指重表

一 用途

XZ系列大钩悬重测量仪（指重表）是适用于地质、石油勘探中的各种钻机和修井机在钻井或修井作业时，指示并记录大钩悬重和钻压的变化的仪器。运用它可以帮助司钻掌握钻机在钻井或修井作业中的工作参数，判断钻具的工作状态。为避免事故发生和优化参数钻（修）井提供有力帮助。

二 产品规格及技术指标 1. 产品规格

XZ系列大钩悬重测量仪规格见表1。 2. 技术指标 1) 一次仪表输出压力误差：±1.2%； 2) 二次仪表基本误差

指示仪：±1.0％； 记录仪：±2.5％； 3) 指示仪灵敏针的灵敏限

各种型号指示仪灵敏针灵敏限见表2； 4) 仪器的工作环境温度：-40～50℃。 注：仪器传压介质为45#变压器油。

三 仪器的结构和原理

XZ系列大钩悬重测量仪由一次仪表和二次仪表组成，见图1，一次仪表含死绳固定器和传感器，二次仪表含指示仪和记录仪。

图1 大钩悬重测量仪示意图

1. 死绳固定器 2. 传感器 3. 仪表箱 4. 记录仪 5. 指示仪 6. 连接管线

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1. 死绳固定器

死绳固定器是将死绳锚定，并将死绳拉力传递给传感器的机构。

XZG系列死绳固定器主要由绳轮和底座两大部分组成，其上可以安装传感器。绳轮安装在底座的主轴上，死绳上产生的拉力使绳轮发生微量转动，通过绳轮力臂传递给传感器，使传感器产生拉伸或压缩。为提高绳轮转动的灵敏度，主轴与绳轮之间安装有滚动轴承。根据安装形式的不同死绳固定器分为立式和側挂式两种。 2. 传感器

传感器是一个能量转换元件，其功能是将死绳拉力转换为液体压力。

钻机或修井机在作业时，游动滑车大钩上的悬重会使死绳产生拉力，这个拉力通过绳轮的杠杆作用传递给传感器，使其中的液压膜盒压缩产生一个与死绳拉力成正比的液体压力。根据死绳固定器结构形式的不同传感器分为拉伸式与压缩式两种，一般立式死绳固定器使用拉伸式传感器，与XZG42、XZG35和XZG24型死绳固定器配套的XZC24型拉伸式传感器结构如图2所示。

3. 指示仪

指示仪是大钩悬重及钻压的即时 显示器，因此它是仪器的核心部件。

XZZ系列指示仪结构如图3所示，指示仪机芯有两根弹簧管，即悬重弹簧管和灵敏弹簧管，两根指针即悬重指针和灵敏指针，与之对应有两块度盘，即悬重度盘和灵敏度盘，悬重度盘为固定度盘，灵敏度盘为游动度盘。两弹簧管自由端通过连接板分别与传放机构中各自对应的扇形齿轮摇臂相连，从传感器传输到指示仪的液体压力使两根弹簧管自由端产生位移，经连接板分别带动两扇形齿轮转动，两扇形齿轮再分别驱动各自的中心齿轮转动，从而使分别安装在两中心齿轮轴上的悬重指针和灵敏指针偏转指示大钩悬重及钻压。为提高钻压指示的分辨率，灵敏指针的转

图2 XZC24型传感器

1.自封公接头 2.快速母接头 3.上盖

4.上腔室盖 5.膜片 6.膜片压圈

7.下压盖 8.下盖

角是悬重指针转角的四倍。 4. 记录仪

记录仪的功能是记录大钩悬重隋时间变化的曲线。 XZJ型记录仪结构如图4所示。记录仪内装有一根弹簧管，自由端通过连接板与笔臂转轴摇臂相连，从传感器传输来的液体压力使弹簧管自由端产生位移，带动转轴转动从而使安装在转轴上的记录笔发生偏转，在由时钟带动作匀速转动的圆形记录纸上划出大钩悬重隋时间变化的曲线。根据作业任务的不同，在修井上使用的仪器一般不配记录仪。

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图3 XZZ系列指示仪

1.灵敏度盘 2. 悬重度盘 3.传放机构 4.悬重指针

5.灵敏弹簧管 6.灵敏指针 7.悬重弹簧管 8.悬重连接板 9灵敏连接板 10.壳体 11.框盖 12.灵敏度盘调节旋钮 13.玻璃表罩 14.框盖固定螺钉 15.放气螺钉 16.阻尼器

图4 XZJ型记录仪

1. 记录笔 2. 笔臂 3. 微调螺钉 4. 笔臂转轴架 5. 记录纸托盘 6. 记录纸 7. 记录仪壳体 8. 弹簧管 9.记录时钟 10.记录纸压帽 11.记录仪盖 12.阻尼器

四 仪器的安装与使用 1. 仪器的安装

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1) 一次仪表

一次仪表包括死绳固定器和传感器，在成套仪器中传感器在出厂时均已经安装在死绳固定器上。

死绳固定器应用专用螺栓牢固地安装在钻机底座预留的安装位置上，安装底座（或底板）必须牢固，保证在仪器正常使用条件下不变形。死绳固定器安装完毕后必须保证死绳不与井架或其他任何物体相接触，死绳的牵引方向与绳轮转动轴心线垂直且与绳轮中心平面平行，如图5所示。

