專利名稱：一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在石油鉆井過(guò)程中自動(dòng)從井口返出泥漿里取鉆井巖屑并清 洗保存巖樣的機(jī)械裝置。
技術(shù)背景在石油鉆井過(guò)程中，鉆具中高速流動(dòng)的泥漿將井下的鉆井巖屑攜帶至地面，然后 通過(guò)泥漿振動(dòng)篩將巖屑濾出。通常情況下，每臺(tái)鉆機(jī)均配套有三臺(tái)泥漿振動(dòng)篩，各振動(dòng)篩之 間相距一定的距離，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常輪換配合使用。長(zhǎng)期以來(lái)，施工現(xiàn)場(chǎng)均由人工采集巖 屑，然后將粘有鉆井泥漿的巖屑用水進(jìn)行清洗，取回地質(zhì)房?jī)?nèi)烘干后再進(jìn)行地質(zhì)分析。由于 鉆井施工需要進(jìn)行連續(xù)幾十天乃至幾個(gè)月的鉆進(jìn)工作，而在地質(zhì)要求的層位，一般需要每 1 2米就要取一次巖屑，最短取樣時(shí)間間隔在2分鐘，每次巖屑重量在500克左右，無(wú)論 白天黑夜、刮風(fēng)下雨或嚴(yán)寒冷冬，都要嚴(yán)格按施工進(jìn)度進(jìn)行取樣，工作量大且工作環(huán)境十分 惡劣。為了保證取樣的準(zhǔn)確性，每個(gè)地質(zhì)錄井隊(duì)都要專門配備一定數(shù)量的工人進(jìn)行撈砂取 樣，由于個(gè)別人工作責(zé)任心差，有時(shí)將某一鉆井深度的地質(zhì)巖屑采樣分成幾包，充做其它井 深的巖屑樣品，因而給地質(zhì)巖屑的分析造成混亂，直接影響到地質(zhì)解釋及石油勘探開(kāi)發(fā)的 效果
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制工作、采樣準(zhǔn)確可靠的地質(zhì) 錄井自動(dòng)取巖屑清洗裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型由取砂進(jìn)口管線、取砂泵、取砂出口管線、取砂振動(dòng)篩、振動(dòng)篩泥漿出 口管、翻轉(zhuǎn)杯軸、取砂杯、擋砂板、翻轉(zhuǎn)電磁鐵、取砂控制槽電磁鐵組、取砂控制槽軸、總控制 箱、污水沉淀箱、取砂控制槽、水箱、排污閥、連通管、回水管、攪拌器馬達(dá)、回水狀態(tài)傳感器、 進(jìn)水管線、洗砂筒、洗砂杯、水泵、攪拌器、污水泵、超聲波換能器、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)、放水閥門、轉(zhuǎn)盤 軸承、轉(zhuǎn)盤位置傳感器、儲(chǔ)砂杯、磁鐵、污水管、轉(zhuǎn)盤、污水池、支架組成，其結(jié)構(gòu)組裝關(guān)系如 下取砂泵兩側(cè)分別與取砂進(jìn)口管線和取砂出口管線相連接，取砂進(jìn)口管線插入泥漿緩沖 池的泥漿中，取砂出口管線置于鉆井泥漿罐上的取砂振動(dòng)篩上方；取砂振動(dòng)篩安裝在支架 頂部，支架側(cè)面設(shè)有取砂杯、擋砂板、取砂控制槽、洗砂筒、水泵、轉(zhuǎn)盤、總控制箱、污水沉淀 箱、污水泵，整個(gè)支架搭放在泥漿大罐靠泥漿沉砂池的一側(cè)；取砂控制槽通過(guò)取砂控制槽軸 安放在支架上，取砂控制槽的尾部嵌有磁鐵，在與磁鐵相對(duì)應(yīng)的左右兩側(cè)對(duì)裝著一個(gè)取砂 控制槽電磁鐵組；總控制箱內(nèi)部設(shè)有變壓器、控制單片機(jī)板、超聲波電路板和開(kāi)關(guān)，通過(guò)多 