一种泥浆滤失量自动测量装置

技术领域

本发明涉及钻井(探)泥浆性能测量仪器和设备领域，特别是涉及一种泥浆滤失量自动测量装置。

背景技术

泥浆是钻井的“血液”，在钻井过程中处于非常重要的地位。在当前钻井(探)过程中，测试泥浆性能参数的传统方法是采用人工操作方法测试。在泥浆滤失量测量的过程中，采用人工进行安装罐体、安装滤纸、向罐体泥浆打气加压、以目视读取滤失量值等测量工作。测量完成后还需要人工进行拆卸、清洗测量装置等工作。整个滤失量测量过程存在测量程序繁琐、人工测量目视读数误差大、工作效率低、人工接触泥浆易腐蚀手部等弊端。

因此，提供一种能够降低繁琐工序，提高测量精度的泥浆滤失量自动测量装置或系统，是本领域亟待解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥浆滤失量自动测量装置，以解决现有技术中存在的人工测量工序繁琐、测量精度低的难题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种泥浆滤失量自动测量装置，包括：

罐体，用于存储泥浆；

泥浆注入系统，用于向所述罐体内注入定量泥浆；

泥浆测试系统，用于测量所述罐体内的滤液量；

清洗系统，用于清洗所述罐体和所述泥浆测试系统；

定量系统，分别与所述泥浆注入系统、所述泥浆测试系统和所述清洗系统电连接，用于确定注入所述泥浆注入系统的泥浆量，用于确定注入所述泥浆测试系统的滤液量，以及用于确定注入所述清洗系统的清水量。

优选的，所述泥浆注入系统包括：

泥浆注入口，与所述罐体的第一端部管路连接，用于注入泥浆；

液位电动阀，设置在所述第一端部与所述泥浆注入口的连接管路上，且与所述定量系统电连接，用于根据所述定量系统中发出的注入泥浆信号导通或关闭所述第一端部与所述泥浆注入口的连接管路；

过滤组件，设置在所述罐体内部，且与所述罐体的第二端部之间相距特定距离，用于过滤泥浆；

移动组件，与所述过滤组件机械连接，且与所述定量系统电连接，用于根据所述定量系统的移动信号移动所述过滤组件。

优选的，所述过滤组件包括：滤网和滤网托板；

所述滤网托板用于支撑所述滤网。

优选的，所述滤网的材料为聚氟乙烯纤维；所述滤网托板的材料为不锈钢。

优选的，所述移动组件包括：直线电机和移动杆；

所述移动杆的一端与所述直线电机机械连接，所述移动杆的另一端与所述过滤组件机械连接。

优选的，所述泥浆测试系统包括：

量筒，与所述罐体的第二端部通过滤液管连接；

光感器，与所述定量系统电连接，用于测量所述量筒中的滤液量；

所述光感器的测量范围覆盖所述量筒的量程。

优选的，所述泥浆测试系统还包括：气罐、减压阀、进气电磁阀、出气电磁阀和出气口；

所述气罐与所述罐体管路连接；所述减压阀和所述进气电磁阀依次设置在所述气罐与所述罐体的连接管路上；所述出气口与所述气罐和所述罐体之间的连接管路通过排气管连接；所述出气电磁阀设置在所述排气管上；

所述减压阀、所述进气电磁阀和所述出气电磁阀均与所述定量系统电连接。

优选的，还包括：

排浆口，与所述量筒管路连接，用于排放泥浆、滤液和清水；

电动球阀，设置在所述排浆口与所述量筒的连接管路上，且与所述定量系统电连接，用于根据所述定量系统的排放信号导通或关闭所述排浆口与所述量筒的连接管路。

优选的，所述清洗系统包括：

高压清水入口，用于向所述罐体内注入清水；

喷嘴，设置在所述罐体内部，且与所述高压清水入口管路连接；

进水电磁阀，设置在所述喷嘴和所述高压清水入口的连接管路上，且与所述定量系统电连接，用于根据所述定量系统中的注入清水信号导通或关闭所述罐体和所述高压清水入口的连接管路；

超声波传感器，设置在所述罐体上，用于产生微振动，使罐体总成中的泥皮脱落。

优选的，所述定量系统包括：上位机和显示屏；

所述上位机分别与所述显示屏、所述泥浆注入系统、所述泥浆测试系统和所述清洗系统电连接；所述上位机用于分别生成注入所述泥浆注入系统的泥浆信号、注入所述泥浆测试系统的滤液信号、注入所述清洗系统的清水信号以及排放信号；

