一種可調桿體固定架的設計探討

明曉峰

摘 要：綜合錄井錄取數據靠的是安裝在鉆機各處的傳感器和脫氣裝置，其中包括了密度傳感器、溫度傳感器、體積傳感器、電導率傳感器、硫化氫傳感器及鉆井液脫氣器等等。長期以來，綜合錄井安裝傳感器的方式很多，沒有統一的標準和規范，一般就是把傳感器固定在需要采集相關參數的位置上就行。但是，隨著井控安全生產和現場標準化建設的要求越來越多、越來越細，綜合錄井安裝傳感器時受到的局限性也就越來越大，傳統安裝固定方式逐漸被淘汰，所以，亟待有一種符合現場標準化安裝條件的裝置。本文探討的就是“一種可調桿體固定架”的創新設計。

關鍵詞：傳感器;安裝;創新;設計

0引言

油氣勘探中，綜合錄井安裝傳感器，特別是安裝在循環罐上的幾個傳感器，如循環池體積傳感器、密度傳感器、溫度傳感器、電導率傳感器等基本上都是用三腳架固定，也有的直接用鐵絲固定、或用繩子捆綁。三腳架是平面三角支撐，需要焊接在循環罐壁上，然后在三腳架的固定端口上固定傳感器，但是，為了生產安全已經不允許在循環罐壁上焊接非固有裝置，動火作業會影響施工安全，也會對破壞鉆機本體的原貌和結構性。用鐵絲固定更對安全工作形成威脅，因為鐵絲在震動的過程中容易和鐵質罐壁碰撞而產生火花，這在油氣勘探施工中，油氣是三高井施工中是絕對禁止的。用繩子固定無法達到牢固的要求，傳感器會隨意擺動而影響到數據的采集錄取。同時，在循環罐上開孔的大小是有限制的，往往需要在一定受限空間開孔中安裝多只傳感器，而且需要有一定的間距，垂直安裝。在循環罐上安裝傳感器的地方也往往是添加配置和輸送鉆井液藥品的位置，在這種情況下，鉆井液藥品會粘附在傳感器枝干上，造成傳感器的銹蝕，影響傳感器及其支桿的使用壽命。在循環罐上的開孔中不止有傳感器，同時還要插入鉆井工程的一些鉆井液輸送管線等，所以，這些條件限制給傳感器的安裝增加了諸多方面的局限性。

1常規安裝架設方式中存在的問題

不同類型的傳感器需要不同的安裝方式，只有這樣才能滿足傳感器的檢測性能，上述幾種安裝方式普遍存在著共同的缺點：

（1）不能在有限的空間范圍內盡可能多的安裝傳感器;

（2）傳感器貼罐壁安裝，無法避免鉆井液藥品的腐蝕，造成成本消耗;

（3）焊接方式安裝，在安全生產規章的要求下已不能繼續適用;

（4）鐵絲綁扎，直接對安全生產造成威脅;

（5）無規范適用的裝置安裝，直接影響了現場標準化建設;

（6）常規的三腳架安裝無法保證傳感器的垂向固定，搖擺程度大，影響了數據采集，降低了工作質量;

