CN110702848A - 用于钻井液水分析检测的自动化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于钻井液水分析检测的自动化系统，包括内杯取用组件、内杯回收组件、滤液检测组件；内杯取用组件包括正放工位、取杯机构、夹持装置、用于移动夹持装置的输送机构、位于输送机构输送路径上的注浆装置、位于输送机构输送路径上的加压堵头；内杯回收组件包括用于从夹持装置上接过内杯的内杯夹具、第一转动机构、第二转动机构、升降组件；滤液检测组件滤杯、与滤杯依次连接的接液杯、取液杯、注射泵、变位机构。本发明用以解决现有技术中钻井液滤失检测自动化程度低、耗费人力、且单次只能够进行一种离子的滴定的问题，实现提高内杯取用与收回过程的自动化程度、且能够快速进行不同离子的滴定检测的目的。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液测定领域，具体涉及用于钻井液水分析检测的自动化系统。
背景技术
钻井液(泥浆)在井内受压差的作用，部分水渗入地层，这种现象称为钻井液的失水性能或滤失特性。钻井液的失水量(滤失量)对该钻井液体系的稳定性有十分重要的影响，是维护井壁稳定性的重要参数，因此在钻井井场，钻井液工程师或钻井工程师都会频繁的对其进行测定。现有技术中的测定方式都是通过API失水仪或高温高压失水仪来进行测定，过程包括：翻转倒置仪器并打开盖子，向杯体内倒入待测钻井液，在盖子内表面铺好滤纸，重新装上盖子，再次翻转仪器整体，使盖子在下、杯体在上，悬挂杯体、加压、开始测定。每次测定过程需放置7.5min或30min，然后再人为读取得到的滤液量；每次完成测定后都需要翻转倒置仪器打开盖子，取出滤纸丢掉，再对杯体和盖子进行清洗、擦拭、晾干，浪费工程师的人力与时间。
为了解决上述问题，申请人前期已递交了如下专利申请：用于失水量测定的一次性容器(2019215386883)、一种滤失量测定组件(2019108731972)，其技术方案的核心在于使用一次性杯子作为滤失过程中的内杯使用，再配合外杯，能够极大的减轻工作量，显著降低人力消耗，减少测定耗时、提高了测定效率。其中，外杯为固定结构，内杯使用专门的纸杯或塑料杯等一次性杯子，如何实现对内杯自动化的取用与收回，提高钻井液滤失检测的自动化程度是一个难题。并且，现有技术中虽然已经出现了滴定仪这类较为自动化的滴定设备，但是其一次只能够对一种离子进行滴定，导致工作效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供用于钻井液水分析检测的自动化系统，以解决现有技术中钻井液滤失检测自动化程度低、耗费人力、且单次只能够进行一种离子的滴定的问题，实现提高内杯取用与收回过程的自动化程度、且能够快速进行不同离子的滴定检测的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
用于钻井液水分析检测的自动化系统，包括内杯取用组件、内杯回收组件、滤液检测组件；
所述内杯取用组件包括用于内杯正向重叠的正放工位、从正放工位上逐个取出内杯的取杯机构、用于夹持取杯机构取出的内杯的夹持装置、用于移动所述夹持装置的输送机构、位于输送机构输送路径上的注浆装置、位于输送机构输送路径上的加压堵头；
所述内杯回收组件包括用于从夹持装置上接过内杯的内杯夹具、用于驱动内杯夹具沿水平的轴线进行转动的第一转动机构、用于驱动内杯夹具沿竖直的轴线进行转动的第二转动机构、用于驱动内杯夹具升降的升降组件；还包括倒扣工位，所述倒扣工位用于内杯倒扣重叠；所述第二转动机构能够驱动内杯夹具抵达倒扣工位的正上方；