條數(shù)據(jù)和動(dòng)力電纜與各個(gè)傳感器、電器相連接；洗砂筒內(nèi)設(shè)有洗砂杯，洗砂杯下部設(shè)有超聲 波換能器，中部設(shè)有一個(gè)攪拌器，攪拌器的軸桿穿出洗砂筒與筒外的攪拌器馬達(dá)相連接，洗 砂筒的底部連接有放水閥門，洗砂筒的側(cè)面下部通過(guò)進(jìn)水管線連接到水箱中，側(cè)面上部通 過(guò)回水狀態(tài)傳感器連接回水管，最后插入到水箱中；在洗砂筒的下方設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤通過(guò)軸承組合固定在支架上，轉(zhuǎn)盤的軸上連接有轉(zhuǎn)盤馬達(dá)，轉(zhuǎn)盤上裝有多個(gè)凹形的杯座，每個(gè) 杯座中放有一個(gè)儲(chǔ)砂杯，每個(gè)儲(chǔ)砂杯的開(kāi)口朝上，轉(zhuǎn)盤軸的支架上設(shè)有由霍爾元件制作的 轉(zhuǎn)盤位置傳感器，轉(zhuǎn)盤的每個(gè)儲(chǔ)砂杯的位置上設(shè)有一塊磁鐵；轉(zhuǎn)盤下方設(shè)有一個(gè)污水池，污 水池的管線通過(guò)污水泵連接到污水沉淀箱中，污水沉淀箱與水箱并放，兩個(gè)箱體上部由連 通管相連接，箱體下面分別設(shè)有排污閥；取砂泵、取砂振動(dòng)篩、翻轉(zhuǎn)電磁鐵、取砂控制槽電磁 鐵組、攪拌器馬達(dá)、回水狀態(tài)傳感器、水泵、污水泵、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)、放水閥門、轉(zhuǎn)盤位置傳感器通 過(guò)動(dòng)力及控制電纜與總控制箱相連接。工作時(shí)，將該裝置安裝在設(shè)有泥漿振動(dòng)篩的泥漿罐 箱體旁側(cè)的支架上，取砂進(jìn)口管線連接到泥漿緩沖池主管線下，開(kāi)啟取砂泵，將泥漿和巖屑 抽吸到泥漿大罐外側(cè)的取砂振動(dòng)篩上，進(jìn)行巖屑和泥漿分離，分離后的泥漿進(jìn)入泥漿罐中， 巖屑濾出后落入取砂杯中。當(dāng)鉆井施工需要進(jìn)行地質(zhì)巖屑采集時(shí)，總控制箱發(fā)出指令，控制 且在取樣的時(shí)間范圍內(nèi)，系統(tǒng)對(duì)取砂控制槽電磁鐵組加載電極，使得取砂控制槽沿著取砂 控制軸旋轉(zhuǎn)，取砂控制槽離開(kāi)洗砂筒的開(kāi)口處，同時(shí)，關(guān)閉翻轉(zhuǎn)電磁鐵電極，使得取砂杯處 于重力平衡控制狀態(tài)，當(dāng)巖屑的重量大于取砂杯平衡塊的重量時(shí)，取砂杯翻轉(zhuǎn)將巖屑順著 擋砂板倒入洗砂筒中；如果系統(tǒng)是剛剛?cè)∵^(guò)巖屑，且在取樣的時(shí)間范圍之外，系統(tǒng)控制將取 砂控制槽轉(zhuǎn)到洗砂筒上方罩好，當(dāng)取砂杯翻轉(zhuǎn)時(shí)，將多余的巖屑通過(guò)取砂控制槽的斜坡，排 放到泥漿沉砂池中；砂子落入到洗砂筒后，堆積在洗砂杯中，系統(tǒng)控制打開(kāi)水泵向洗砂杯注 水，當(dāng)洗砂杯注滿水后，水通過(guò)上部的回水管流出洗砂筒，當(dāng)水流通過(guò)回水狀態(tài)傳感器時(shí)， 沖擊傳感器的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)送出脈沖信號(hào)，系統(tǒng)控制關(guān)閉水泵，打開(kāi)攪拌器馬達(dá)攪拌泥漿及 巖屑，同時(shí)開(kāi)啟超聲波換能器對(duì)巖屑進(jìn)行超聲波清洗，清洗一段時(shí)間后，系統(tǒng)開(kāi)啟放水閥門 