1 測井儀器機械設計規范的編制方法
測井儀器的機械設計規范是把儀器結構的各種設計要素進行歸類,這些設計要素源于已有產品,而且經過用戶檢驗并認定為優良的設計。機械工程師按照設計規范的要求快速和準確地完成產品的機械設計工作,不但提高產品設計的標準化,而且確保產品的設計質量。設計管理者可以根據設計規范對工程師的設計進行評估。石油測井儀器的結構是通用零件和專用零件的組合。測井儀器因所處環境的特殊性,需要機械工程師設計出一些測井儀器的專用零件,不同測井方法的測井儀器這些專用零部件具有類似的機械結構形式,實現相同的功能。把這些零部件做歸納,根據這些專用零件的功能和形狀特征的不同,編制機械設計規范。同時,編制測井儀器機械設計通用規范對相同的機械設計要素進行約束。
2 石油測井儀器機械設計規范
2.1 測井儀器機械設計通用規范
測井儀器機械設計通用規范是機械工程師在設計測井儀器時所應遵循的通用規則。具體測井儀器機機械設計原則,連接標準件設計規范,儀器材料選擇規范,鈑金件設計規范,耐腐蝕設計規范,公差選用規范,結構工藝設計規范,焊接件設計規范,可靠性設計規范,力學原理設計規范,便于切削設計規范,熱設計規范,塑膠件設計規范,便于裝配設計規范。通過這些規范,來約束工程師日常設計工程,減少設計偏差。
2.2 承壓外殼機械設計規范
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范。連接設計規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,以及外殼內部空間的尺寸。同時規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。
2.3 電子骨架機械設計規范
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,以結構強度堅固耐用、裝配方便、外觀優美為主要原則,綜合考慮電路散熱等特殊功能的實現。包括外殼軸向裝配尺寸規范,外形、接口設計規范,電路板安裝設計規范,變壓器安裝設計規范。
2.4 承壓接頭機械設計規范
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。此規范的編制可以減少設計工作量,提高一次設計成功率。
2.5 壓力平衡機械設計規范
測井儀器通常都工作在高溫、高壓的惡劣環境中,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外的壓力平衡來實現耐高壓的性能,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。
2.6 密封設計規范
密封設計規范的目的在于統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范給出了對于不同環境要求下選取密封件材料的規則。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。
2.7 地面機箱機柜設計規范
本部分給出了地面機箱機柜設計方法,目的是使地面產品的機械設計過程規范統一,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。地面機柜設計規范包括機柜前面板安裝孔規范,結構形式規范,抗振要求規范,顏色要求規范等。
3 結 論
通過近幾年的科研和生產,測井儀器機械設計規范提高了測井儀器的設計效率,提升了測井儀器的設計質量。機械工程師通過對設計規范的掌握,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范化促進了工藝的標準化,在提高生產效率,保證產品質量上取得了顯著的成效。設計規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。