所述滤液检测组件包括用于盛接从内杯中滤失的滤液的滤杯、与所述滤杯依次连接的接液杯、取液杯、注射泵、变位机构，所述变位机构的一个工位为废液排放端一、其余工位均连通至滴定杯；注射泵能够通过变位机构向不同工位输出液体。
针对现有技术中钻井液滤失检测自动化程度低、耗费人力、且单次只能够进行一种离子的滴定的问题，本发明提出用于钻井液水分析检测的自动化系统。
内杯取用组件中，正放工位用于内杯正向的依次重叠放置，其中所述正向，是指内杯的敞口端朝上、依次叠放。取杯机构用于从正放工位处逐个取出内杯，并将内杯转移至夹持装置上，通过夹持装置夹住取出的内杯，再通过输送机构将内杯输送至下一个工位。本方案解决了现有技术中只能够通过人力进行钻井液滤失检测操作的问题，显著降低了人力消耗、提高了自动化程度。夹持机构夹住内杯后，移动至注浆装置正下方，通过注浆装置注入待测定的钻井液。再将装入钻井液的内杯移动至加压堵头的正下方，通过加压堵头堵住内杯的敞口端并进行加压，实现正常的钻井液滤失测定。
内杯回收组件中，内杯夹具用于夹持完成滤失后剩余有钻井液的内杯，之后通过第二转动机构将其在水平方向上转动至合适位置，然后通过第一转动机构带动内杯夹具在竖直方向上进行转动，使其倾斜，将其中剩余的钻井液倾倒出来，之后再启动第二转动机构至合适位置，继续启动第一转动机构、带动内杯夹具继续在竖直方向上转动，直至被夹持的内杯敞口端朝下，通过升降组件使内杯下放即可。其中在内杯夹具夹住内杯后，也可通过升降组件驱动内杯夹具上行，从而稳定的将内杯提起再进行移动。本方案自动化程度高，克服了滤失量测定组件使用完成后，需要人为取出内杯并进行倾倒、丢弃的目的。内杯敞口端朝下倒扣放置，可以将使用完后的内被依次叠放，叠放到一定数量后再人工统一回收处理即可，因此本方案实现了提高内杯在滤失过程结束后的自动化回收处理的效果。其中，第一转动机构、第二转动机构、升降组件与内杯夹具之间的传动方式使用现有任意传动结构均可，包括但不限于输出端直接连接、间接连接、齿轮系的驱动、皮带链条等传动。内杯夹具的升降可以通过滑轨、导轨、滑槽、电机丝杠以及其余任意现有的升降方式实现，如通过气缸一次升降，或两级、甚至多级气缸分阶段多次升降完成。因此，只要能够实现第一转动机构、第二转动机构、升降组件各自效果的任意现有传动结构与连接方式，均应落在本申请的保护范围之内。
滤液检测组件中，滤杯盛接滤液，滤液进入接液杯进行存放。在需要进行滴定检测时，滤液从接液杯进入取液杯中，经注射泵泵送至不同工位。其中，注射泵与各工位之间的位置切换通过变位机构实现，通过变位机构的动作，使得注射泵的输出方向朝向不同的工位，从而根据设定需要将滤液注入至不同的滴定杯中，每个滴定杯可以通过现有滴定仪进行不同离子的滴定检测，进而实现快速进行不同离子的滴定检测的效果。此外，通过向系统内注入去离子水，再通过变位机构使得注射泵的输出端朝向废液排放端一，即可实现对整个系统管路的快速冲洗，从而解决了现有技术中只能够人力清洗的难题。本方案中，变位机构可采用任意现有技术，只需满足能够将注射泵中的液体输出方向切换至不同工位即可，本领域技术人员通过现有技术均可实现：如通过移动注射泵输出端的朝向或位置，或移动各工位的滴定杯，使其在需要时正对注射泵输出端口。
优选的，所述输送机构为导轨，所述夹持装置能够在所述导轨上移动。夹持机构夹住内杯后，即可在导轨上进行移动，从而将内杯输送至其余工位。
