SL3974XA井下張力儀維修手冊

1、SL3974XA井下張力儀器維修手冊目 次1 概述11.1 主要技術(shù)指標(biāo)11.2 簡要描述22 電路描述22.1 接線圖22.2 電源板32.3 信號放大轉(zhuǎn)換板（AMP/VFC）43 儀器拆卸與裝配63.1 3000型張力儀器拆卸說明63.2 37型張力儀器拆卸說明73.3 裝配說明74 儀器檢查74.1 斷電電阻檢查74.2 操作測試84.3 線路板功能測試85 電路元器件布局圖和儀器機(jī)械組裝圖95.1 電源板布件圖95.2 信號處理板布件圖105.3 3000型張力儀器總裝配圖115.4 37型張力儀器總裝配圖12101 概述1.1 技術(shù)指標(biāo)a) 最大工作溫度： 200b) 最大工作壓力：

2、 137.9Mpac) 適用井眼直徑： >117.5mmd) 儀器外徑： 92.1mme) 儀器總長： 1.55mf) 儀器有效長度： 1.17mg) 測量范圍： 拉力12，000磅；壓力10，000磅h) 絕對測量精度： ±1000磅（拉力或壓力） ±100磅（拉力或壓力變化）注：因?yàn)闇y量的絕對精度受壓力、溫度和電子元件的限制，儀器只能用于測量并指示應(yīng)力的相對變化。i) 重復(fù)性： ±100磅（拉力或壓力）j) 儀器供電： 180Vac，25mAk) 測井電纜： 7芯電纜l) 電纜纜芯分配： 4# & 6#供電；16# & 18#信號m) 探

3、頭/傳感器類型： 應(yīng)力傳感器n) 傳感器最大可承受載荷：36，250磅（拉力或壓力）o) 組合性能： 位于下井儀器串最上端，可組合交流供電型儀器。圖1 SL3974XA井下張力儀器示意圖1.2 簡要描述SL3974XA井下張力儀器用于測量下井儀器串在井筒軸線方向上所受到的拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力。儀器的上下接頭均為D/A接頭。SL3974XA井下張力儀器是PCM兼容儀器，可以同3506聯(lián)合使用；另外，如果有富余的纜芯供信號傳輸和電源使用，它也可以作為單獨(dú)的一支儀器下井。SL3974XA井下張力儀器必須位于組合儀器串的最上端。SL3974XA井下張力儀器上端機(jī)械部分用鈦鋼制造，電連接采用28芯母接頭。

4、這部分還包含壓力密封單芯塞供貫通線連接用。SL3974XA井下張力儀器的主體與應(yīng)力傳感器的承力單元機(jī)械結(jié)合。承力單元用來測量儀器串在井筒軸線方向所受到的拉伸載荷或壓縮載荷。壓力平衡拉桿提供與承力單元的機(jī)械連接，使靜液壓達(dá)到平衡。另外，壓力平衡拉桿內(nèi)部有連接到儀器電子線路部分的貫通線。儀器電子線路部分由電源板和信號處理板組成、安裝在外徑為3.62的鈦鋼殼內(nèi)。儀器的下部接頭用鈦鋼制造，電連接采用28芯公接頭。應(yīng)力測量短節(jié)由安裝在同一個套管里的一個應(yīng)力傳感器和一個電子線路骨架構(gòu)成。SL3974XA井下張力儀器的功能是測量下井儀器串頂端的外部拉力或壓力，并把測量數(shù)據(jù)以脈沖方式送到CLS單元。測量范圍從

5、-10，000磅（壓力）至 +10，000磅（拉力）。輸出脈沖的計(jì)數(shù)率的變化與應(yīng)力的對應(yīng)關(guān)系是：2000CPS+10，000磅；1000CPS0磅；0CPS-10,000磅。2 電路描述2.1 接線圖電子線路骨架是從儀器的下端裝入儀器外殼的。電源板和信號處理板固定在骨架上。儀器上下兩頭的28芯接頭的9根插芯（1#8#，10#）是上下貫通的。另外,上部的接頭通過5條線把放大器/轉(zhuǎn)換器（AMPVFC）電路和應(yīng)力承載單元連接在一起。交流電源通過纜芯#送到變壓器T1的初級。2.2 電源板變壓器T1次級輸出的交流電經(jīng)過整流濾波后輸入到三端穩(wěn)壓器（IC1、IC2）。三端穩(wěn)壓器IC1、IC2輸出+12V和1

