CN108240964A - 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 - Google Patents
一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108240964A CN108240964A CN201611210439.2A CN201611210439A CN108240964A CN 108240964 A CN108240964 A CN 108240964A CN 201611210439 A CN201611210439 A CN 201611210439A CN 108240964 A CN108240964 A CN 108240964A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling fluid
- sample room
- transmission shaft
- brake pad
- torque measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钻井液润滑性自动化在线监测仪，其包括密封样品室、电机、摩擦环、摩擦块、加力器以及压力测量元件、扭矩测量元件、数据采集箱以及计算机，其中密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；电机连接传动轴，传动轴伸入密封样品室中且传动轴下端连接摩擦环；扭矩测量元件安装在密封样品室内腔的底部，扭矩测量元件上端通过支架安装摩擦块，摩擦块位于所述摩擦环的外围且其上安装有正压力测量元件；扭矩测量元件、正压力测量元件分别通过信号线连接数据采集箱，数据采集箱连接计算机。与现有技术相比，本发明涉及的仪器实现了钻井液润滑性的自动化在线测量，解决了钻井液的挥发问题，减少了系统摩擦力对测量结果的影响，提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明属于钻井液润滑性测量设备领域，尤其涉及一种用于钻井液润滑性自动化在线测量的润滑仪，适用于现场钻井液润滑性的自动化在线测量。
背景技术
钻井液的润滑性是钻井液的重要性能之一，钻井液润滑性的优劣直接影响着钻柱与井壁之间的摩擦力，影响着钻柱的旋转扭矩和起下钻阻力，摩擦力太大时往往会引起卡钻等事故，从而影响钻井工程的正常进行。近年来随着钻井技术的发展，特别是复杂压力层系调整井，大斜度定向井的发展，钻井液的润滑性日益受到重视，迫切需要实现钻井液润滑性的实时测量，自动控制，连续记录和数据远传，从而实现钻井液润滑性的自动化控制。
长期以来，钻井液的润滑性一直采用滤饼粘附系数测定仪、EP极压润滑仪和斜面滤饼润滑仪三种仪器测量，三种仪器均为室内实验仪器，但不能用于现场的自动化在线监测。
2014年，专利CN104929620 A 将EP极压润滑仪进行了改造，首先将手工加压用扭力扳手改为通过电脑控制的自动加压，其次将采集的电机电流数据信号通过PLC或其它可编程控制器通过电缆或无线数传模块接入钻井实时监测系统采集模块，成为钻井实时监测系统的一部分。三是钻井液在线测量极压润滑仪的工作时间和工作程序，均由电脑通过可编程控制器控制。
但是，该仪器用于现场钻井液润滑性测量还存在诸多问题，首先该仪器不能实现钻井液的自动化取样；第二，钻井液仪器长期敞口室外放置，钻井液会蒸发；第三，如果要用泵自动取样和防止钻井液蒸发，就必须将测试的样品室密封，因而就必须采用机械动密封，这必然增加电传动轴与密封件之间的摩擦增大，因此在成电机的电流增大，造成摩擦力测量偏大，引起测量的误差较大。
发明内容
本发明提供一种钻井液润滑性自动化在线监测仪，其目的是实现钻井液润滑性的自动化在线测量、解决钻井液的挥发问题以及减少系统摩擦力对测量结果的影响，从而提高测量精度。
本发明的技术方案是：包括密封样品室、电机、摩擦环、摩擦块、加力器以及压力测量元件、扭矩测量元件、数据采集箱以及计算机，其中所述密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；所述电机连接传动轴，所述传动轴伸入密封样品室中且传动轴下端连接所述的摩擦环；所述扭矩测量元件安装在密封样品室内腔的底部，所述扭矩测量元件上端通过支架安装摩擦块，所述摩擦块位于所述摩擦环的外围且其上安装有正压力测量元件；所述扭矩测量元件、正压力测量元件分别通过信号线连接数据采集箱，所述数据采集箱连接计算机。
进一步的，所述传动轴与密封样品室之间采用釜用动密封密封。
进一步的，所述摩擦块为相对布置的两块。
进一步的，所述钻井液进样口通过管线连接取样泵，所述钻井液出样口通过管线连接背压阀。
进一步的，所述电机采用恒速电机。
进一步的，所述电机转速为60RPM。
本发明的原理是：密封样品室有一个进样口和出样口，进样口与取样泵连接，出样口安装一个背压阀，调节背压阀可调节样品室的压力；恒速电机的轴与样品室采用釜用动密封密封，并提供恒定的转速；摩擦环安装在电机主轴上，用加力器将一对模块压在摩擦环上，并施加一定的正压力，正压力测量元件的信号被采集箱送入计算机；摩擦块与扭矩测量元件相连，摩擦环以摩擦力带动摩擦环转动将扭矩传给扭矩测量元件，通过采集箱把扭矩测量数据送入计算机，计算机算出摩擦系数，并记录。
与现有技术相比，本发明涉及的仪器实现了钻井液润滑性的自动化在线测量，解决了钻井液的挥发问题，减少了系统摩擦力对测量结果的影响，提高了测量精度。
附图说明
图1是钻井液润滑性自动化在线监测仪结构示意图；
图中，1.恒速电机；2.机械密封；3.密封样品室；4.摩擦环；5.加力器及压力测量元件；6.摩擦块；7.进样口；8.扭矩测量元件；9.出样口；10.数据采集箱；11.计算机;12.样品室盖。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细的描述。
参见图1，钻井液润滑性自动化在线监测仪包括密封样品室3、恒速电机1、摩擦环4、摩擦块6、加力器以及压力测量元件5、扭矩测量元件8、数据采集箱10以及计算机11，其中密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；恒速电机1连接传动轴，传动轴伸入密封样品室3中且传动轴下端连接摩擦环4，传动轴与密封样品室3之间采用釜用动密封即机械密封2密封；扭矩测量元件8安装在密封样品室3内腔的底部，扭矩测量元件8上端通过支架安装摩擦块6，摩擦,6为相对布置的两块，摩擦块6位于摩擦环4的外围且其上安装有正压力测量元件即加力器以及压力测量元件5；扭矩测量元件8、加力器及压力测量元件5分别通过信号线连接数据采集箱10，数据采集箱10连接计算机11。
