石油勘探儀器機械設計思考

石油勘探儀器機械設計思考石油勘探儀器機械設計思考 2013/09/24 1石油測井儀器機械設計規(guī)范1.1測井儀器機械設計通用規(guī)范測井儀器機械設計通用規(guī)范是機械工程師在設計測井儀器時所應遵循的通用規(guī)則。具體測井儀器機機械設計原則，連接標準件設計規(guī)范，儀器材料選擇規(guī)范，鈑金件設計規(guī)范，耐腐蝕設計規(guī)范，公差選用規(guī)范，結構工藝設計規(guī)范，焊接件設計規(guī)范，可靠性設計規(guī)范，力學原理設計規(guī)范，便于切削設計規(guī)范，熱設計規(guī)范，塑膠件設計規(guī)范，便于裝配設計規(guī)范。通過這些規(guī)范，來約束工程師日常設計工程，減少設計偏差。1.2承壓外殼機械設計規(guī)范石油測井儀器在井下工作時要承受高溫高壓，溫度可達175，壓力達140MPa，為保護好儀器內(nèi)的電子元器件，要求測井儀器的耐壓圓筒必須具有足夠的強度，而且還要考慮測井儀器可靠地連接。本規(guī)范對外殼的設計流程進行了詳細說明，其中考慮到外殼密封的特殊性，單獨把外殼的密封設計單獨編制成密封設計規(guī)范。連接設計規(guī)范用來約束外殼連接零件和連接螺紋牙型的具體尺寸。外型腔體設計規(guī)范用來約束外殼零件連接處的軸向和徑向尺寸，以及外殼內(nèi)部空間的尺寸。同時規(guī)定了承壓外殼的檢驗方法，另外提出了標識、包裝、運輸及貯存等相關要求。承壓外殼在設計過程中需要對密封性、承壓性等進行大量校核計算及試驗，通過制定本規(guī)范對于通用結構外殼的本體及配件使用可直接引用，大大減少了外殼設計的工作量，同時降低了設計過程中的出錯可能性。1.3電子骨架機械設計規(guī)范測井儀器電子骨架的機械設計以承壓外殼的結構和尺寸為基本依據(jù)，以結構強度堅固耐用、裝配方便、外觀優(yōu)美為主要原則，綜合考慮電路散熱等特殊功能的實現(xiàn)。包括外殼軸向裝配尺寸規(guī)范，外形、接口設計規(guī)范，電路板安裝設計規(guī)范，變壓器安裝設計規(guī)范。其中外殼軸向裝配尺寸規(guī)范中給出了骨架和接頭座齊平的端面在外殼內(nèi)部與外殼最近軸向間距應滿足的條件。外形、接口設計規(guī)范給出了電子線路骨架的結構形式和尺寸系列。接口指的是骨架與標準31芯或者50芯、52芯連接器之間的連接形式及接口配合尺寸，規(guī)范中給出了尺寸系列。電路板安裝設計規(guī)范給出了電路板安裝的方式和軸向的設計空間，同時還明確了走線密集、散亂的骨架區(qū)域上開扎線孔以供綁線用。1.4承壓接頭機械設計規(guī)范承壓接頭是測井儀器上隔離高壓部分與常壓部分的關鍵零件，結構復雜、加工難度大。此規(guī)范的編制可以減少設計工作量，提高一次設計成功率。本規(guī)范適用于高溫高壓作用下測井儀器承壓接頭的機械設計，主要包括材料選擇、確定最大外徑、端部連接方式設計、電氣連接件安裝結構設計、內(nèi)部走線設計和油路設計六部分，另外還給出了承壓接頭型式試驗的具體方法。規(guī)范說明了承壓接頭的設計流程，規(guī)定了某些功能的具體結構，規(guī)定了某些結構的具體尺寸，對于特殊的需求給出了設計指導意見。本規(guī)范是機械工程師進行承壓接頭設計時須參照的標準，也是相關設計人員進行元器件選型或裝配等工作的參考依據(jù)。此規(guī)范的經(jīng)濟意義在于減少設計工作量提高工作效率，提高一次設計成功率減少加工反復，使承壓接頭結構趨于統(tǒng)一降低加工難度，使用相同電氣接插件降低采購成本。