將巖屑和泥漿從洗砂筒中放出，沖到下方的儲(chǔ)砂杯中，水和泥漿穿過(guò)儲(chǔ)砂杯底部的濾網(wǎng)，流 入污水池中，而巖屑則留存在儲(chǔ)砂杯的底部，完成一個(gè)取樣作業(yè)后，系統(tǒng)開(kāi)啟轉(zhuǎn)盤馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)盤，當(dāng)磁鐵經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)盤位置傳感器后，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，系統(tǒng)關(guān)閉轉(zhuǎn)盤馬達(dá)，此時(shí)，下一個(gè)儲(chǔ)砂 杯的開(kāi)口正處于放水閥門的下方，做好下一次的取砂準(zhǔn)備工作，系統(tǒng)累計(jì)完成的取砂次數(shù)， 周而復(fù)始，當(dāng)全部?jī)?chǔ)砂筒裝滿巖屑后，達(dá)到系統(tǒng)最大取砂次數(shù)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，通知地質(zhì) 錄井工人將另一套儲(chǔ)砂杯換下裝滿的杯子，將巖屑取回地質(zhì)駐井房，進(jìn)行烘干及裝包工作。 如果巖屑在洗砂筒中一次清洗不能達(dá)到取樣標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)可以控制先不打開(kāi)放水閥門， 而采取開(kāi)啟水泵，將清洗筒中的污水替出，進(jìn)行二次換水清洗直到滿足取樣要求。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)合理，工作可靠，利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，能 夠同時(shí)保存多個(gè)井段地質(zhì)巖屑樣品，采樣準(zhǔn)確可靠，超聲波清洗干凈且節(jié)水，還可減少地質(zhì) 隊(duì)人員配置，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加裝保溫設(shè)施后，能適應(yīng)冬季施工要求，保證地質(zhì)錄井巖 屑取樣工作的順利進(jìn)行。

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標(biāo)號(hào)“1”、“2”分別為泥漿主管線和泥 漿緩沖池，為鉆機(jī)的配套設(shè)施。圖2為儲(chǔ)砂杯的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型由取砂進(jìn)口管線3、取砂泵4、取砂出口管線5、取砂振動(dòng) 篩6、振動(dòng)篩泥漿出口管7、翻轉(zhuǎn)杯軸8、取砂杯9、擋砂板10、翻轉(zhuǎn)電磁鐵11、取砂控制槽電磁鐵組12、取砂控制槽軸13、總控制箱14、污水沉淀箱15、取砂控制槽16、水箱17、排污閥 18、連通管19、回水管20、攪拌器馬達(dá)21、回水狀態(tài)傳感器22、進(jìn)水管線23、洗砂筒對(duì)、洗砂 杯25、水泵沈、攪拌器27、污水泵觀、超聲波換能器四、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)30、放水閥門31、轉(zhuǎn)盤軸 承32、轉(zhuǎn)盤位置傳感器33、儲(chǔ)砂杯34、磁鐵35、污水管36、轉(zhuǎn)盤37、污水池38、支架39組成。 其中取砂杯9為一杯形砂網(wǎng)，其中部側(cè)面設(shè)有一個(gè)橫向軸，下方連接一個(gè)重物平衡塊，平 衡塊上嵌裝有磁鐵，與支架39上的翻轉(zhuǎn)電磁鐵11相對(duì)應(yīng)。