进一步的，所述正放工位为顶面和一侧面均敞口的方形框架；还包括正对所述正放工位的内杯压持组件，所述内杯压持组件用于压住下方的内杯；所述内杯压持组件包括两块能够开合的压板，内杯压持组件由第一升降机构驱动进行升降。其中，方形框架围绕形成的区域用于对叠放的内杯进行限位，其顶部敞口是便于取杯机构进行取杯作业，其一侧面敞口是便于整体放入重叠的一组内杯。取杯机构是逐个取出内杯，由于内杯是正向叠放的，因此从上方逐个取出最为方便，为此设置内杯压持组件，压住下方的内杯，从而确保取杯机构每次取出时，都只取出最上方的一个内杯，避免带出多余内杯造成浪费。内杯压持组件在第一升降机构上自上而下运动，内杯压持组件可配置用于感应内杯顶部凸缘的感应装置，当感应到内杯凸缘时，即可合拢两块压板，使得两块压板位于第一个内杯顶部凸缘的下方，从而对下方的所有内杯进行限位，避免被第一个内杯带起。其中，两块压板之间的开合通过任意现有技术实现均可，本领域技术人员均可实现，如通过开合电机、气缸等进行驱动均可实现，故在此不做赘述。
进一步的，所述取杯机构包括开口朝下的吸盘、与所述吸盘相连的抽气管、用于驱动抽气管转动的摆臂、用于驱动摆臂升降的第二升降机构。本方案工作时，首先通过第二升降机构提升高度，确保吸盘底部高于叠放的内杯的最高位置，然后转动摆臂，带动吸盘与抽气管移动至正放工位的上方，第二升降机构驱动吸盘下移，吸盘伸至最上方的内杯内部，抵拢内杯底面，然后通过抽气管开始抽气，使得吸盘吸附住最上方的内杯，再通过第二升降机构驱动吸盘上行，提起最上方的内杯；之后，摆臂回转，将内杯转动至夹持装置的上方，第二升降机构再驱动下行、将内杯放置在夹持装置上，吸盘泄压即可。
进一步的，所述内杯加压堵头由升降卡爪进行夹持；所述夹持装置下方设置杯托，杯托上设置与内杯相匹配的外杯，所述杯托与夹持装置之间通过弹簧连接，所述杯托底部设置出液口；所述滤杯放置在出液口下方。升降卡爪夹住内杯加压堵头，当内杯移动到其正下方时，升降卡爪下降，将内杯加压堵头压入装有钻井液的内杯内。本方案在夹持装置下方设置杯托，杯托上设置与内杯相匹配的外杯，使得内杯能够直接放入外杯内，提高滤失检测过程中的稳定性。此外，杯托与夹持装置之间通过弹簧连接，提高抗震能力，降低外部振动干扰。杯托底部设置出液口，便于与外杯的出液口相匹配，便于在其下方对滤液进行盛接。
进一步的，所述内杯夹具包括两块能够开合的夹持卡板；所述第二转动机构驱动内杯夹具、第一转动机构、升降组件同步转动；还包括水槽，所述第二转动机构能够驱动内杯夹具经过水槽上方。内杯夹具可配置用于感应内杯的感应装置，当感应到内杯时，即可合拢两块夹持卡板，从而夹紧该内杯。其中，两块夹持卡板之间的开合通过任意现有技术实现均可，本领域技术人员均可实现，如通过开合电机、气缸等进行驱动即可实现，故在此不做赘述。第二转动机构工作时，带动内杯夹具、第一转动机构、升降组件同步进行转动；当第二转动机构驱动内杯夹具来到水槽上方时，暂停第二转动机构，此时开始启动第一转动机构，使内杯倾斜，将内杯内剩余的钻井液倒入水槽内。
进一步的，所述第二转动机构驱动安装座转动，所述安装座上设置连接板，所述第一转动机构安装在连接板上，第一转动机构的输出端与内杯夹具相连；所述升降组件用于驱动连接板在安装座上进行升降。本方案中，第二转动机构工作，带动安装座在水平方向上进行转动，由于连接板设置在安装座上，因此连接板同步转动；又由于第一转动机构安装在连接板上，第一转动机构的输出端与内杯夹具相连，因此即可实现第一转动机构、内杯夹具以及被夹持的内杯共同进行水平转动。优选的，连接板与安装座滑动配合，如通过导轨、滑槽等进行配合即可。升降组件驱动连接板在安装座上进行升降，从而带动第一转动机构、内杯夹具同步进行升降。
优选的，所述变位机构为转盘或直线导轨。所述滴定杯包括钙离子滴定杯和/或氯离子滴定杯。
进一步的，所述接液杯内设置液位传感器，所述取液杯内设置酸碱度检测传感器，接液杯与取液杯之间连接蠕动泵一；所述取液杯与注射泵之间依次连接三通阀一、三通阀二；所述三通阀一与取液杯、三通阀二、蠕动泵二相连；所述三通阀二与三通阀一、注射泵、变位机构相连；所述蠕动泵二的输出端为废液排放端二；还包括用于向接液杯内注入去离子水的蠕动泵三。所述液位传感器用于监测接液杯内的液位高度，从而检测滤液是否漫出。酸碱度检测传感器用于检测取液杯内滤液的pH值。接液杯与取液杯之间连接蠕动泵一，通过蠕动泵一实现滤液从接液杯至取液杯的泵送。其中，蠕动泵二是用于将废液或多余的滤液排走。
