一種鑽井液在線定量採集傳輸裝置的製作方法

2023-06-01 22:01:06

本實用新型涉及石油鑽井測量裝置技術領域，具體涉及一種鑽井液在線定量採集傳輸裝置。

背景技術：

在石油鑽井工程中，鑽井液通過鑽柱輸送到井底，將井底的巖屑通過鑽柱與井壁的環空上返至地面，再通過溝渠引導至泥漿池，在通過振動篩分離鑽井液和巖屑。鑽井液作為鑽井的「血液」，可協助人們在錄井現場錄取到地層信息的第一手資料。隨著石油勘探技術的發展，大量新技術的推廣應用，越來越多的鑽井液分析儀器被用在鑽井現場，為石油的勘探開發提供了豐富的數據信息，但同時也大大增加了鑽井液取樣的工作量，而且隨著鑽井新技術、新工藝的大量應用，致使鑽井速度越來越快，人工取全、取準鑽井液變得更為困難，使得鑽井液在線定量採集傳輸設備成為迫切需要。

中國專利CN204374027U公開了一種地面鑽井液密度測量裝置，包括取樣計量桶、壓力傳感器、電動機和信號處理及控制器，通過將取樣計量桶直接沒入鑽井液溝渠中取樣，通過壓力傳感器測量取樣計量桶中鑽井液的重量，進而計算得到鑽井液的密度，該裝置僅能用於測量鑽井液的密度使用，無法取得鑽井液樣品進行後續的分析；中國專利CN101793147B公開了在線核磁共振鑽井液含油分析檢測裝置，包括在線式鑽井液取樣裝置和低場強核磁共振設備，在線式鑽井液取樣裝置包括設置在鑽井液管路上的動力泵抽取裝置及連接它的取樣管路；該發明能實現鑽井液在線取樣，但該發明使用動力泵連續抽取鑽井液，由於鑽井液是含有固液氣三相混合物，致使取樣口易結泥餅，阻礙取樣工作的正常運行，而且管線在工作中不能及時得到清洗，使得後面的樣品容易受到前面樣品的汙染，致使分析儀器的測量結果不夠準確，不能適應現場對複雜鑽井液體系的鑽井液樣品分析的需求。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種鑽井液在線定量採集傳輸裝置，解決取樣口結泥餅阻礙取樣、鑽井液裡的固體顆粒對系統造成機械損害的問題。

為了實現以上目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種鑽井液在線定量採集傳輸裝置，包括取樣裝置、稱量裝置、貯樣裝置和真空室；所述稱量裝置內置於真空室中，所述取樣裝置通過取樣管路與稱量裝置連通，所述貯樣裝置通過貯樣管路與稱量裝置連通；所述取樣管路上設置有控制取樣管路連通和關閉的第一電磁閥，所述貯樣管路上設置有控制貯樣管路連通和關閉的第二電磁閥；所述稱量裝置包括稱重傳感器和設置在稱重傳感器上方的稱量杯，所述貯樣管路靠近稱量裝置的端部插入稱量杯的底部；所述真空室分別連通有真空泵和反吹泵。

所述真空室還連接有氣體壓力傳感器。

還包括用於將取樣裝置固定在鑽井液架空槽上方的固定裝置。

所述取樣裝置包括過濾裝置及與過濾裝置連通的定量裝置；所述過濾裝置包括取樣口，所述取樣口處設置有過濾網；所述定量裝置包括緩衝罐、設置在緩衝罐內的定量杯、連通緩衝罐與取樣管路的第一管路、插入定量杯底部與取樣管路連接的引流管路、連通緩衝罐與外界大氣的第二管路；所述第一管路上設置有第三電磁閥、第二管路上設置有第四電磁閥、引流管路上設置有引流電磁閥。

所述過濾網包括由取樣口端部向內依次疊加的第一過濾網和第二過濾網，所述第一過濾網的目數小於第二過濾網的目數。

還包括控制計算機，所述真空泵、反吹泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、引流電磁閥、氣體壓力傳感器和稱重傳感器分別與控制計算機連接。

所述控制計算機安裝有鑽井液在線取樣軟體，並根據用戶的設置自動完成所聯機硬體的自動控制。

所述緩衝罐內還設置有用於固定定量杯的杯架，所述杯架為鏤空結構。

所述引流管路插入定量杯的端部為斜口。

所述貯樣管路插入稱量杯的端部為斜口。

所述稱量杯的內容積大於所述定量杯內容積。

所述緩衝罐與第一管路、第二管路和引流管路的連接部位均設置有密封結構；所述真空室與取樣管路、貯樣管路、真空泵、氣體壓力傳感器、吹氣泵的連接部位均設置有密封結構。

鑽井液分析儀與上述鑽井液在線定量採集傳輸裝置的貯樣裝置連通，對鑽井液進行進一步的分析檢測。

本實用新型鑽井液在線定量採集傳輸裝置，使用時，打開真空泵對真空室進行抽真空，之後關閉真空泵，打開第一電磁閥，鑽井液在負壓的作用下迅速進入取樣管路進入稱量裝置，稱量裝置完成稱量後，關閉第一電磁閥，打開第二電磁閥和反吹泵，在反吹泵的作用下將稱量杯內的鑽井液吹入貯樣裝置，當稱量杯中的鑽井液完全進入貯樣裝置後，關閉第二電磁閥，打開第一電磁閥，利用反吹泵對取樣管路進行清洗，使整個管路保持清潔通常。