6、2V直流電壓。下面是電源板的印刷板圖和原理圖。2.3 信號放大轉(zhuǎn)換板（AMP/VFC）這塊板的功能是響應(yīng)來自應(yīng)力承載單元的信號，并對這個信號加以處理。下面是這塊板上的部件功能描述。2.3.1 IC3標(biāo)準(zhǔn)電壓IC3的輸入電壓保持在13.5V以上，它來自電源板上的IC1的輸入端。R3、C3減小電壓紋波。IC3為應(yīng)力承載單元提供準(zhǔn)確的10V激發(fā)電壓。應(yīng)力承載單元的電阻為700，對于10V電源，流過它的電流約是14mA。電阻R5起降壓作用，它把+14V直流電壓降低到10V。IC3內(nèi)部的分壓器在腳輸出二級標(biāo)準(zhǔn)電壓（+5V）。這個+5V電壓經(jīng)過低噪聲運(yùn)放IC2緩沖，產(chǎn)生IC1所需要的中點(diǎn)電壓。2.3.2

7、IC1放大器IC1的增益由電阻R2（100）設(shè)定為401倍。在放大應(yīng)力承載單元產(chǎn)生的信號電平的微小變化的同時，它把噪聲和常模式電壓濾除。在應(yīng)力承載單元承受的應(yīng)力為零時，它產(chǎn)生的信號電壓為零。在應(yīng)力承載單元承受拉應(yīng)力時，它產(chǎn)生的信號電壓為正。在應(yīng)力測量范圍的兩端，應(yīng)力產(chǎn)生的電信號幅度為±12mV，經(jīng)過放大后變成±4.8V。來自IC2的標(biāo)準(zhǔn)5V偏置電壓加在IC1的腳，以便把雙極性的信號（±5V）轉(zhuǎn)換成單極性信號（0-10V）。從而可以利用VF轉(zhuǎn)換器把電壓信號變成對應(yīng)的脈沖信號。轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍是0-10V。當(dāng)應(yīng)力為零時，IC1輸出的電壓是5V，這正好等于原始信號電

8、壓加上偏置電壓。2.3.3 IC4V/F轉(zhuǎn)換器IC4是V/F轉(zhuǎn)換器，其功能是把代表應(yīng)力的0-10V模擬電壓信號按照正比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成頻率信號。外圍器件（電阻、電容）的參數(shù)決定了IC4在輸入10V模擬電壓時，輸出為2KHz頻率信號。在輸入信號電壓等于5V時（即應(yīng)力負(fù)載為零時），輸出為1KHz頻率信號。脈沖信號的占空比為25%。如果應(yīng)力不完全等于零，那么輸出的脈沖信號頻率就與1KHz有所偏差。在外加應(yīng)力為零的情況下，如果輸出的脈沖信號頻率與1kHz的偏差超過±10%，應(yīng)調(diào)節(jié)電阻R6的阻值。R6的正常值是43.2K。R4是V/F轉(zhuǎn)換器件IC4中集電極開路的三極管輸出端的上拉電阻。2.3.4

9、輸出信號驅(qū)動器IC5IC5是輸出信號驅(qū)動器，它的工作電源是未經(jīng)過穩(wěn)壓的負(fù)電源。這樣是為了使正負(fù)電源的負(fù)載功率達(dá)到平衡。R1和D1構(gòu)成IC5輸入端的電平移位電路，其功能是把V/F轉(zhuǎn)換器的輸出信號電平嵌位在負(fù)電源電壓以內(nèi)。電容C4是信號輸出的藕合電容。3 儀器拆卸與裝配SL3974XA井下張力儀器有3000型和37型兩種機(jī)械結(jié)構(gòu)，下面分別敘述其拆卸和裝配。3.1 3000型張力儀器拆卸說明a) 用平口改刀卸掉密封油堵(11)密封油堵(33),放掉儀器內(nèi)的硅油。b) 用勾頭扳手?jǐn)Q下護(hù)帽(48),用小型改刀依此挑出密封圈(47)、卡簧(45)、半圓環(huán)(46)、擋環(huán)(44)、螺紋套(42)。c) 用勾頭

10、扳手?jǐn)Q下護(hù)絲(50)，用勝利189標(biāo)準(zhǔn)起拔器取出線路骨架。d) 下外殼(2)與下連接頭(9)為螺紋連接,用勾頭扳手將下外殼(2)卸掉。e) 將28芯套(37)從下連接頭(9)中緩慢拔出,注意不要損壞貫通線,卸掉螺釘(10),取下防松蓋(7)。f) 將每個單芯塞膠套從單芯塞上拔出。g) 用內(nèi)六角扳手卸掉3只內(nèi)六角螺絲(34),防脫外殼(31)同中間頭(19)為螺紋連接,卸掉防脫外殼(31)。h) 卸掉4只內(nèi)六角螺釘(28),上連接頭(26)與連接桿(22)為螺紋連接,卸掉上連接頭(26)。i) 將平衡套(21)和平衡活塞(24)緩慢拔出,使之與連接桿(22)分離,小心不要損壞油封(23)和油封(