所述显示屏用于显示所述注入所述泥浆注入系统的泥浆量、注入所述泥浆测试系统的滤液量、注入所述清洗系统的清水量以及泥浆的排放量、滤液的排放量或清水的排放量。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的泥浆滤失量自动测量装置，采用泥浆注入系统向罐体内注入定量泥浆，采用泥浆测试系统测量罐体内的滤液量，采用清洗系统清洗罐体和泥浆测试系统，采用与泥浆注入系统、泥浆测试系统和清洗系统电连接的定量系统，确定注入泥浆注入系统的泥浆量、注入泥浆测试系统的滤液量以及注入清洗系统的清水量，进而自动完成泥浆滤失量的测量，以解决现有技术中存在的人工测量工序繁琐、测量精度低的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的泥浆滤失量自动测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的滤网托板的结构示意图。

符号说明：

图1中：1-液位电动阀，2-直线电机，3-移动杆，4-上罐体，5-下罐体，6-滤网，7-滤网托板，8-气罐，9-减压阀，10-进气电磁阀，11-出气电磁阀，12-滤液管，13-挡污板，14-量筒，15-光感器，16-电动球阀，17-超声波传感器，18-进水电磁阀，19-喷嘴，20-上位机，21-显示屏。

图2中：A1-钢制托板，A2-钢制滤网，A3-压圈，A4-弹性挡圈，6-滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明本实施例中的附图，对本发明本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种泥浆滤失量自动测量装置，以解决现有技术中存在的人工测量工序繁琐、测量精度低的难题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种泥浆滤失量自动测量装置，包括：罐体、泥浆注入系统、泥浆测试系统、清洗系统和定量系统。

罐体用于存储泥浆。泥浆注入系统用于向罐体内注入定量泥浆。泥浆测试系统用于测量罐体内的滤液量。清洗系统用于清洗罐体和泥浆测试系统。定量系统分别与泥浆注入系统、泥浆测试系统和清洗系统电连接，用于确定注入泥浆注入系统的泥浆量，用于确定注入泥浆测试系统的滤液量，以及用于确定注入清洗系统的清水量。

图1为本发明提供的泥浆滤失量自动测量装置的结构示意图，如图1所示，上述泥浆注入系统包括：泥浆注入口、液位电动阀1、过滤组件和移动组件。

泥浆注入口与罐体的第一端部管路连接，用于注入泥浆。

液位电动阀1设置在第一端部与泥浆注入口的连接管路上，且与定量系统电连接，用于根据定量系统中发出的注入泥浆信号导通或关闭第一端部与泥浆注入口的连接管路。

过滤组件设置在罐体内部，且与罐体的第二端部之间相距特定距离，用于过滤泥浆。该特定距离是根据罐体内的实际泥浆量进行确定。

移动组件与过滤组件机械连接，且与定量系统电连接，用于根据定量系统的移动信号移动过滤组件。

其中，如图1所示，上述过滤组件包括：滤网6和滤网托板7。滤网托板7用于支撑滤网6。

移动组件包括：直线电机2和移动杆3。

移动杆3的一端与直线电机2机械连接，移动杆3的另一端与过滤组件机械连接。

进一步，为了对本发明提供的技术方案做进一步完善，上述过滤组件中的滤网托板7的具体结构如图1中A区域和图2所示，其主要包括：钢制托板A1、钢制滤网A2、压圈A3和弹性挡圈A4。托板A1外沿为45°斜面，与下罐体5的椎体相配合，托板A1上表面为176°的凹面，托板A1上凹平面依次放置40目滤网、滤网6、压圈A3、弹性挡圈A4，托板凹面中心连接移动杆33，压圈A3和弹性挡圈A4用于固定钢制滤网A2和滤网6。

如图1所示，上述泥浆测试系统包括：量筒14、光感器15、气罐8、减压阀9、进气电磁阀10、出气电磁阀11和出气口。

量筒14与罐体的第二端部通过滤液管连接。光感器15，与定量系统电连接用于测量量筒14中的滤液量。光感器15的测量范围覆盖量筒14的量程。

气罐8与罐体管路连接。减压阀9和进气电磁阀10依次设置在气罐8与罐体的连接管路上。出气口与气罐8与罐体的连接管路通过排气管连接。出气电磁阀11设置在排气管上。

减压阀9、进气电磁阀10和出气电磁阀11均与定量系统电连接。

此外，如图1所示，本发明提供的泥浆滤失量自动测量装置还包括：排放泥浆、滤液和清水的排浆口，用于根据定量系统的排放信号导通或关闭排浆口与量筒14的连接管路的电动球阀16。

排浆口与量筒14管路连接。电动球阀16设置在排浆口与量筒14的连接管路上，且与定量系统电连接。

进一步，上述清洗系统包括：高压清水入口、喷嘴19、进水电磁阀18和超声波传感器17。

高压清水入口用于向罐体内注入清水。喷嘴19设置在罐体内部，且与高压清水入口管路连接。进水电磁阀18设置在喷嘴19和高压清水入口的连接管路上，且与定量系统电连接，用于根据定量系统中的注入清水信号导通或关闭罐体和高压清水入口的连接管路。