图5 死绳固定器的正确安装

安装死绳时将死绳沿绳轮绳槽缠绕三圈再将自由端放入绳卡中，用压紧块和螺栓将其压紧固定。

为保证仪器测量的精确性，钻机（修井机）起重提升系统所使用的钢丝绳直径必须与表1所规定的一致。

2) 二次仪表

二次仪表包括指示仪和记录仪，一般情况下两者应配套使用，产品出厂时厂家已将指示和记录仪安装在仪表箱上。

在现场安装，应保证指示仪处于方便司钻观察且又不影响司钻观察转盘运转的位置，为保证读数正确，指示仪中心应与司钻水平视线等高，。为避免钻机震动影响仪器使用，根据仪表箱结构的不同，可采用绳索悬挂或钢管在地面打桩的办法将仪表箱固定。

一次仪表和二次仪表安装完毕，用液压管线将二次仪表与传感器连接。液压管线走向应合理，不得过度弯曲，不与其他物体相缠绕或被其他物体所挤压。 2. 检查与调试

仪器安装完毕后，首先检查指示仪度盘上所标明钢丝绳股数与钻机（修井机）游车轮系钢丝绳的股数是否一致，如不一致，应将度盘翻面安装或更换，使其一致。

第二检查仪器在空载时指示仪指针和记录仪笔尖是否回零，如不回零应查明原因，必要时拔出指针从新定位，笔尖可通过微调螺丝调零。

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第三，应检查仪表油路系统液压油是否足够，当仪表油路系统液压油充足时，在钻机（修井机）游车大钩有负载时传感器膜片压圈与下压盖之间的间隙应为8～14mm，如果小于8mm表示液压油不足应进行补充。

补充液压油应在大钩空载下使死绳处于轻微张力状态进行。具体方法是先将手压泵液压管线上的自封母接头与传感器上的自封公接头相连接，见图6，然后来回摇动手柄向传感器充油，直至达到要求后取下手压泵。为避免将空气泵入仪器油路系统，手压泵与传感器连接前应先排尽液压管线内的空气，在充油的全过程中，手压泵油池液面高度必须保持在一半以上。

必须注意，油路系统必须在无空气的状态下仪器才能正常工作。仪器出厂时经调试已将传感器和二次仪表及液压管线内的空气排尽，并加注了足够的液压油，用户只需作上述检查后仪器便可使用。在现场如因各种原因系统必须从新充油时，方法与上述步骤一样，当传感器安装位置低于二次仪表时，空气应从指示仪阻尼器排气螺钉排出。

3. 仪器的使用

仪器安装调试完毕后即可使用。

指示仪上有两根指针，黄色指针为悬重指针，指示大钩全部悬重，红色指针为灵敏指针，主要用来指示钻压。在钻井作业中，当下完最后一根钻杆后应将钻具悬空，转动指示仪旋钮将灵敏度盘零位对准红色指针，然后施加钻压开始钻井，这时候灵敏指针发生偏转所指的示值就是钻压。

在仪器使用中应合理调节阻尼器，使指示仪和记录仪既能灵敏地指示和记录大钩悬重的变化，指针和笔臂又不产生强烈摆动。

记录仪每24小时更换一次记录纸，同时对时钟上弦，按天文时间将记录笔尖应对准记录纸上的时间坐标，然后上紧记录纸压帽。 五 仪器维护保养及常见故障的排除

1. 仪器日常维护保养及有关注意事项：

1) 仪器在使用中应保持玻璃表面的洁净以利于观察，不得用蒸气冲洗玻璃以免炸裂。

2) 仪器使用的液压油必须洁净，无沉淀物，不同牌号不混用，更不能混入其它

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带腐蚀性的液体。

3) 每天检查传感器，清除其上的碎石、泥浆结饼及冰块，如发现膜片压圈与下压盖之间的间隙小于8mm应立即补充液压油。

4) 仪器定期送检调校，必须由专业维修人员参照行业标准《JJG（石油）03检定规程》进行维修、保养和检定。

5) 仪器在钻机搬迁时，应先卸掉负载，待指针回到零位后关闭阻尼器调节阀再断开快速接头，二次仪表最好装入原包装箱运输。 3. 常见故障的原因及排除方法

仪器常见故障原因及排除方法见下表：

故 障 可 能 原 因 阻尼器调整不正确 指针相互之间或与度盘及玻璃接触 指示仪指针指示不稳定或卡滞 油路系统有空气 死绳与绳轮凸缘或其它物体摩擦 死绳导轮不灵活 死绳固定器绳轮转动不二次仪表指示不准确 灵活 传感器受不正常限制 方钻杆弯曲 转盘或方补心偏移 仪表油路系统充油过多 仪表油路系统缺油 清除传感器外部脏物或障碍物。 校直或更换方钻杆 校正转盘和结合器衬套，如磨损予以更换。 从排气螺钉放出多余的油 按第五章第二节所述对系统充油

指示仪传放机构不清洁 排 除 方 法 从新调整阻尼器。 卸下指示仪框盖，矫正指针，重装框盖玻璃。 打开指示仪框盖，卸下度盘，用煤油清洗放大机构，然后再装上度盘和框盖。 给传感器充油，从指示仪排气螺钉排除空气。 沿死绳清除接触物，必要时按第五章1--1）条将死绳固定器重新安装定位。 润滑导轮 清洗主轴轴承，重新加注润滑脂。

六 注意事项

1. 仪器选型，参照表1，以钻机或修井机死绳拉力选择适应型号的仪表，为确保仪表测量范围留有余地，原则上钻机或修井机额定死绳拉力应不超过该型仪器最大死绳拉力的80%。

2. 订货时请注明指示仪度盘绳股数和最大死绳拉力。

3. 除成套仪表外，死绳固定器、传感器、指示仪、记录仪及相关工具备件的均可单独订货。

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4.用户如需要特殊仪表，我们可按用户要求设计制造。

注： 1. 带“*”者为特殊订货。

2 带“**”者为江汉石油管理局仪表厂产品。

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