CN107588983B - 一种钻井工程地表砂样连续取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井工程地表砂样连续取样系统，包括依次连接的承载输送装置、抽吸装置、输送管道；所述承载输送装置位于泥浆振动筛正下方，用于承接由振动筛漏下的含有泥浆的岩屑，并将含有泥浆的岩屑进行输送；所述抽吸装置内设有抽真空机构和冲水机构，对含有泥浆的岩屑冲刷同时还提供含有泥浆的岩屑输送动力；所述输送管道输出端设有一进两出三通阀，该一进两出三通阀一个出口连接有装砂袋，其另一个出口连接有砂样分选洗沙器。本发明所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，具有以下优势：(1)、实现钻屑连续取样，解决了含有泥浆的岩屑代表性差的问题。(2)、改善了人工劳动强度，且保证含有泥浆的岩屑收集的准确性。

Description

一种钻井工程地表砂样连续取样系统

技术领域

本发明属于石油钻井勘测领域，尤其是涉及一种钻井工程地表砂样连续取样系统。

背景技术

石油勘测中，为了及时获得地下土层成份信息，需要由不同土层取样然后进行成份分析，根据对样本成份数据分析，获得土层准确的石油信息，现有勘测取样是根据返回泥浆的进度定时、节点取样，靠人工选择节点性捞取砂样，该取样方式，样品岩性代表性差，同时该人工取样方式很难顺序取样。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种钻井工程地表砂样连续取样系统，以实现石油钻井勘测中连续取样目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种钻井工程地表砂样连续取样系统，包括依次连接的承载输送装置、抽吸装置、输送管道；

所述承载输送装置位于泥浆振动筛正下方，用于承接由振动筛漏下的含有泥浆的岩屑，并将含有泥浆的岩屑进行输送；

所述抽吸装置内设有抽真空机构和冲水机构，对含有泥浆的岩屑冲刷同时提供输送动力；

所述输送管道输出端设有一进两出三通阀，该一进两出三通阀一个出口连接有装砂袋，其另一个出口连接有砂样分选洗沙器。

进一步的，所述承载输送装置为捞砂取样用空心管，其包括直空心管体，该直空心管体一侧管壁向内凹陷有V型凹槽， 所述V型凹槽沿直空心管体长度方向设置，该V型凹槽用于承接钻井泥浆，所述直空心管体在开设V型凹槽处开设有多个和直空心管体内腔连通的水孔。

进一步的，所述捞砂取样用空心管倾斜设置，其出料端位于底端，该捞砂取样用空心管上连接有气动振荡器。

进一步的，所述抽吸装置为气水动力抽吸器，包括管道，该管道连通在捞砂取样用空心管和输送管道间，所述管道的管壁内围绕管道中心设有相互独立的环状气路和环状水路，环状水路设有进水口和出水口，所述环状气路设有进气口和出气口，所述出气口朝向管道出料端设置。

进一步的，所述管道的通道包括由进料端至出料端依次连通的冲洗部、过渡部和混合部，所述环状水路和冲洗部对应设置，所述出水口临近管道进料端设置，所述环状气路和过渡部对应设置。

进一步的，所述输送管道上设有多个气水动力抽吸器。

进一步的，所述装砂袋，包括条状的袋体，该袋体一端封闭，其另一端开放，所述一进两出三通阀的一个出口和该开放端连接，每一个袋体侧面沿袋体长度方向开设有取料口，所述袋体在该开口处安装有对拉拉链。

进一步的，所述砂样分选洗沙器，包括基板、立杆、振荡器及开口向上的振动筐，振动筐开口和一进两出三通阀另一个出口连通，所述立杆和振荡器分别设置在基板上，所述振动筐内可拆卸设有分选洗沙单元，该振动筐通过滑动连接件设置在立杆上，所述振荡器设置在振动筐底部，通过振荡器作用实现振动筐的上下震动。

进一步的，所述振动筐开口处设有减速投料罩，该减速投料罩为管结构，其包括第一管体部，一进两出三通阀出口和第一管体部进料端连通，第一管体部出料端处弯折有第二管体部，所述第二管体部扣罩在振动筐开口处，所述第一管体部直径由进料端至出料端逐渐增大。