超声波传感器17设置在罐体上，用于产生微振动，使罐体中的泥皮脱落，便于冲洗。

为了便于控制和显示上述定量系统优选包括：上位机20和显示屏21。

上位机20分别与显示屏21、泥浆注入系统、泥浆测试系统和清洗系统电连接。上位机20用于分别生成注入泥浆注入系统的泥浆信号、注入泥浆测试系统的滤液信号、注入清洗系统的清水信号以及排放信号。

显示屏21用于显示注入泥浆注入系统的泥浆量、注入泥浆测试系统的滤液量、注入清洗系统的清水量以及泥浆的排放量、滤液的排放量或清水的排放量。

下面提供一个具体实施案例进一步说明本发明的方案，本发明具体实施案例中给出各部件的具体安装位置，但在实际应用时，本发明的方案也适用于各部件的其他安装形式。且，在该本实施例中，为了便于描述可将本发明上述方案中提到的罐体分为上罐体和下罐体。

泥浆注入系统包括液位电动阀1、直线电机2、移动杆3、上罐体4、下罐体5、滤网6、滤网托板7。液位电动阀1与上罐体4相连，直线电机2安装在上罐体4外上端，并下连移动杆3，移动杆3与滤网6、滤网托板7相连，上罐体4与下罐体5以丝扣相连。

泥浆测试系统包括气罐8、减压阀9、电磁阀10、电磁阀11、滤液管12、挡污板13、量筒14和光感器15。气罐8外挂于测量箱体外侧，气罐8与减压阀9、进气电磁阀10、出气电磁阀11和气路管线相连，送气管线与上罐体4上端相连，滤液管12上部与滤网托板7底部相连，下部连通量筒14，挡污板13安装在滤液管中部，光感器安装在量筒14刻度一侧。

清洗系统包括进水电磁阀18、喷嘴19、排浆电动球阀16、超声波传感器17组成。进水电磁阀18一端连接高压清水入口，另一端连接喷嘴19，喷嘴19安装于上罐体4内侧中间位置，电动球阀16上端与量筒14相连，下端与排浆口管线相连，超声波传感器17安装于上罐体4上部外侧。

定量系统包括上位机20和显示屏21。上位机20与直线电机2、光感器15、超声波传感器17、各控制阀(液位电动阀1、减压阀9、进气电磁阀10、出气电磁阀11、电动球阀16和进水电磁阀18)相连线，显示屏21与上位机20电连接。

钢制托板A1凹面中心偏移15mm处钻穿一漏斗形孔眼，漏斗上直径为8mm。漏斗形孔眼下部连接滤液管12，滤液管口内径为4mm。

在本实施例中，滤网6采用聚氟乙烯纤维制作而成，其性能与常规测量用滤纸性能参数一致，并可进行多次使用，无需更换。

本实施例中，直线电机2连接移动杆3可根据需要调节上下行程，罐体内灌入泥浆测量前，移动杆3带动滤网托板7下行至下死点位置，起到密封作用。上、下罐体(4、5)及滤网托板7和滤网6冲洗时，移动杆上行至上限位，此时锥面产生间隙，罐体内泥浆排出，进入冲洗程序。

本实施例中，液位电动阀1是自行控制向罐体内进入定量泥浆(规范规定为240mL)。

本实施例中，量筒14，主体部分是采用钢化玻璃制作，高度为180mm，内径为16.6mm，刻度分度为0.5mL。

本实施例中，光感器15为微型摄像机，拍摄得到图像后由上位机进行信号处理以分辨滤液面刻度值。因图像处理技术采用的现有常规的技术手段，再次不在进行赘述。

本实施例中，超声波传感器17在清水冲洗测量装置时，使罐体产生高频微波振动，利于罐内清洗部位泥皮脱落。

本实施例中，钢制滤网A2和滤网6需更换时，将滤网托板7处于上限位置(根据实际需要确定)，卸掉下罐体5，然后将移动杆3与滤网托板7连接处卸掉，卸掉弹性垫圈A4和压圈A3即可更换滤网6，再按顺序组装复原。

本实施例中，泥浆滤失量自动测量装置的工作流程如下：

打开上位机电源→开启显示屏→按自动测量指令→进入测量状态→液位电动阀1开启→向罐体内灌入240mL泥浆→液位电动阀1关闭→减压阀9和进气电磁阀10开启→向罐内送气→气压保持0.69MPa→开始计时30分钟→滤液流(滴)入量筒14→开启光感器15测量滤液量→上位机20计算滤失量值(延时30s)→减压阀9和进气电磁阀10、光感器15关闭→出气电磁阀11开启→电动球阀16开启→直线电机2启动→移动杆3带动过滤组件移动至上限位置→进水电磁阀18开启→向喷嘴19送高压水→超声波传感器17开启→延时5分钟→关闭进水电磁阀18、电动球阀16，关闭超声波传感器17→直线电机2启动→移动杆3带动过滤组件移动至下限位置→显示屏21显示测量结束。

本实施例中，泥浆滤失量自动测量装置可采用220V供电，经变压后装置使用安全电压24V。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。