[发明专利]一种井底泥浆动切力测量仪及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及采集和存储井底靠近钻头处泥浆动切力变化数据以便及时调整泥浆配方的仪器，具体涉及一种井底泥浆动切力测量仪及测量方法。

背景技术

地质钻探涉及国民建设的各行各业，在地质勘探、油气开发、建筑基础等方面，只有进行可靠的地质资料整理，才能为后期开发施工提供帮助，随着资源的匮乏，钻井深度也在不断增加，钻井安全问题更加突出。深度的增加导致泥浆压力，泥浆温度等发生巨大变化，泥浆的性能也会发生变化，变性的泥浆导致地层的稳定性收到影响，极易诱发钻孔坍塌、钻杆抱紧、烧钻等问题的出现，造成钻井事故和财产损失。通过及时监测井底深处泥浆动切力的变化，可以得到泥浆悬渣，可泵性等指标。这样就能及时对泥浆配方进行修正，添加合适的处理剂保证泥浆性能的稳定，保证钻孔的安全。目前常用的泥浆流变性能检测设备往往局限于实验室环境下，在实际钻孔过程中随着地层的千差万别，泥浆性能变化也不可预测，传统实验室配方无法满足现场调配的需要，往往不能解决现场钻进过程中出现的随机问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有泥浆流变性能检测设备存在的上述不足，提供一种井底泥浆动切力测量仪及测量方法，通过直接测量位于井底钻头附近的泥浆动切力数据的变化，及时调整泥浆配比，进而实现对泥浆的现场优化，并提供了更直接的参考数据。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种井底泥浆动切力测量仪，包括测量短节、监测单元和上位机，所述测量短节由主筒、耐压轴承、预紧弹簧、转子、密封腔、密封盖板组成，主筒的上下两端分别设有管螺纹，上端的管螺纹为内螺纹，下端的管螺纹为外螺纹；转子设置在主筒内部的中轴线上、转子通过耐压轴承与主筒同轴定位，转子外侧镶嵌有磁性材料、磁性材料等间隔均布分布；耐压轴承的端面通过垫片过渡设置有预紧弹簧，预紧弹簧的下端部设置有用于调整其松紧的螺帽，预紧弹簧用于给转子施加一定的摩擦力；主筒内部设有用于泥浆通过的水道；密封腔设置在主筒中部的外侧，密封盖板密封覆盖在密封腔的外部、防止浆液进入其中，密封盖板上安装密封垫、涂抹密封胶之后由螺栓固定在主筒上；

所述监测单元安装在主筒的密封腔内、由密封盖板覆盖密封；监测单元由电源供给电路、转速测量传感器、微型处理器、数据采集电路、数据存储电路、数据操作电路组成：所述电源供给电路采用LM1117-5.0V和LM1117-3.3V芯片，为系统提供稳定的+5.0V电源，+3.3V电源，0V的稳定电源电压；所述转速测量传感器固定安装在密封腔内部的螺纹上；所述微型处理器采用STC89C516RD+芯片，STC89C516RD+芯片通过ALE、P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.7、P0端口与数据采集电路连接，通过P3.0、P3.1端口与数据操作电路连接，通过P1.0，P1.1，P1.2，P1.3，P1.4端口与数据存储电路连接；所述数据采集电路采用ADS8365芯片，ADS8365芯片通过CHA1+和CHA1-端口与转速测量传感器连接，ADS8365芯片将采集的模拟信号转换为数字信号，并行方式传送给微型处理器；所述数据存储电路采用SD卡，SD卡的脚1、脚2、脚3、脚5、脚7、脚8分别通过电阻R6、R5、R4、R3、R2、R1连接到+3.3V电源，同时SD卡的脚4直接连接+3.3V电源，脚6直接接电源地；所述数据操作电路采用MAX232芯片，MAX232芯片的脚9和脚10连接微型处理器，脚16接+5.0V电源；

所述上位机通过VISA接口与监测单元通信连接，上位机包括识别连接模块、信号连接指示灯、参数显示模块、数据上传模块、数据删除模块、数据保存模块、保存路径模块、错误报警模块，下载进度模块，指令监视模块，曲线显示模块；所述识别连接模块与监测单元连接、用于选择端口和参数；信号连接指示灯用于显示上位机与监测单元是否连接；参数显示模块用于显示串口连接参数；数据上传模块用于发送指令使得测量仪上传数据至上位机；数据删除模块用于发送指令使得测量仪删除数据；数据保存模块用于保存上位机缓存中的数据；保存路径模块用于选择数据保存的路径和名称；错误报警模块用于显示测量仪上传数据是否乱码；下载进度模块用于显示测量仪上传到上位机数据的进度；指令监视模块用于显示发送的指令和测量仪回传的应答指令；曲线显示模块用于显示测量仪上传到上位机数据的变化图形曲线。

按上述方案，所述转子为圆柱形光滑转筒。