进一步的，所述第二管体部底端通过第一铰接轴铰接有支撑杆，该支撑杆竖直向下，该支撑杆底端通过锁扣锁定在振动筐上，所述在第一管体部上设有第二铰接轴，通过该第二铰接轴将减速投料罩铰接在设备上。

相对于现有技术，本发明所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统具有以下优势：

本发明所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，具有以下优势：

（1）、实现钻屑连续取样，从工程要求的取样深度开始，只要有岩屑返出井口，就可以一直连续的按落屑比例收集砂样，排除了定时取样造成的砂样代表性差的问题。

（2）、改善了人工劳动强度，实现了远距离取样，且保证岩屑收集的连续性。

（3）、便于安装，不影响振动筛前的落砂处理。

（4）、采用气力输送和水力运移相结合的原理方法，提高了输送效率并且在输送中达到运移与稀释、冲洗泥浆的双重效果。

（5）、使用条状砂样袋，可以将整个井筒的钻屑连续收储，提高了岩屑的代表性，达到“小井筒”般的复原效果和准确性。

（6）、取样方法收集到的岩屑量在同时间段内与实时井口返出的岩屑总量成比例，对比同样时段的地层钻进速度，可以反应出泥浆携带钻屑的效果，为判断井壁坍塌、泄漏、携砂不良、卡钻等工程事故的预防提供参考依据。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统示意图；

图2为本发明实施例所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统中捞砂取样用空心管示意图；

图3为本发明实施例所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统中气水动力抽吸器示意图；

图4为本发明实施例所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统中装砂袋示意图；

图5为本发明实施例所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统中砂样分选洗沙器示意图。

附图标记说明：

1-承载输送装置； 101-直空心管体；103-水孔；104-V型凹槽；2--抽吸装置；21-冲洗部；22-过渡部；23-混合部；24-环状水路；241-出水口；25-环状气路； 251-出气口； 26-台肩；27-管道；3-输送管道；4-装砂袋；41-袋体；42-对拉拉链； 5-砂样分选洗沙器；51-基板； 52-立杆； 53-振荡器；54-减速投料罩； 541-第一管体部，542-第二管体部；56-支撑杆； 57-振动筐； 571-第一滤网； 572-第二滤网；573-第三滤网； 58-滑动连接件； 59-弹性阻挡器； 510-第一铰接轴；511-锁扣； 512-第二铰接轴； 6-气动振荡器； 7-支撑杆； 8-一进两出三通阀； 9-进水管； 10-进气管；11-钻屑池。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图5所示，一种钻井工程地表砂样连续取样系统，使用时 将该系统至于泥浆振动筛正下方，钻井提取的带有泥浆的岩屑通过泥浆振动筛落下，然后通过本系统进行收集，本系统包括承载输送装置1、抽吸装置2、、输送管道3、一进两出三通阀8、装砂袋4、砂样分选洗沙器5和钻屑池11，其中：

承载输送装置1即为捞砂取样用空心管，其通过支撑杆7设置在钻屑池11上方，为了保证该空心管移送带有泥浆的岩屑的速率，本捞砂取样用空心管倾斜设置，其出料端位于底端，同时，在支撑杆7上设有气动振荡器6，浆泥浆震动滑下，捞砂取样用空心管包括直空心管体101，该直空心管体101一侧管壁向内凹陷有V型凹槽104， 所述V型凹槽104沿直空心管体101长度方向设置，该V型凹槽104用于承接钻井岩屑，所述直空心管体101在开设V型凹槽104处开设有多个和直空心管体101内腔连通的水孔103，使用时，将该直空心管体101内通入水流，水流通过水孔103流入V型凹槽104，由此将V型凹槽104所承接的带有泥浆的岩屑冲刷至其出料端；

抽吸装置2为气水动力抽吸器，包括管道27，该管道27进料端和捞砂取样用空心管出料端连接，其出料端和输送管道3进料端连接，该管道27承接由捞砂取样用空心管移送的岩屑，所述管道27的管壁内围绕管道中心设有相互独立的环状气路25和环状水路24，环状水路24设有进水口和出水口241，该进水口连接有进水管9，所述环状气路25设有进气口和出气口251，该进气口连通有进气管10，所述出气口251朝向管道27出料端设置；所述管道27的通道包括由进料端至出料端依次连通的冲洗部21、过渡部22和混合部23，所述环状水路24和冲洗部21对应设置，所述出水口241临近管道27进料端设置，所述环状气路25和过渡部22对应设置。通过向气水动力抽吸器2注入水流和气流，实现对该气水动力抽吸器2内岩屑的抽吸，因此实现含有泥浆的岩屑快速彻底的流入下个环节；

本实施例中，为了保证气流在冲洗部21快速形成负压，过渡部22内径小于混合部23直径，所述管道27管壁在过渡部22和混合部23相连接处形成有台肩26，所述出气口251设置在该台肩26处；同时，为了保证带有泥浆的岩屑在输送管道3快速输送，在所述输送管道3上设有多个气水动力抽吸器2；

所述一进两出三通阀8设置在输送管道3出料端处，该一进两出三通阀8一个出口和装砂袋4连通，其另一个出口和所述砂样分选洗沙器5连通，根据需求，带有泥浆的岩屑可以装入装砂袋4，通过多个装砂袋4将带有泥浆的岩屑收集后，按顺序依次可拆卸连接，因此能够还原土层地貌；带有泥浆的岩屑也可以直接通过分选洗沙器5过滤然后再收集或检测；所述装砂袋4，包括条状的袋体41，该袋体41一端封闭，其另一端开放，该开放端和一进两出三通阀8的一个出口连接，每一个袋体41侧面沿袋体长度方向开设有取料口，所述袋体41在该开口处安装有对拉拉链42，需要对袋体内砂样检测时，只需将对拉拉链42拉开至待检区域，然后将含有泥浆的岩屑取出检验即可。

所述砂样分选洗沙器5，包括基板51、立杆52、振荡器53及开口向上的振动筐57，振动筐57开口和一进两出三通阀8另一个出口连通，所述立杆52和振荡器53分别设置在基板51上，所述振动筐57内可拆卸设有分选洗沙单元，所述砂样分选洗沙器5的分选洗沙单元包括由上至下依次设置在振动筐57内的第一滤网571、第二滤网572和第三滤网573，所述第二滤网572滤孔直径小于第一滤网571滤孔直径，该第二滤网572滤孔直径大于第三滤网573滤孔直径，该振动筐57通过滑动连接件设置在立杆52上，本实施例中，滑动连接件58为直线轴承，所述振荡器53设置在振动筐57底部，通过振荡器53作用实现振动筐57的上下震动，通过砂样分选洗沙器5对泥浆冲洗过滤，然后将岩屑按粒径大小进行分选，分选后，进行收集或检验。

本实施例中，为了降低由输送管道3通过的带有泥浆的岩屑的速度，所述振动筐57开口处设有减速投料罩54，该减速投料罩54为管结构，其包括与第一管体部541，一进两出三通阀8通过第一管体部541和振动筐57连通，该该第一管体部541包括进料端和出料端，所述第一管体部541在出料端弯折有第二管体部542，所述第二管体部542扣罩在振动筐57开口处，所述第一管体部541直径由进料端至出料端逐渐增大。

本实施例中，为了便于取出分选样本，所述第二管体部542底端通过第一铰接轴510铰接有支撑杆56，该支撑杆56竖直向下，该支撑杆56底端通过锁扣511锁定在振动筐57上，所述在第一管体部541上设有第二铰接轴12，通过该第二铰接轴512将减速投料罩54位置进行固定，例如铰接在支撑架上或铰接在泥浆池上，取样本时，打开锁扣511，通过第二铰接轴512将减速投料罩54由振动筐57转离开，取出分选洗沙单元，然后将分选洗沙单元的砂样分别收集即可。

