浅析一种传感器动调式安装架设计

浅析一种传感器动调式安装架设计

明晓峰

中石化经纬有限公司胜利地质录井公司，山东东营 257064

摘要: 在石油钻井施工中，传感器是进行实钻参数采集的重要装置。传感器安装在钻机的不同部位，进行不同参数的采集，起到不同的钻井状态施工监控的作用。硫化氢是重要的监控参数之一，硫化氢传感器分别安装在硫化氢易集中的钻机部位。硫化氢传感器的安装部位和高度需要实时调整，调整装置必须适合能够及时采集分析硫化氢的要求。本篇文章探讨的就是一种传感器动调试安装装置的设计。

关键词：硫化氢；传感器；安装；动调式

0引言

在中高含硫油气田开发生产中有接触硫化氢的可能。硫化氢可溶于水和油中，可随水或油至远离发生源处，而引起意外中毒事故。所以，在油田勘探中，及时准确地监测硫化氢是重中之重的工作，特别是在油气勘探中，因为硫化氢可广泛存在于地下地层中。

录井在油气勘探中具体负责了各种参数的采集和监控，对于硫化氢气体的监测是重点工作之一。录井监测硫化氢靠的是硫化氢传感器，硫化氢传感器分为便携式和固定式两种。固定式硫化氢传感器安装在整个钻井井场的易集聚硫化氢的部位，便携式随身携带。但是，实时情况是，硫化氢传感器的安装却一直存在着难以克服的困难，那就是只有传感器个体，却没有安装架，从而直接影响了硫化氢气体的有效监测。

1传感器的传统安装方式

在油气勘探现场，按照井控、硫化氢气体监测防护及工作职能的要求，录井必须在钻台区、司钻控制房、钻台下方（方井）、内燃机区、钻井液出口缓冲罐、循环罐和综合录井仪仪器房内安装固定式硫化氢传感器，以实现硫化氢气体监测的井场范围内全覆盖，从而确保整个勘探施工作业安全。固定式硫化氢传感器是一个独立的个体，安装时需要以其它物体为依托物而得到支撑，而且硫化氢传感器的探头必须垂直向下，这是由硫化氢气体的理化性质决定的。通常情况下，录井安装硫化氢传感器是借助于傍边的物件或者直接绑定或者悬挂，这已经是多年来的安装模式，但是，这种模式是错误的、不可取的，因为这直接影响到了硫化氢气体的科学检测，而且，当在方井中安装硫化氢传感器时根本无法实现，同时，也影响到了其他作业。鉴于此，实现硫化氢传感器的动调试科学安装方式是亟待解决的。

2传感器动调试安装架的创新设计

适用于现场的施工环境条件，硫化氢传感器动调式安装架的整体材质为耐酸碱优质不锈钢，在设计上包括防护罩、纵向旋丝杆、撑梁和横向旋丝杆等。

2.1防护罩

防护罩为方形，外长200mm×外宽200mm×壁厚3mm，防护罩底部开口用于安装传感器。防护罩一侧内壁设计两个挂钩用于悬挂传感器。传感器的信号线通过进线口伸出穿过穿线腔到达快锁，快锁连接到外部信号线。防护罩顶部居中位置开设一个直径20mm的孔，该孔和纵向旋丝杆的穿线腔连通；顶部两侧开设两个直径8mm的孔，中孔间距140mm，该孔用于螺丝固定挂盘。挂盘为钢盘，直径180mm,挂盘中间位置开设一个直径20mm的孔，该孔和纵向旋丝杆的穿线腔连通，围绕挂盘盘缘开两个直径8mm的孔，该孔和防护罩的孔对应，中孔间距140mm，螺丝连接固定挂盘和防护罩。挂盘顶部居中焊接纵向旋丝杆。

2.2纵向旋丝杆

纵向旋丝杆为一车有外丝的钢管，长1180mm×外径40mm×壁厚10mm，中间开设直径20mm的孔，该孔用作穿线腔。

2.2.1 穿线腔。穿线腔是在纵向旋丝杆中心部位凿出的贯穿旋丝杆顶底的直径为20mm的孔，该孔作为信号线的通路，上部连接快锁接头，下部和挂盘及防护罩的中孔形成通道，同时也形成了线路密封结构。

2.2.2 纵向旋丝杆背帽。纵向旋丝杆背帽用于固定纵向旋丝杆的高低位置。当通过纵向旋丝杆转把调整纵向旋丝杆的锥进锥出纵向高度时，通过背帽可锁定在具体的高度上。纵向旋丝杆背帽内径40mm×壁厚10mm，两侧开有直径8mm×深8mm的丝孔，该丝孔旋拧转把，转把长100mm×直径8mm，转把的一端车有外丝。