进一步的，每个滴定杯均设置有相匹配的滴定仪、试剂添加管线、去离子水注入管线；所述试剂添加管线、去离子水注入管线上均设置蠕动泵四；每个滴定杯均设置有排液管，所述排液管上设置蠕动泵五；每个滴定杯内均设置搅拌器。试剂添加管线根据需要可设置为任意根数，每根分别注入一种试剂，避免交叉污染。去离子水注入管线用于在滴定结束后注入去离子水，从而对滴定杯进行清洗。滴定过程结束后，通过蠕动泵五，将滴定杯中废液从排液管排走。
进一步的，接液杯与取液杯之间通过内径小于或等于2mm的软管连接，软管外部设置液体检测传感器，所述液体检测传感器能够感应软管内的液体；还包括计时模块，所述液体感应装置的输出端连接至计时模块的输入端。软管内径小于或等于2mm，用于吸收少量的滤液时能够有效的提高抽吸时长，从而降低计量误差。本方案通过在软管外部设置液体检测传感器来感应软管内的液体，液体检测传感器使用现有的任意能够感应液体的感应装置均可，当有软管内有液体流过时，液体检测传感器感应到液体，开始向计时模块发送信号；当软管内不再有液体流过，液体检测传感器停止向计时模块发送信号，计时模块从接受到信号时开始计时，信号停止时结束计时，即可对于泵送时长进行准确的计量。本方案中通过内径很小的软管来延长泵送时间，降低计时误差，通过外置液体检测传感器的方式，配合计时模块实现对泵送时长的准确计量，从而辅助对泥浆滤失量的自动测量。本方案中的计时模块使用现有的计时模块即可实现。
优选的，液体检测传感器为贴在管壁的电容传感器。电容传感器敏感度高，当软管内有滤液通过时能够立即被感应到，敏感度高，有利于进一步提高本申请的计时准确性。
进一步的，所述取液杯与注射泵之间、注射泵与变位机构之间的连接管路上也设置液体检测传感器。便于检测对应管道内是否有液体通过，从而为工作人员提供本系统正常运行的信号参考，确保在管路堵塞或相应的蠕动泵故障时能够及时发现。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明用于钻井液水分析检测的自动化系统，解决了现有技术中只能够通过人力进行钻井液滤失检测操作的问题，实现了内杯的自动取用，显著降低了人力消耗、提高了自动化程度。
2、本发明用于钻井液水分析检测的自动化系统，自动化程度高，克服了滤失量测定组件使用完成后，需要人为取出内杯并进行倾倒、丢弃的问题。内杯敞口端朝下倒扣放置，可以将使用完后的内被依次叠放，叠放到一定数量后再人工统一回收处理即可，因此本申请实现了提高内杯在滤失过程结束后的自动化回收处理的效果。
3、本发明用于钻井液水分析检测的自动化系统，注射泵与各工位之间的位置切换通过变位机构实现，通过变位机构的动作，使得注射泵的输出方向能够朝向不同的工位，从而根据设定需要将滤液注入至不同的滴定杯中，每个滴定杯可以通过现有滴定仪进行不同离子的滴定检测，进而实现快速进行不同离子的滴定检测的效果。
4、本发明用于钻井液水分析检测的自动化系统，通过向系统内注入去离子水，再通过变位机构使得注射泵的输出端朝向废液排放端一，即可实现对整个系统管路的快速冲洗，从而解决了现有技术中只能够人力清洗的难题。去离子水注入管线用于在滴定结束后注入去离子水，从而对滴定杯进行自动清洗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例中内杯取用组件部分的主视图；
图2为本发明具体实施例中内杯取用组件部分的侧视图；
图3为本发明具体实施例中内杯取用组件部分的结构示意图；
图4为本发明具体实施例中内杯回收组件部分的结构示意图；
图5为本发明具体实施例中内杯回收组件部分的侧视图；