本实施例中，所述立杆52顶部设有和滑动连接件对应的弹性阻挡器59。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：包括依次连接的承载输送装置(1)、抽吸装置(2)、输送管道(3)；

所述承载输送装置(1)为捞砂取样用空心管，所述承载输送装置(1)位于泥浆振动筛正下方，用于承接由振动筛漏下的含有泥浆的岩屑，并将含有泥浆的岩屑输送至管道（27）的进料端；

所述抽吸装置(2)内设有抽真空机构和冲水机构，对含有泥浆的岩屑冲刷同时提供输送动力；

所述输送管道（3）输出端设有一进两出三通阀（8），该一进两出三通阀（8）一个出口连接有装砂袋（4），其另一个出口连接有砂样分选洗沙器（5）；

所述抽吸装置（2）为气水动力抽吸器，包括管道（27），该管道（27）进料端和捞砂取样用空心管出料端连接，其出料端和输送管道（3）进料端连接，所述管道（27）的管壁内围绕管道中心设有相互独立的环状气路（25）和环状水路（24），环状水路（24）设有进水口和出水口（241），所述环状气路（25）设有进气口和出气口（251），所述出气口（251）朝向管道（27）出料端设置；所述管道（27）的通道包括由进料端至出料端依次连通的冲洗部（21）、过渡部（22）和混合部（23），所述环状水路（24）和冲洗部（21）对应设置，所述出水口（241）临近管道（27）进料端设置，所述环状气路（25）和过渡部（22）对应设置，过渡部（22）内径小于混合部（23）直径，所述管道（27）管壁在过渡部（22）和混合部（23）相连接处形成有台肩（26），所述出气口（251）设置在该台肩（26）处。

2.根据权利要求1所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述承载输送装置(1)为捞砂取样用空心管，其包括直空心管体（101），该直空心管体（101）一侧管壁向内凹陷有V型凹槽（104）， 所述V型凹槽（104）沿直空心管体（101）长度方向设置，该V型凹槽（104）用于承接岩屑泥浆，所述直空心管体（101）在开设V型凹槽（104）处开设有多个和直空心管体（101）内腔连通的水孔（103）。

3.根据权利要求2所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述捞砂取样用空心管倾斜设置，其出料端位于底端，该捞砂取样用空心管上连接有气动振荡器（6）。

4.根据权利要求1所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述输送管道(3)上设有多个气水动力抽吸器。

5.根据权利要求1所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述装砂袋（4），包括条状的袋体(41)，该袋体(41)一端封闭，其另一端开放，所述一进两出三通阀（8）的一个出口和开放端连接，每一个袋体（41）侧面沿袋体长度方向开设有取料口，所述袋体(41)在该取料口处安装有对拉拉链(42)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述砂样分选洗沙器（5），包括基板（51）、立杆（52）、振荡器（53）及开口向上的振动筐（57），一进两出三通阀（8）另一个出口和振动筐（57）开口连通，所述立杆（52）和振荡器（53）分别设置在基板（51）上，所述振动筐（57）内可拆卸设有分选洗沙单元，该振动筐（57）通过滑动连接件（58）设置在立杆（52）上，所述振荡器（53）设置在振动筐（57）底部，通过振荡器（53）作用实现振动筐（57）的上下震动。

7.根据权利要求6所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述振动筐（57）开口处设有减速投料罩（54），该减速投料罩（54）为管结构，其包括第一管体部（541），一进两出三通阀（8）出口和第一管体部（541）进料端连通，第一管体部（541）出料端处弯折有第二管体部（542），所述第二管体部(542)扣罩在振动筐(57)开口处，所述第一管体部(541 )直径由进料端至出料端逐渐增大。

8.根据权利要求7所述的一种钻井工程地表砂样连续取样系统，其特征在于：所述第二管体部(542)底端通过第一铰接轴（510）铰接有支撑杆(56)，该支撑杆（56）竖直向下，该支撑杆（56）底端通过锁扣（511）锁定在振动筐(57)上，在所述第一管体部（541）上设有第二铰接轴(512)，通过该第二铰接轴（512）将减速投料罩(54)位置固定。

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