（7）常規的軟線安裝綁扎方式，直接影響了相關作業方交叉作業。

鑒于此，需要對傳感器的安裝方式進行創新改進，設計一種綜合性的安裝架，能夠滿足不同類型傳感器的安裝需要。

2可調桿體固定架的創新設計

2.1硬件結構

可調桿體固定架的材質優選不銹鋼，主要由以下幾部分組成：卡座、主撐、副撐、橫撐、撐座、撐桿及卡環等。

（1）卡座。卡座是固定主撐、副撐、橫撐、撐座、垂向卡板及撐桿的主承受點，主要由：① 固定卡板和游動卡板。固定卡板和游動卡板是卡座的縮徑承力板，固定卡板不動、游動卡板游動，都為長方體機構。固定卡板的前端兩翼各附帶延展翼（延翼），以附帶提供固定卡板的支撐穩定性;② 垂向卡板。垂向卡板為固定卡板和游動卡板提供垂向移動支撐，垂向卡板內開槽為游動滑道，為游動卡板的移動創造上下移動空間，其中，游動卡板通過連接板和滑塊連接，在扭動六角絲帽的過程中，在六角絲帽的作用下實現開合縮進，以改變游動卡板和固定卡板之間的縮進/開合距離;③ 擋板。在六角絲帽擰動螺絲的前端，即在游動卡板和固定卡板的板面上開設板槽，板槽用于插接固定擋板，固定擋板用于防止對于絲桿的破壞，絲桿在固定卡板內不貫穿。游動卡板上的擋板開槽貫穿，固定卡板上的板槽開槽不貫穿，六角絲帽繞進的擰絲桿為游動卡板和固定卡板的縮進開合提供運行空間距離。旋進六角絲帽則縮進游動卡板和固定卡板的距離，旋出六角絲帽則開合游動卡板和固定卡板的距離;④ 套管。游動卡板和垂向卡板的上面各焊接一個用于固定旋接主撐的套管，套管有內套絲。游動卡板上的套管近延展翼，垂向卡板上的套絲位于卡板居中位置，以實現穩定性。游動卡板和固定卡板的開合實現了適應不同安裝條件的厚度，開合/縮進調整滿足不同厚度安裝臺面的要求;

（2）主撐。主撐是支撐桿體的主要受力垂向線，實心桿狀，和卡座上的套管旋絲連接套進套出，實現連接固定的作用。主撐上有背帽控制角度，搖把輔助人為轉動，各個背帽實現主撐轉動/停止定位作用，同時，為橫撐的固定定位;

（3）副撐。副撐是輔助主撐的垂向支撐而提供輔助三點支撐作用的，實心桿狀，副撐在橫撐的作用下實現橫向距離的調整，同時，在背帽的作用下定位鎖定。其中，搖把起到人為扭力的作用，背帽進行鎖定定位。橫撐內套旋進旋出絲桿，絲桿的旋進和旋出為副撐和主撐力的調整提供支點支撐;

（4）橫撐。橫撐，實心桿狀，橫撐上有背帽，背帽鎖定橫撐在角度上的調整和變化;

（5）撐座。撐座設計為六角盤作為六角撐板，居中設計座碗。座碗為套進實心球體，球體的大半部坐落在座碗內，碗座內挖空為旋轉球體提供運行空間。碗座內的球體頂面連接副撐底端，焊接固定;

（6）撐桿。撐桿為梯形板體，撐桿在背帽的限制下圍繞主撐呈全周徑可旋轉，同時，背帽的調整為撐桿的高度調整提供空間。撐桿上有固定傳感器的卡環;

（7）卡環。卡環是環形卡座，內旋絲結構。卡環為對接半圓型結構，通過對折軸實現開合，轉軸焊接在本體基座中，鎖鼻起抬開合固定，內六方絲帽旋緊固定。如果對應不同桿徑的支桿，則可在支桿內附墊膠圈，以實現適應桿體直徑而變徑的需要。

2.2性能和優點

按照如上設計，可調桿體固定架創造了以下性能和優點：

（1）自由組合搭建牢固安裝臺面，可在有限的空間范圍內盡可能多的安裝傳感器;

（2）傳感器無需再貼罐壁安裝，從而避免鉆井液藥品的腐蝕，節約設備運行成本;

（3）消除了焊接安裝方式，達到了安全生產規章的要求;

（4）無需鐵絲綁扎，消除了其對安全生產造成的威脅;

（5）創造了規范適用的安裝裝置，有力支持了現場標準化建設;

（6）萬向可調安裝可保證傳感器的垂向固定，消除了支桿搖擺，保障了傳感器工作穩定性，提升了工作質量;

（7）消除了軟線安裝綁扎方式，不影響相關施工方交叉作業，提高了工作時效。

3結束語

綜上所述看，可調桿體固定架創新設計了一種全新式的綜合錄井傳感器安裝固定裝置，該裝置的使用實現了在有限空間內牢固安裝最多傳感器的功能。卡座合理可調，方向可變;主撐定位，可對接安裝;橫撐輔助固定，全周徑轉動可調;撐座可在有限的空間內實現萬向著落，調整重力分配;背帽配合可調整安裝高度，調整方便。該裝置結構科學，操作簡潔，永久耐用，符合各項安全生產的具體要求。