1.5壓力平衡機械設計規(guī)范測井儀器通常都工作在高溫、高壓的惡劣環(huán)境中，為了保證儀器在井下的安全，很多測井儀都是通過保持儀器內(nèi)外的壓力平衡來實現(xiàn)耐高壓的性能，其中注油式的壓力平衡結構就是通常采用的結構方式。注油過程中為確保油路腔體充滿油液，需確保油路暢通。壓力平衡系統(tǒng)機械設計流程包括：選擇硅油牌號；計算補償量；選擇壓力平衡方法；結構設計。規(guī)范里分別給出了不同形式的壓力平衡機械設計實例。包括，中部活塞式壓力平衡設計實例，底部活塞式壓力平衡設計實例，管式皮囊壓力平衡設計實例以及底部皮囊壓力平衡設計實例。1.6密封設計規(guī)范密封設計規(guī)范的目的在于統(tǒng)一密封件的設計標準，方便機械工程師進行密封件的結構設計，分靜密封的動密封兩種。石油測井環(huán)境要求密封材料滿足高溫高壓的要求。其中密封材料選擇規(guī)范給出了對于不同環(huán)境要求下選取密封件材料的規(guī)則。密封面設計的基本要求中給出了密封溝槽設計的結構尺寸。1.7地面機箱機柜設計規(guī)范本部分給出了地面機箱機柜設計方法，目的是使地面產(chǎn)品的機械設計過程規(guī)范統(tǒng)一，組件選型、加工工藝合理，提高標注化程度。地面機箱采用標準19英寸機箱結構設計，尺寸應符合IEC-60297標準。地面機箱設計規(guī)范包括機箱設計基本要求，機箱設計的其本步驟，地面機箱的結構，地面機箱的外觀，地面機箱的外形尺寸。地面機柜設計規(guī)范包括機柜前面板安裝孔規(guī)范，結構形式規(guī)范，抗振要求規(guī)范，顏色要求規(guī)范等。1.8儀器探頭結構設計規(guī)范電法儀器探頭機械設計規(guī)范包括線圈系設計規(guī)范、電極系設計規(guī)范和極板設計規(guī)范。線圈系設計規(guī)范描述感應類儀器線圈絕緣體的結構特征，電極系設計規(guī)范描述側向類儀器電極的結構特征，極板設計規(guī)范描述井壁成像類儀器極板的結構特征。聲波儀器機械設計規(guī)范包括隔聲體設計規(guī)范和換能器結構設計規(guī)范。隔聲體設計規(guī)范描述接收和發(fā)射之間的隔聲體結構特征，換能器結構設計規(guī)范描述安裝發(fā)射和接收換能器的結構特征。核測井儀器機械設計規(guī)范包括源倉結構設計規(guī)范和減震設計規(guī)范。核測井的探頭由放置在源倉內(nèi)的晶體源構成，這兩個規(guī)范規(guī)定了源倉結構和晶體減振結構的設計要素。2結論通過近幾年的科研和生產(chǎn)，測井儀器機械設計規(guī)范提高了測井儀器的設計效率，提升了測井儀器的設計質(zhì)量。機械工程師通過對設計規(guī)范的掌握，進行組合和變換，快速地設計出測井儀器，有效地滿足了用戶的需求。測井儀器機械零部件設計的規(guī)范化促進了工藝的標準化，在提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量上取得了顯著的成效。設計規(guī)范文檔作為設計資料對培訓新員工，提升員工的設計能力，也都起到了一定作用。同時，設計管理者以工程師對設計規(guī)范的掌握能力作為考核指標之一，對機械工程師的工作能力進行有效地評估。作者：謝昱北單位：中國石油集團長城鉆探工程有限公司測井技術研究院 上一個文章： 沒有了下一個文章： 機械技術課程教學模式研究