測井智能張壓力校驗系統

周成兵

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

關鍵詞：電纜；拉力棒；張力計；井下張力短節；張壓力校驗

0 引言

電纜、拉力棒、張力計、井下張力短節等是測井施工的關鍵設備，這些設備的強度檢測及計量校準是測井工程安全管理的重要內容。檢測電纜、拉力棒的抗拉強度，校驗張力計和井下張力短節，保證這些設備本質安全，對于保障測井工程安全至關重要。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，無法輸出可信的數據報告，得出的結論可靠性不高。井下張力短節、拉力棒無校驗、檢測裝置，無法完成標定校驗工作。在測井施工作業中對工程狀況無法提供可靠的參考，安全監管無法有效實施，對安全生產造成了不利的影響。同時，校驗、刻度裝置的數字化、標準化是現代企業標準化管理的一項重要內容。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、補齊標準化短板、建設一流的企業具有重要意義。

智能張壓力測試系統，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備。該設備液壓動力系統部分閥組件采用比例換向閥與蓄能器，結合高精度傳感器和獨特的裝卡系統、工控計算機，實現了系統高精度、寬范圍、多功能、手動、自動一體化控制。充分運用計算機技術對試驗機進行各種參數預置，自動測量控制、數據處理、繪制曲線及打印等。

1 系統設計思路

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，通過固態繼電器控制液壓站電機，控制液壓油缸活塞桿的執行往復動作，油缸活塞桿與環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的。液由計算機采集各傳感器信號進行計算機處理實現自動控制和顯示結果，打印結果，完成試樣測試試驗。計算機與控制柜結合，實現了機電一體化。

2 測試件的歸一化設計

電纜、拉力棒、張力計、井下張力短節等測試件的型制，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換，滿足不同類型測試件的測試要求。是智能張壓力系統設計的重點內容。

張壓力系統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，系統設計為采用液壓電控方式驅動。其中液壓活塞設計為中空圓柱形。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動，從油泵排出的液壓油經閥組進入液壓缸，推動活塞桿移動。活塞桿的拉伸（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的。

電控系統通過調節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定值后可自動停止。

4 操作軟件

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

操作過程采用向導式設計，選擇不同的測試方式后出現相應的測試界面，操作員通過控制不同的選項開關設置測試要求，發出指令。計算機將指令發送給系統完成測試工作。測試過程及報告輸出均實時自動化處理。

5 項目應用

該設備液壓動力系統部分閥組件采用比例換向閥與蓄能器，結合高精度傳感器和獨特的裝卡系統，工控計算機，實現了系統高精度、寬范圍、多功能、手動、自動一體化控制。充分運用計算機技術對試驗機進行各種參數預置，自動測量控制、數據處理、繪制曲線及打印等。有著良好的人機界面。其技術指標和性能達到國內同類產品先進水平。

該系統投入使用以來，已完成江漢工區測井施工隊伍電纜、張力計、井下張力儀器的檢驗標定工作，礁石工區所有井下張力儀器的標定工作。目前作業部已制定了《張壓力標定系統管理規定》及《張壓力系統操作規程》，張壓力標定和管理工作嚴格按照標準進行，測井安全環節監管工作得以有效開展，確保了施工設備的本質安全，為測井作業的安全提供了堅實的保障。