SL3974XA井下張力儀維修手冊(cè)

1、SL3974XA井下張力儀器維修手冊(cè)目 次1 概述11.1 主要技術(shù)指標(biāo)11.2 簡(jiǎn)要描述22 電路描述22.1 接線圖22.2 電源板32.3 信號(hào)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(cè)試84.3 線路板功能測(cè)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(hào)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(zhǎng)： 1.55mf) 儀器有效長(zhǎng)度： 1.17mg) 測(cè)量范圍： 拉力12，000磅；壓力10，000磅h) 絕對(duì)測(cè)量精度： ±1000磅（拉力或壓力） ±100磅（拉力或壓力變化）注：因?yàn)闇y(cè)量的絕對(duì)精度受壓力、溫度和電子元件的限制，儀器只能用于測(cè)量并指示應(yīng)力的相對(duì)變化。i) 重復(fù)性： ±100磅（拉力或壓力）j) 儀器供電： 180Vac，25mAk) 測(cè)井電纜： 7芯電纜l) 電纜纜芯分配： 4# & 6#供電；16# & 18#信號(hào)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(jiǎn)要描述SL3974XA井下張力儀器用于測(cè)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(hào)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(cè)量?jī)x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(hào)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(cè)量短節(jié)由安裝在同一個(gè)套管里的一個(gè)應(yīng)力傳感器和一個(gè)電子線路骨架構(gòu)成。SL3974XA井下張力儀器的功能是測(cè)量下井儀器串頂端的外部拉力或壓力，并把測(cè)量數(shù)據(jù)以脈沖方式送到CLS單元。測(cè)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(duì)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(hào)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(jí)。2.2 電源板變壓器T1次級(jí)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(hào)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(hào)，并對(duì)這個(gè)信號(hào)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(duì)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)電壓（+5V）。這個(gè)+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(hào)電平的微小變化的同時(shí)，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(shí)，它產(chǎn)生的信號(hào)電壓為零。在應(yīng)力承載單元承受拉應(yīng)力時(shí)，它產(chǎn)生的信號(hào)電壓為正。在應(yīng)力測(cè)量范圍的兩端，應(yīng)力產(chǎn)生的電信號(hào)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(hào)（±5V）轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)（0-10V）。從而可以利用VF轉(zhuǎn)換器把電壓信號(hào)變成對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍是0-10V。當(dāng)應(yīng)力為零時(shí)，IC1輸出的電壓是5V，這正好等于原始信號(hào)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(hào)按照正比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)。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(shí)，輸出為2KHz頻率信號(hào)。在輸入信號(hào)電壓等于5V時(shí)（即應(yīng)力負(fù)載為零時(shí)），輸出為1KHz頻率信號(hào)。脈沖信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)驅(qū)動(dòng)器IC5IC5是輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)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(hào)電平嵌位在負(fù)電源電壓以內(nèi)。電容C4是信號(hào)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(gè)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(hào)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(rùn)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(cè)量?jī)x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(cè)量并確認(rèn)下列接線端對(duì)地電阻如下表所示：接線端+12V-12V10V5VSENSEIN+IN-對(duì)地電阻，4.3K4.3K4.3K3.8M13.48K13.10K13.10Mc) 測(cè)量并確認(rèn)張力傳感器引線間電阻如下表所示：引線對(duì)引線E+E+S-E-S+E+S-E-S+E+電阻，05305555555284.2 操作測(cè)試對(duì)于SL3974XA井下張力儀器沒有專門的車間或現(xiàn)場(chǎng)刻度程序。拉力測(cè)試可以

14、如下進(jìn)行：把該儀器連接到測(cè)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(cè)井地面系統(tǒng)測(cè)試張力儀器工作情況。4.3 線路板功能測(cè)試a) 準(zhǔn)備好一臺(tái)示波器、一只萬用表和一個(gè)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(hào)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(cè)量電源板上的+12V和-12V是否正常。f) 用萬用表測(cè)量信號(hào)板上的+5V OFST TP測(cè)試點(diǎn)，應(yīng)該有+5V電壓。g) 用萬用表測(cè)量信號(hào)板上的AMP OUT

15、 TP測(cè)試點(diǎn)，應(yīng)該有+5V電壓。h) 用示波器測(cè)量信號(hào)板上的VFC OUT TP測(cè)試點(diǎn)。該測(cè)試點(diǎn)應(yīng)該有頻率約為1KHz、占空比約為15%的正脈沖信號(hào)。信號(hào)波形見下圖。信號(hào)板上的VFC OUT TP測(cè)試點(diǎn)的正脈沖信號(hào)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(hào)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(hào)處理板布件圖 代號(hào)數(shù)量名稱描述IC11ICINA101SMQIC21ICOP215AJIC31ICRTEF101SMIC41ICVFC32SMQIC51ICLH0002HC1，C2，C43CAPBX 105K 50V