图6为本发明具体实施例中滤液检测组件的连接示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-正放工位，2-夹持装置，3-压板，4-第一升降机构，5-吸盘，6-抽气管，7-摆臂，8-第二升降机构，9-导轨，10-注浆装置，11-内杯加压堵头，12-升降卡爪，13-杯托，14-弹簧，15-出液口，16-内杯夹具，17-第一转动机构，18-第二转动机构，19-安装座，20-升降组件，21-连接板，22-水槽，23-倒扣工位，24-中压滤杯，25-接液杯，251-液位传感器，252-蠕动泵三，26-取液杯，261-酸碱度检测传感器，27-注射泵，28-废液排放端一，29-滴定杯，30-蠕动泵一，31-三通阀一，32-三通阀二，33-蠕动泵二，331-废液排放端二，34-滴定仪，35-蠕动泵四，36-排液管，37-蠕动泵五，38-搅拌器，39-液体检测传感器，40-外杯。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1至图6所示的用于钻井液水分析检测的自动化系统，包括内杯取用组件、内杯回收组件、滤液检测组件；所述内杯取用组件包括用于内杯正向重叠的正放工位1、从正放工位1上逐个取出内杯的取杯机构、用于夹持取杯机构取出的内杯的夹持装置2、用于移动所述夹持装置2的输送机构、位于输送机构输送路径上的注浆装置10、位于输送机构输送路径上的加压堵头11；所述内杯回收组件包括用于从夹持装置2上接过内杯的内杯夹具16、用于驱动内杯夹具16沿水平的轴线进行转动的第一转动机构17、用于驱动内杯夹具16沿竖直的轴线进行转动的第二转动机构18、用于驱动内杯夹具16升降的升降组件20；还包括倒扣工位23，所述倒扣工位23用于内杯倒扣重叠；所述第二转动机构18能够驱动内杯夹具16抵达倒扣工位23的正上方；所述滤液检测组件包括用于盛接从内杯中滤失的滤液的滤杯24、与所述滤杯24依次连接的接液杯25、取液杯26、注射泵27、变位机构，所述变位机构的一个工位为废液排放端一28、其余工位均连通至滴定杯29；注射泵27能够通过变位机构向不同工位输出液体。
实施例2：
如图1至图6所示的用于钻井液水分析检测的自动化系统，在实施例1的基础上，所述正放工位1为三块板材围绕形成的方框结构。还包括正对所述正放工位1的内杯压持组件，所述内杯压持组件用于压住下方的内杯。所述内杯压持组件包括两块能够开合的压板3，内杯压持组件由第一升降机构4驱动进行升降。所述取杯机构包括开口朝下的吸盘5、与所述吸盘5相连的抽气管6、用于驱动抽气管6转动的摆臂7、用于驱动摆臂7升降的第二升降机构8。输送机构为导轨9，所述夹持装置2能够在所述导轨9上移动。还包括注浆装置10，所述夹持装置2在导轨9上移动时，能够通过注浆装置10的正下方。还包括内杯加压堵头11，所述夹持装置2在导轨9上移动时，能够通过内杯加压堵头11的正下方。所述内杯加压堵头11由升降卡爪12进行夹持。
优选的，所述夹持装置2下方设置杯托13，所述杯托13与夹持装置2之间通过弹簧14连接，所述杯托13底部设置出液口15，杯托13上固定外杯40。
本实施例工作时，首先通过第二升降机构提升高度，确保吸盘底部高于叠放的内杯的最高位置，然后转动摆臂，带动吸盘与抽气管移动至正放工位的上方，第二升降机构驱动吸盘下移，吸盘伸至最上方的内杯内部，抵拢内杯底面，然后通过抽气管开始抽气，使得吸盘吸附住最上方的内杯，再通过第二升降机构驱动吸盘上行，提起最上方的内杯；之后，摆臂回转，将内杯转动至夹持装置的上方，第二升降机构再驱动下行、将内杯放置在夹持装置2上，吸盘泄压即可。夹持装置2在导轨上移动，至注浆装置10处注入钻井液，然后继续移动至加压堵头11下方，由加压堵头11封堵，进行滤失检测。检测完成后，继续通过导轨移动至内杯夹具16处，内杯夹具16对剩余有钻井液的内杯进行回收处理；同时，由滤液检测组件对得到的滤液进行滴定检测。