工作过程为：首先打开样品室盖12，把摩擦环4安装在传动轴上，通过支架安装摩擦块6，用加力器以及压力测量元件5推动摩擦块6使其对摩擦环4产生一定的正压力P，将摩擦块6的支架连接在扭矩测试元件8上；把样品室盖12盖好密封，用信号线连接好扭矩测试元件到数据采集箱10上，同时连接加力器及压力测量元件5到数据采集箱10上；将进样口7和出样口9连接好钻井液进出管线，开启软管泵循环钻井液样品；开启恒速电机1，并以60RPM的转速旋转；数据采集箱10将正压力P和扭矩M的数据送入计算机，计算机根据摩擦环的直径D和扭矩M计算出摩擦副上的摩擦力f，根据摩擦力f和测量的正压力P计算出摩擦系数μ；实时测量每个时刻的摩擦系数μ，连续记录摩擦系数μ与时间t的关系。
Claims (6)
1.一种钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：包括密封样品室、电机、摩擦环、摩擦块、加力器以及压力测量元件、扭矩测量元件、数据采集箱以及计算机，其中所述密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；所述电机连接传动轴，所述传动轴伸入密封样品室中且传动轴下端连接所述的摩擦环；所述扭矩测量元件安装在密封样品室内腔的底部，所述扭矩测量元件上端通过支架安装摩擦块，所述摩擦块位于所述摩擦环的外围且其上安装有正压力测量元件；所述扭矩测量元件、正压力测量元件分别通过信号线连接数据采集箱，所述数据采集箱连接计算机。
2.根据权利要求1所述的钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：所述传动轴与密封样品室之间采用釜用动密封密封。
3.根据权利要求1所述的钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：所述摩擦块为相对布置的两块。
4.根据权利要求1所述的钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：所述钻井液进样口通过管线连接取样泵，所述钻井液出样口通过管线连接背压阀。
5.根据权利要求1所述的钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：所述电机采用恒速电机。
6.根据权利要求1-5任一所述的钻井液润滑性自动化在线监测仪，其特征在于：所述电机转速为60RPM。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611210439.2A CN108240964A (zh) | 2016-12-24 | 2016-12-24 | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611210439.2A CN108240964A (zh) | 2016-12-24 | 2016-12-24 | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108240964A true CN108240964A (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=62704523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611210439.2A Pending CN108240964A (zh) | 2016-12-24 | 2016-12-24 | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108240964A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915732A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-15 | 中南大学 | 数显式钻杆与岩芯摩擦力测定仪 |
| CN202216790U (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 北京航天普霖科技有限公司 | 一种静、动摩擦力的测量检测系统 |
| CN203299085U (zh) * | 2013-03-27 | 2013-11-20 | 青岛奥思特石油科技有限公司 | 钻井液粘度自动测量装置 |
| RU149153U1 (ru) * | 2014-05-15 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Прибор для изучения триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей |
| CN204203067U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-11 | 郭明 | 新型油井钻采系数测定装置 |
| CN204436364U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-07-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 测定钻杆与套管的滑动摩擦系数的装置 |
| CN104929620A (zh) * | 2014-03-21 | 2015-09-23 | 韩文峰 | 一种钻井液在线极压润滑仪 |
| CN105626035A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-06-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于模拟钻井受阻遇卡的井壁实验装置 |
| CN206459947U (zh) * | 2016-12-24 | 2017-09-01 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 |
-
2016