洗砂筒M為一頂部帶有漏斗型 敞口的容器，內(nèi)設(shè)有洗砂杯25、超聲波換能器四和攪拌器27。儲(chǔ)砂杯34為一杯狀敞口容 器，容器的底面設(shè)有中心孔，其上設(shè)有濾網(wǎng)。此種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置可以通過(guò)定 時(shí)控制取樣，可以與其它錄井儀器配合控制取樣，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)線纜連接到地質(zhì)駐井房， 在駐井房手動(dòng)遠(yuǎn)程控制取樣或連接到計(jì)算機(jī)串口設(shè)備上，由計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制取樣。如果是 在寒冷的冬季施工，可以在整個(gè)裝置的外邊制作一個(gè)防護(hù)罩，防護(hù)罩內(nèi)襯保溫層，并可以做 電加熱，只將取砂控制槽16開(kāi)口通向護(hù)罩外、將儲(chǔ)砂杯34處做一個(gè)小門，方便儲(chǔ)砂杯34的 換取，將有效防止防護(hù)罩內(nèi)熱量流失，防止裝置部件及巖屑凍結(jié)。為了使用安全該裝置動(dòng)力 電源采用12V或24V安全電壓供電。攪拌器馬達(dá)21、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)30所采用馬達(dá)均為帶齒輪減 速機(jī)的馬達(dá)。
權(quán)利要求1. 一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑清洗裝置，由取砂進(jìn)口管線(3)、取砂泵G)、取砂出口管 線(5)、取砂振動(dòng)篩(6)、振動(dòng)篩泥漿出口管(7)、翻轉(zhuǎn)杯軸(8)、取砂杯(9)、擋砂板(10)、 翻轉(zhuǎn)電磁鐵(11)、取砂控制槽電磁鐵組(12)、取砂控制槽軸(13)、總控制箱(14)、污水沉 淀箱(15)、取砂控制槽(16)、水箱(17)、排污閥(18)、連通管(19)、回水管(20)、攪拌器馬 達(dá)(21)、回水狀態(tài)傳感器(22)、進(jìn)水管線(23)、洗砂筒(M)、洗砂杯(25)、水泵( )、攪拌 器(27)、污水泵(觀)、超聲波換能器( )、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)(30)、放水閥門(31)、轉(zhuǎn)盤軸承(32)、 轉(zhuǎn)盤位置傳感器(33)、儲(chǔ)砂杯(34)、磁鐵(35)、污水管(36)、轉(zhuǎn)盤(37)、污水池(38)、支架 (39)組成，其特征在于，其結(jié)構(gòu)組裝關(guān)系如下取砂泵⑷兩側(cè)分別與取砂進(jìn)口管線(3)和 取砂出口管線(5))相連接，取砂進(jìn)口管線(3)插入泥漿緩沖池(2)的泥漿中，取砂出口管 線( 置于鉆井泥漿罐上的取砂振動(dòng)篩(6)上方；取砂振動(dòng)篩(6)安裝在支架(39)頂部， 支架(39)側(cè)面設(shè)有取砂杯(25)、取砂控制槽(16)、洗砂筒(24)、水泵(26)、轉(zhuǎn)盤(37)、總控 制箱(14)、污水沉淀箱(15)、污水泵( )，整個(gè)支架(39)搭放在泥漿大罐靠泥漿沉砂池的 一側(cè)；取砂控制槽(16)通過(guò)取砂控制槽軸(1 安放在支架(39)上，取砂控制槽(16)的尾 部嵌有磁鐵，在與磁鐵相對(duì)應(yīng)的左右兩側(cè)對(duì)裝著一個(gè)取砂控制槽電磁鐵組(1 ；總控制箱 (14)內(nèi)部設(shè)有變壓器、控制單片機(jī)板和開(kāi)關(guān)，通過(guò)多條數(shù)據(jù)和動(dòng)力電纜與各個(gè)傳感器、電器 相連接；洗砂筒04)內(nèi)設(shè)有洗砂杯(25)，洗砂杯0 下部設(shè)有超聲波換能器09)，中部設(shè) 有一個(gè)攪拌器(27)，攪拌器(27)的軸桿穿出洗砂筒04)與筒外的攪拌器馬達(dá)相連 接，洗砂筒04)的底部連接有放水閥門(31)，洗砂筒04)的側(cè)面下部通過(guò)進(jìn)水管線03) 連接到水箱(17)中，側(cè)面上部通過(guò)回水狀態(tài)傳感器0 連接回水管(20)，最后插入到水 箱(17)中；在洗砂筒04)的下方設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)盤(37)，轉(zhuǎn)盤(37)通過(guò)軸承組合固定在支架 (39)上，轉(zhuǎn)盤(37)的軸上連接有轉(zhuǎn)盤馬達(dá)(30)，轉(zhuǎn)盤(37)上裝有多個(gè)儲(chǔ)砂杯(34)，每個(gè) 儲(chǔ)砂杯(34)的開(kāi)口朝上，轉(zhuǎn)盤軸的支架上設(shè)有由霍爾元件制作的轉(zhuǎn)盤位置傳感器(33)，轉(zhuǎn) 盤(37)的每個(gè)儲(chǔ)砂杯(34)的位置上設(shè)有一塊磁鐵(3 ；轉(zhuǎn)盤(37)下方設(shè)有一個(gè)污水池 (38)，污水池(38)的管線通過(guò)污水泵08)連接到污水沉淀箱(1 中，沉淀沉淀池(15)與 水箱(17)并放，兩個(gè)箱體上部由連通管(19)相連接，箱體下面分別設(shè)有排污閥(18)；取砂 泵G)、取砂振動(dòng)篩(6)、翻轉(zhuǎn)電磁鐵(11)、取砂控制槽電磁鐵組(12)、攪拌器馬達(dá)01)、回 水狀態(tài)傳感器(22)、水泵(沈)、污水泵(28)、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)(30)、放水閥門(31)、轉(zhuǎn)盤位置傳感 器(3 通過(guò)動(dòng)力及控制電纜與總控制箱(14)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑清洗裝置，由取砂進(jìn)口管線、取砂泵、取砂出口管線、取砂振動(dòng)篩、振動(dòng)篩泥漿出口管、翻轉(zhuǎn)杯軸、取砂杯、擋砂板、翻轉(zhuǎn)電磁鐵、取砂控制槽電磁鐵組、取砂控制槽軸、總控制箱、污水沉淀箱、取砂控制槽、水箱、排污閥、連通管、回水管、攪拌器馬達(dá)、回水狀態(tài)傳感器、進(jìn)水管線、洗砂筒、洗砂杯、水泵、攪拌器、污水泵、超聲波換能器、轉(zhuǎn)盤馬達(dá)、放水閥門、轉(zhuǎn)盤軸承、轉(zhuǎn)盤位置傳感器、儲(chǔ)砂杯、磁鐵、污水管、轉(zhuǎn)盤、污水池、支架組成。該裝置結(jié)構(gòu)新穎，工作可靠、利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，能夠同時(shí)保存多個(gè)井段地質(zhì)巖屑樣品，采樣準(zhǔn)確可靠，超聲波清洗干凈且節(jié)水，加裝保溫設(shè)施后，能適應(yīng)冬季施工要求，保證地質(zhì)錄井巖屑取樣工作的順利進(jìn)行。
文檔編號(hào)E21B21/00GK201843609SQ20102061190
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張洪新, 張?jiān)?申請(qǐng)人:張?jiān)?br>