实施例3：
如图1至图6所示的用于钻井液水分析检测的自动化系统，在上述任一实施例的基础上，第二转动机构18驱动内杯夹具16、第一转动机构17、升降组件20同步转动。所述第二转动机构18驱动安装座19转动，所述安装座19上设置连接板21，所述第一转动机构17安装在连接板21上，第一转动机构17的输出端与内杯夹具16相连。所述升降组件20用于驱动连接板21在安装座19上进行升降。还包括水槽22，所述第二转动机构18能够驱动内杯夹具16经过水槽22上方。还包括倒扣工位23，所述倒扣工位23用于内杯倒扣重叠；所述第二转动机构18能够驱动内杯夹具16抵达倒扣工位23的正上方。还包括导轨9、能够在所述导轨9上移动的夹持装置2；所述导轨9与倒扣工位23位于内杯夹具16的相对两侧。
本实施例中内杯回收组件的具体工作过程如下：
滤失检测完成后，夹持装置2夹住内杯，通过导轨9将装有剩余钻井液的内杯移动至内杯夹具16所处位置，内杯夹具16夹住内杯，夹持装置2松开，通过第二转动机构18将其在水平方向上转动90°，至水槽22上方；然后通过第一转动机构17带动内杯夹具在竖直方向上进行转动100°～110°，使其倾斜，将其中剩余的钻井液倾倒出来，之后再启动第二转动机构，使其在水平方向上继续转动90°至倒扣工位23上方，继续启动第一转动机构17、带动内杯夹具16继续在竖直方向上转动，直至被夹持的内杯敞口端朝下，通过升降组件使内杯下放即可。
优选的，在内杯夹具夹住内杯后，也可通过升降组件驱动内杯夹具上行，从而稳定的将内杯提起再进行移动。
实施例4：
如图1至图6所示的用于钻井液水分析检测的自动化系统，在上述任一实施例的基础上，接液杯25内设置液位传感器251，所述取液杯26内设置酸碱度检测传感器261，接液杯25与取液杯26之间连接蠕动泵一30。所述取液杯26与注射泵27之间依次连接三通阀一31、三通阀二32；所述三通阀一31与取液杯26、三通阀二32、蠕动泵二33相连；所述三通阀二32与三通阀一31、注射泵27、变位机构相连。所述蠕动泵二33的输出端为废液排放端二331；还包括用于向接液杯25内注入去离子水的蠕动泵三252。所述变位机构为转盘或直线导轨。所述滴定杯29包括钙离子滴定杯和氯离子滴定杯。每个滴定杯29均设置有相匹配的滴定仪34、试剂添加管线、去离子水注入管线；所述试剂添加管线、去离子水注入管线上均设置蠕动泵四35。每个滴定杯29均设置有排液管36，所述排液管36上设置蠕动泵五37。每个滴定杯29内均设置搅拌器38。
接液杯25与取液杯26之间通过内径小于或等于2mm的软管连接，软管外部设置液体检测传感器39，所述液体检测传感器39能够感应软管内的液体；还包括计时模块，所述液体感应装置4的输出端连接至计时模块的输入端。
本方案通过在软管外部设置液体检测传感器来感应软管内的液体，液体检测传感器使用现有的任意能够感应液体的感应装置均可，当有软管内有液体流过时，液体检测传感器感应到液体，开始向计时模块发送信号；当软管内不再有液体流过，液体检测传感器停止向计时模块发送信号，计时模块从接受到信号时开始计时，信号停止时结束计时，即可对于泵送时长进行准确的计量。本方案中通过内径很小的软管来延长泵送时间，降低计时误差，通过外置液体检测传感器的方式，配合计时模块实现对泵送时长的准确计量，从而辅助对泥浆滤失量的自动测量。
所述取液杯26与注射泵27之间、注射泵27与变位机构之间的连接管路上也设置液体检测传感器39。
本实施例中滤液检测的流程如下：