- 2016-12-24 CN CN201611210439.2A patent/CN108240964A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101915732A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-15 | 中南大学 | 数显式钻杆与岩芯摩擦力测定仪 |
| CN202216790U (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-09 | 北京航天普霖科技有限公司 | 一种静、动摩擦力的测量检测系统 |
| CN203299085U (zh) * | 2013-03-27 | 2013-11-20 | 青岛奥思特石油科技有限公司 | 钻井液粘度自动测量装置 |
| CN104929620A (zh) * | 2014-03-21 | 2015-09-23 | 韩文峰 | 一种钻井液在线极压润滑仪 |
| RU149153U1 (ru) * | 2014-05-15 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Прибор для изучения триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей |
| CN204203067U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-11 | 郭明 | 新型油井钻采系数测定装置 |
| CN204436364U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-07-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 测定钻杆与套管的滑动摩擦系数的装置 |
| CN105626035A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-06-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于模拟钻井受阻遇卡的井壁实验装置 |
| CN206459947U (zh) * | 2016-12-24 | 2017-09-01 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GETLIFF J M, JAMES S G: "The replacement of alkyl-phenolethoxylates to improve the environmental acceptability ofdrilling fluid additives", SPE HEALTH, SAFETY AND ENVIRONMENTIN OIL AND GAS EXPLORATION AND PRODUCTION CONFERENCE, pages 713 - 719 * |
| 代显智;张章;: "LEM-Ⅱ钻井液润滑仪电气系统改进研究", 陕西科技大学学报(自然科学版), no. 01 * |
| 夏小春;胡进军;耿铁;项涛;: "LEM-4100润滑性评价装置及其应用", 钻采工艺, no. 02 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4557142A (en) | Apparatus and method for real-time measurement of drilling fluid properties | |
| CN109372499B (zh) | 一种地质储层径向流模拟系统 | |
| CN103149121B (zh) | 一种非常规天然气含量自动测量仪及测量方法 | |
| CN102828747B (zh) | 石油钻井实时监测系统 | |
| CN209342748U (zh) | 一次风风速测量装置 | |
| CN105547369A (zh) | 一种地下水流速流向单孔测量装置 | |
| CN206459947U (zh) | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 | |
| CN204988696U (zh) | 一种多工况机械密封性能实验装置测控系统 | |
| CN207263575U (zh) | 钻井液在线切力测量装置 | |
| CN108240964A (zh) | 一种钻井液润滑性自动化在线监测仪 | |
| EP0211112A1 (en) | Apparatus and method for real-time measurement of drilling fluid properties | |
| CN106596343B (zh) | 高压旋转式粘度计 | |
| CN103256022B (zh) | 一种流量自动测控装置 | |
| CN113567020B (zh) | 一种基于磁流变技术的电动执行机构转矩测试设备 | |
| CN207991994U (zh) | 一种海底沉积物液化后流变特性原位测量装置 | |
| CN105863583A (zh) | 油田缆控分体桥式全自动配水器 | |
| CN108036992A (zh) | 一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器 | |
| CN104964726B (zh) | 一种真空预压地下水位测量装置及方法 | |
| CN204155140U (zh) | 一种基于can总线设计的液压泵驱动电机在线监控系统 | |
| CN211122412U (zh) | 一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置 | |
| CN110473673B (zh) | 一种智能绞线系统 | |
| CN203275008U (zh) | 熔体隔膜式电接点压力表 | |
| CN213957385U (zh) | 一种基于物联网的土壤质量检测装置 | |
| CN112177591A (zh) | 一种用于模拟油井水泥浆流动状态以及养护测试一体化的试验方法 | |
| CN204175289U (zh) | 一种注水井井口测压装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |