样品杯	只	1
3	双金属温度表（0～200℃）	支	2
4	螺丝刀（125mm）	支	1
5	QG80管汇	套	1
6	高压胶管	根	2
7	三通组件	套	2
8	连通阀杆	只	3

（二）主要零部件：

序号	型   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（φ45×3.1）	输液杯盖
3	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ55×3.1）	杯上盖与下盖
4	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ6×1.9）	测杆与座盖
5	GB3452.1-82	“O”型密封圈（φ16×2.4）	三通阀与杯体
6	GB78-85	内六角锥端紧定螺钉M8×12	杯盖
7	GGS42·01-05	连通阀杆	杯盖、杯底
8		滤纸φ25	岩芯

（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