首先滤杯24滴液30分钟，容量50ml的接液杯25存液，液位传感器251检测接液杯25内液面高度，若滤液漫出，则发出警报。开始滴定检测时，蠕动泵一30将滤液输送至容量50ml的取液杯26中，输送过程中，接液杯25与取液杯26之间的液体检测传感器39工作，液体信号从无到有开始计时、液体信号从有到无结束计时，从而通过时长与排量可以计算出滤液总量。之后，滤液经三通阀一31、三通阀二32，由注射泵27通过变位机构依次向各滴定工位的滴定杯29注入滤液，由各滴定杯29对应的滴定仪34进行不同离子的含量滴定检测即可。滴定检测完成后，由蠕动泵三252向接液杯25内注入去离子水，去离子水冲洗接液杯25，并经过蠕动泵一30、取液杯26、三通阀一31、蠕动泵二33，从废液排放端二331排出，此处的清洗步骤重复3次；此外，各滴定杯29对应的去离子水注入管线向各自对应的滴定杯29内注入去离子水进行冲洗，并在搅拌器38搅拌清洗后，由蠕动泵五37将废水从各自的排液管36排走，此处的清洗步骤重复4次。
优选的，本实施例中钙离子滴定杯的滴定过程为：注射泵27向其中加入1ml滤液，两条试剂添加管线分别通过两个蠕动泵向其中加入10mlNaOH溶液、1ml掩蔽剂，并通过对应的去离子水注入管线注入60ml去离子水，然后其对应的滴定仪34通过内置的滴定注射泵滴入EDTA溶液进行滴定检测。
优选的，本实施例中氯离子滴定杯的滴定过程为：注射泵27向其中加入1ml滤液，一条试剂添加管线通过蠕动泵向其中加入10ml掩蔽剂(如稀硝酸溶液)，并通过对应的去离子水注入管线注入60ml去离子水，然后其对应的滴定仪34通过内置的滴定注射泵滴入硝酸银溶液进行滴定检测。
当然，除了本实施例中所公开的阀门、管路外，本领域技术人员在实施滤液检测组件时，能够根据实际需要在本实施例的基础上添加各种所需的管路、阀门。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，包括内杯取用组件、内杯回收组件、滤液检测组件；
所述内杯取用组件包括用于内杯正向重叠的正放工位(1)、从正放工位(1)上逐个取出内杯的取杯机构、用于夹持取杯机构取出的内杯的夹持装置(2)、用于移动所述夹持装置(2)的输送机构、位于输送机构输送路径上的注浆装置(10)、位于输送机构输送路径上的加压堵头(11)；
所述内杯回收组件包括用于从夹持装置(2)上接过内杯的内杯夹具(16)、用于驱动内杯夹具(16)沿水平的轴线进行转动的第一转动机构(17)、用于驱动内杯夹具(16)沿竖直的轴线进行转动的第二转动机构(18)、用于驱动内杯夹具(16)升降的升降组件(20)；还包括倒扣工位(23)，所述倒扣工位(23)用于内杯倒扣重叠；所述第二转动机构(18)能够驱动内杯夹具(16)抵达倒扣工位(23)的正上方；
所述滤液检测组件包括用于盛接从内杯中滤失的滤液的滤杯(24)、与所述滤杯(24)依次连接的接液杯(25)、取液杯(26)、注射泵(27)、变位机构，所述变位机构的一个工位为废液排放端一(28)、其余工位均连通至滴定杯(29)；注射泵(27)能够通过变位机构向不同工位输出液体。
2.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述正放工位(1)为顶面和一侧面均敞口的方形框架；还包括正对所述正放工位(1)的内杯压持组件，所述内杯压持组件用于压住下方的内杯；所述内杯压持组件包括两块能够开合的压板(3)，内杯压持组件由第一升降机构(4)驱动进行升降。
3.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述取杯机构包括开口朝下的吸盘(5)、与所述吸盘(5)相连的抽气管(6)、用于驱动抽气管(6)转动的摆臂(7)、用于驱动摆臂(7)升降的第二升降机构(8)。