2.2.3 纵向旋丝杆转盘。纵向旋丝杆转盘为一直径60mm×厚20mm的钢盘，中心位置开设有直径20mm的孔，该孔和穿线腔对应。纵向旋丝杆转盘和纵向旋丝杆居中焊接在一起，两侧开有直径8mm×深8mm的丝孔，该丝孔旋拧转把，转把长100mm×直径8mm，转把的一端车有外丝。

2.2.4 防爆接线快锁。纵向旋丝杆转盘居中位置开设直径20mm的丝孔，在该丝孔上旋拧防爆接线快锁接头。从防护罩中传感器进线口引出的信号线自防护罩进入挂盘、纵向旋丝杆穿线腔、纵向旋丝杆转盘，然后将线头连接到防爆接线快锁。快锁为对接结构，拔插咬合。转动纵向旋丝杆时可拔离快锁，定位后插入，方便即插即用。

2.3撑梁

纵向旋丝杆在撑梁上横向滑移，撑梁为方钢，长1950mm×外宽80mm×厚80mm，材质壁厚5mm。在撑梁的顶底面各切割出长1750mm×宽60mm的槽口，该槽口用作纵向旋丝杆横向滑移的通道。

2.3.1 滑移块。滑移块是一种组合结构，滑移块自身为一段外长80mm×外宽70mm×高80mm×壁厚5mm的方钢管，在放钢管内居中焊接一个车有内丝的内径40mm×高80mm×壁厚5mm的丝管作为旋丝套，该旋丝套用于旋拧纵向旋丝杆。

2.3.2 滑板。滑板长80mm×宽80mm×壁厚3mm，中间开有直径40mm的孔，该孔和旋丝套平焊在一起。上下滑板和滑移块焊接，滑板搭落撑梁上。

2.3.3 转盘。在滑移块的一个侧面居中焊接一个转盘，转盘由顶底盘组成，顶盘底面开滚珠槽、底盘顶面开滚珠槽，槽内放置滚珠，上下两盘同径对扣。顶底盘直径70mm×厚20mm，中间开设直径20mm的孔，该孔穿过联轴。联轴为直径20mm×长30mm的钢棒。联轴底面和底盘平焊，联轴顶面和顶盘齐平位置车固定轴承夹的夹槽。转盘底面焊接在滑移块侧面，底盘固定、顶盘转动。

2.3.4 固定孔。撑梁两端上下开设4个直径20mm的孔，插入钎子可固定撑梁。

横向旋丝杆背帽

横向旋丝杆为一外丝杆，长1000mm×直径35mm，前端凿有内径20mm×深20mm的孔，这段作为套管居中包裹伸出转盘顶盘的联轴。在套管的前端焊接一直径70mm×厚5mm的钢盘作为连接盘，连接盘居中开设直径20mm的孔，将该连接盘焊接在套管上。连接盘四周距边5mm均匀开设4个直径6mm的横向旋丝杆固定孔，相应地在转盘顶盘上也车凿4个直径6mm×深10mm的孔，用螺丝将连接盘和转盘顶盘固定在一起。

2.4.1 横向旋丝杆丝帽。将穿过横向旋丝杆一侧的撑梁用长80mm×宽80mm×厚5mm的钢板焊接封堵，中间开设直径35mm的孔，该孔上焊接车有内丝的横向旋丝杆丝帽。丝帽内径35mm×外径45mm，横向旋丝杆在丝帽内锥进锥出，同时，丝帽对丝杆起到居中定位的作用。

2.4.2 横向旋丝杆背帽。横向旋丝杆上旋拧背帽，背帽上有把手，旋拧背帽到横向旋丝杆丝帽，卡紧横向旋杆不动，反向旋转则松开旋丝杆。

2.4.3 横向旋丝杆转盘。在横向旋丝杆的末端焊接一直径50mm×厚20mm的钢盘，钢盘盘缘两侧凿丝孔，丝孔内旋拧转把转动横向旋丝杆。

3结语

按照通体设计实现了硫化氢传感器动态工作条件。防护罩防护硫化氢传感器不受到外界污染，确保了传感器的垂向工作条件；纵向旋丝杆在滑移块内旋进旋出带动传感器高低位置变化，穿线腔的腔体设计使信号线能够自由转动，和防爆接线快锁配合，达到了一种随动组合；横向旋丝杆锥进锥出横向旋丝杆丝帽，可对纵向旋丝杆左右推移，满足远近距离调整需要。该装置整体可拆卸组配，用料经济，经久耐用，免维护，适用条件广。

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