11、27)。j) 下連接頭(11)與中連接頭(19)為螺紋連接,擰下中連接頭(19)。k) 下連接頭(11)與應(yīng)變電主體(16)為螺紋連接,將其分離。l) 將10根貫通線從應(yīng)變電主體(16)和連接桿(22)的中心孔中依次取出。m) 應(yīng)變電主體(16)與連接桿(22)為螺紋連接,將其分離。3.2 37型張力儀器拆卸說明a) 用平口改刀卸掉密封油堵(11)密封油堵(33),放掉儀器內(nèi)的硅油。b) 用勾頭扳手左旋護(hù)帽(46),將其卸掉,用小型平口改刀挑出卡簧(43),取出28芯插座(39)和26芯插座(44),左旋26芯上的壓套,將28芯插座(39)與26芯插座(44)分離。c) 用勾頭扳手左旋護(hù)絲(4

12、6),將其卸掉,卸掉連接螺套(45),依次卸掉卡簧、28芯插座。下接頭(1)同下外殼(2)為螺紋連接,左旋下接頭(1),將其卸掉,用大號改刀卸掉壓環(huán)(3),用T形工具取出線路骨架(4)。d) 以下的拆卸步驟同3.1 dm。3.3 裝配說明a) 將所有零部件清洗干凈,仔細(xì)檢查各部分,尤其要重點(diǎn)檢查各密封面、螺紋、密封圈、膠套是否有劃傷、沙眼、裂紋等缺陷。b) 在各密封面、螺紋部位均勻涂上少許潤滑脂,按照拆卸說明的順序進(jìn)行反向裝配。4 儀器檢查4.1斷電電阻檢查a) 用萬用表測量儀器上下接頭插芯之間的電阻。確認(rèn)儀器上下兩頭的1#8#以及10#之間的導(dǎo)通電阻小于0.5。確認(rèn)纜芯4#和6#之間的電阻為

13、1.2K。其余插芯之間應(yīng)該絕緣，即電阻為無窮大。如下表所示。上接頭下接頭1#2#3#4#5#6#7#8#10#1#0.52#0.53#0.54#0.55#0.56#0.57#0.58#0.510#0.5b) 測量并確認(rèn)下列接線端對地電阻如下表所示：接線端+12V-12V10V5VSENSEIN+IN-對地電阻，4.3K4.3K4.3K3.8M13.48K13.10K13.10Mc) 測量并確認(rèn)張力傳感器引線間電阻如下表所示：引線對引線E+E+S-E-S+E+S-E-S+E+電阻，05305555555284.2 操作測試對于SL3974XA井下張力儀器沒有專門的車間或現(xiàn)場刻度程序。拉力測試可以

14、如下進(jìn)行：把該儀器連接到測井電纜頭上，然后把儀器下掛一已知重量的物體。給儀器通電，用測井地面系統(tǒng)測試張力儀器工作情況。4.3 線路板功能測試a) 準(zhǔn)備好一臺示波器、一只萬用表和一個700電阻。b) 把儀器的電子線路部分同應(yīng)力承受單元分離。c) 把信號板上的IN-和IN+端接到公共地上；把SENSE和10V端一起接到700電阻的一端；把700電阻的另外一端接到公共地上。d) 從儀器辮子頭的4#和6#給儀器電路供電AC180。e) 用萬用表測量電源板上的+12V和-12V是否正常。f) 用萬用表測量信號板上的+5V OFST TP測試點(diǎn)，應(yīng)該有+5V電壓。g) 用萬用表測量信號板上的AMP OUT

15、 TP測試點(diǎn)，應(yīng)該有+5V電壓。h) 用示波器測量信號板上的VFC OUT TP測試點(diǎn)。該測試點(diǎn)應(yīng)該有頻率約為1KHz、占空比約為15%的正脈沖信號。信號波形見下圖。信號板上的VFC OUT TP測試點(diǎn)的正脈沖信號5 電路元器件布局圖和儀器機(jī)械組裝圖5.1 電源板布件圖代號數(shù)量名稱描述IC11REGLTR42094-012IC21REGLTR42095-012C1C44CAPCA50+ 330MF 45V 175CC7，C8 2CAPCA50+ 10MF 50V 175CC5，C6 2CAPBX 104K 50VR11RESBDS EE1/2 55RFR21RESBDS EE1/2 75RFD1D44DIODE1N4249 1000V 1A5.2 信號處理板布件圖 代號數(shù)量名稱描述IC11ICINA101SMQIC21ICOP215AJIC31ICRTEF101SMIC41ICVFC32SMQIC51ICLH0002HC1，C2，C43CAPBX 105K 50V