4.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述内杯加压堵头(11)由升降卡爪(12)进行夹持；所述夹持装置(2)下方设置杯托(13)，杯托(13)上设置与内杯相匹配的外杯(40)，所述杯托(13)与夹持装置(2)之间通过弹簧(14)连接，所述杯托(13)底部设置出液口(15)；所述滤杯(24)放置在出液口(15)下方。
5.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述内杯夹具(16)包括两块能够开合的夹持卡板；所述第二转动机构(18)驱动内杯夹具(16)、第一转动机构(17)、升降组件(20)同步转动；还包括水槽(22)，所述第二转动机构(18)能够驱动内杯夹具(16)经过水槽(22)上方。
6.根据权利要求5所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述第二转动机构(18)驱动安装座(19)转动，所述安装座(19)上设置连接板(21)，所述第一转动机构(17)安装在连接板(21)上，第一转动机构(17)的输出端与内杯夹具(16)相连；所述升降组件(20)用于驱动连接板(21)在安装座(19)上进行升降。
7.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述接液杯(25)内设置液位传感器(251)，所述取液杯(26)内设置酸碱度检测传感器(261)，接液杯(25)与取液杯(26)之间连接蠕动泵一(30)；所述取液杯(26)与注射泵(27)之间依次连接三通阀一(31)、三通阀二(32)；所述三通阀一(31)与取液杯(26)、三通阀二(32)、蠕动泵二(33)相连；所述三通阀二(32)与三通阀一(31)、注射泵(27)、变位机构相连；所述蠕动泵二(33)的输出端为废液排放端二(331)；还包括用于向接液杯(25)内注入去离子水的蠕动泵三(252)。
8.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，每个滴定杯(29)均设置有相匹配的滴定仪(34)、试剂添加管线、去离子水注入管线；所述试剂添加管线、去离子水注入管线上均设置蠕动泵四(35)；每个滴定杯(29)均设置有排液管(36)，所述排液管(36)上设置蠕动泵五(37)；每个滴定杯(29)内均设置搅拌器(38)。
9.根据权利要求1所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，接液杯(25)与取液杯(26)之间通过内径小于或等于2mm的软管连接，软管外部设置液体检测传感器(39)，所述液体检测传感器(39)能够感应软管内的液体；还包括计时模块，所述液体感应装置(4)的输出端连接至计时模块的输入端。
10.根据权利要求9所述的用于钻井液水分析检测的自动化系统，其特征在于，所述取液杯(26)与注射泵(27)之间、注射泵(27)与变位机构之间的连接管路上也设置液体检测传感器(39)。
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|---|---|---|---|---|
| CN111829607A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-10-27 | 雷名金 | 一种针对取液计量用计量检测装置 |
| CN112946236A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-11 | 长江大学 | 一种自动泥浆失水仪 |
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