[发明专利]泥浆粘度和岩屑粒度一体式检测器

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种能自动测量泥浆钻井中返浆粘度、岩屑粒度及其分布的一体式检测器。

背景技术

随着国内外钻井新工艺和地下空间工程中挖掘技术水平的不断提高，及时了解钻进工况和井下（或所挖掘洞穴中）的信息，以便正确及时调整钻进参数，提高钻进效率和质量，已经成为日益迫切的需求，但目前国内外都还没有有效的在线仪器和手段。

入井前后的泥浆粘度对比、返浆岩屑的粒度大小及其分布在一定程度上反映了钻进工况和井下信息。这些信息的获得一方面为钻井工艺服务，同时也为合理使用固控设备提供依据。

如石油工业出版社1996出版的中国石油学会,石油大学编，刘希圣主编的石油技术辞典第284页介绍，目前井场上，常用的粘度计有漏斗式和旋转式粘度计，均属于离线式人工操作方法。而在现场对岩屑的测量主要依靠人工采集、观察、分类获得相关数据，这是岩屑录井的主要内容之一。显然，这些方法都无法满足实时测量及时利用的目的。

本发明专利泥浆粘度和岩屑粒度一体式检测器采用漏斗粘度计、粒度分离筛、偏心块激振电机，并结合虚拟式信号分析硬软件技术，将各功能模块集成为一体的小型在线检测器。该仪器可直接安装在井场钻井液返回地面的井口附近进行在线实时检测。通过自动分析处理，得到从井下返回地面含屑泥浆所携带的井下第一手信息资料，可为井队提供多方面的有用信息。

发明内容

本发明专利采用将漏斗粘度计、粒度分离筛、偏心块激振电机，并结合虚拟式信号分析硬软件技术，将各功能模块集成为一体的小型在线检测器。

本发明专利采用的技术方案如下：

本发明专利泥浆粘度和岩屑粒度一体式检测器主要由多层粒度分离筛壳体1、不同粒度的分离筛网或筛板2、激振器壳体3、带偏心块的激振电机4、整机支承弹簧5、取样管线电磁阀6、各层筛分岩屑颗粒出口7、各层筛出岩屑颗粒称重传感器8、分离完成后的泥浆盛装容器9、泥浆称重传感器10、基于计算机硬软件技术的虚拟式信号分析处理器11、安装各种称重器及相应分析处理显示有关数据曲线的集成箱体12、泥浆盛装容器9的排液口电磁阀13、泥浆盛装容器9的取样口电磁阀14、漏斗粘度计高位液位传感器15、漏斗粘度计低位液位传感器16、漏斗粘度计壳体17、整机机座18等组成。

多层分离筛筛网或筛板2可按实际需要进行不同的组合。

多层粒度分离筛壳体1与激振器壳体3连为一体，由多个支承弹簧5安装在机座18上。

各相应的称重器8、10均由数字式电子称重器组成，其分析处理结果传递到虚拟式信号分析处理器11统一处理集成。

整机的激振器4由一台或多台带偏心激振块的激振电机组成。选择不同的电机激振力搭配和不同的电机安装位置，可以激励整机做空间曲线、直线、圆、变直线、变椭圆、平动椭圆等不同的振型轨迹振动，以适应各种不同含屑泥浆固液分离和检测需要。

本发明对常见的漏斗粘度计改造，用液位传感器15、16检测液位，替代人工观测，并触发计时。盛装分离完成后的泥浆容器9对称设计减少对称重的影响，同时其测试口管径远大于漏斗细管管径，打开测试口电磁阀会自动填满漏斗而不需人工堵头或设计电磁阀。

与现有技术相比，本发明专利的优点在于：

1、从井下返回地面的含屑泥浆中含有大量井下钻进过程中的各种工况信息，在日益复杂的地质环境和钻井工艺中这些信息越来越被井场钻井工程技术人员和井场地质工程技术人员所重视。自动检测泥浆粘度和岩屑粒度及其分布，可以第一时间反馈给相关技术人员，为进一步提高井场自动化、智能化水平创造了条件。

2、根据本泥浆粘度和岩屑粒度一体式检测器所检测到的有关数据，通过与由泥浆泵泵入井下之前原始泥浆有关参数的对比分析，可以准确可靠的提供钻进过程中的井下工况信息，基于计算机硬软件技术的虚拟式信号分析处理器在软件支持下可以对数据实时分析处理，及时输出报警，为正确、安全、有效的进行钻井工作提供数据保障。

3、根据本泥浆粘度和岩屑粒度一体式检测器所检测到的泥浆中岩屑粒度分

布情况数据，可为现场作业正确的选择钻井液固控系统各有关设备及合理匹配提供客观依据。例如，在当钻进过程中，当钻井振动筛出现筛面跑浆情况时，根据所检测到的固相粒度情况，就可准确的掌握所使用筛网的临界颗粒情况，从而避免盲目的一味只采用将粗筛目筛网取代细筛目筛网的做法，而这种举措在很多时候却适得其反。相反，如果根据筛网临界颗粒情况，用更细目的筛网取代之，不仅可以有效的解决跑浆现象，还能更好的提高固液分离效果。