本實用新型鑽井液在線定量採集傳輸裝置，通過及時循環反吹清洗管路和取樣裝置，克服了取樣裝置的取樣口結泥餅阻礙取樣的問題；同時，使用氣泵替代液體泵進行取樣，避免了由於鑽井液裡的固體顆粒造成的機械損害，保證了系統的長期穩定運行。通過與綜合錄井儀連用實現了鑽井液在線定量取樣，降低了現場分析人員的勞動強度，提高了現場鑽井液分析儀器的分析的準確性和可靠性。

本實用新型鑽井液在線定量採集傳輸裝置機構小巧，操作方便，易於在現場推廣應用。

進一步的，本實用新型鑽井液在線定量採集傳輸裝置，設置氣體壓力傳感器，控制計算機和設計取樣裝置的結構，在使用時，首先打開控制計算機鑽井液在線取樣軟體，根據用戶設定採樣要求得到在線採樣信號後，控制計算機發出信號啟動真空泵，當氣體壓力傳感器達到設定值後，關閉真空泵，同時打開第一電磁閥和第三電磁閥，鑽井液在負壓作用下迅速進入緩衝罐，並淹沒定量杯，再打開第四電磁閥，多餘的鑽井液在重力的作用下回流到鑽井液架空槽內；然後控制計算機發出信號打開引流電磁閥，關閉第三電磁閥和第四電磁閥，同時啟動真空泵，將定量杯內的鑽井液抽到稱重杯內，關閉引流電磁閥和第一電磁閥；稱重傳感器採集數據後，控制計算機發出信號打開第二電磁閥，啟動反吹泵，將稱重杯內鑽井液壓入貯樣裝置中；最後控制計算機發出信號第一電磁閥，同時打開第一電磁閥和引流電磁閥，反吹泵繼續工作反吹清潔管線、緩衝罐及進樣口，使整個管路保持清潔通暢，同時等待下一個取樣信號。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的鑽井液在線定量採集傳輸裝置的整體結構示意圖。

具體實施方式

實施例

本實施例鑽井液在線定量採集傳輸裝置，如圖1所示，包括室外裝置1、室內裝置2兩個部分，室外裝置1包括設置在鑽井液架空槽19上的取樣裝置；室內裝置2包括稱量裝置、貯樣裝置、真空室15和控制計算機12；稱量裝置內置於真空室15中，取樣裝置通過取樣管路與稱量裝置連通；貯樣裝置為測量容器24，通過貯樣管路與稱量裝置連通；取樣管路上設置有控制取樣管路連通和關閉的第一電磁閥22，貯樣管路上設置有控制貯樣管路連通和關閉的第二電磁閥23；稱量裝置包括設置在真空室底面的稱重傳感器13和設置在稱重傳感器13上方的稱量杯14，所述貯樣管路靠近稱量裝置的端部插入稱量杯14的底部；真空室15分別連通有真空泵20、反吹泵16和氣體壓力傳感器17。

上述取樣裝置通過取樣裝置固定架18固定在鑽井液架空槽的上方，取樣裝置包括過濾裝置及與過濾裝置連通的定量裝置；過濾裝置包括取樣口9，所述取樣口9處設置有粗濾網11和細濾網10組成，粗濾網11和細濾網10重疊固定在進樣口9的開口端，且粗濾網11在細濾網10的外面，整個取樣口沒入鑽井液架空槽19液面之下；定量裝置包括緩衝罐5、通過鏤空結構的杯架7固定在緩衝罐5內的定量杯6、連通緩衝罐5與取樣管路的第一管路、插入定量杯6底部且與取樣管路連接的引流管路、連通緩衝罐5與外界大氣的第二管路；定量杯6的內容積小於稱量杯14的內容積；第一管路上設置有第三電磁閥4、第二管路上設置有第四電磁閥21、引流管路上設置有引流電磁閥3。

為了實現對鑽井液取樣的自動控制，上述真空泵20、充氣泵16、稱重傳感器13、氣體壓力傳感器17及第三電磁閥4、引流電磁閥3、第四電磁閥21、第一電磁閥22、第二電磁閥23均與控制計算機12連接。控制計算機12安裝有鑽井液在線取樣軟體，並根據用戶的設置自動完成所聯機硬體的自動控制。

為了進一步確保鑽井液能自由順暢通過取樣管路和貯樣管路，所述引流管路插入定量杯6的端部為斜口，所述貯樣管路插入稱量杯14的端部為斜口。

為了確保整個裝置的密封穩定性，上述緩衝罐5與第一管路、第二管路和引流管路的連接部位均設置有密封結構；所述真空室15與取樣管路、貯樣管路、真空泵、氣體壓力傳感器、吹氣泵的連接部位均設置有密封結構。

本實施例鑽井液在線定量採集傳輸裝置的工作流程：

首先打開控制計算機鑽井液在線取樣軟體，根據用戶設定採樣要求得到在線採樣信號後，控制計算機發出信號啟動真空泵20，當氣體壓力傳感器17達到設定值後，關閉真空泵20，同時打開第一電磁閥22和第三電磁閥4，鑽井液在負壓的作用下迅速進入緩衝罐5，並淹沒定量杯6，再打開第四電磁閥21，部分鑽井液在重力的作用下回流到鑽井液架空槽19內；

然後控制計算機發出信號打開引流電磁閥3，關閉第三電磁閥4和第四電磁閥21，同時啟動真空泵20，將定量杯6內的鑽井液抽到稱重杯14內，關閉引流電磁閥3和第一電磁閥22 ；稱重傳感器13採集數據後，控制計算機發出信號打開第二電磁閥23，啟動反吹泵16，將稱重杯14內鑽井液壓入測量容器24內；

最後控制計算機發出信號關閉第二電磁閥23，同時打開第一電磁閥22和引流電磁閥3，反吹泵16繼續工作反吹清潔管線、緩衝罐及進樣口，使整個管路保持清潔通暢，同時等待下一個取樣信號。