CN115266474A - 一种钻井液性能自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液性能自动测量装置，涉及钻井液性能测试领域，包括底板、固定在底板顶面两侧的侧支板以及连接在两个侧支板顶端的顶部支板，所述底板的顶面中间内嵌安装有称重器，底板的顶面一侧边安装有操作显示屏，所述顶部支板的顶面开有对应称重器顶部的通孔，并在通孔内置有上下滑动的支撑外框，顶部支板的底面位于通孔的外侧呈环形阵列连接有多个“L”形固定板，每个所述“L”形固定板与顶部支板之间安装有滑柱和弹簧，所述支撑外框的外侧连接有多个套在滑柱上的滑块。本发明既能尽量避免钻井液滴漏过程中溅出测量容器，同时还能在保证钻井液不会溅出的同时避免标准马氏漏斗的底部与测试烧杯内的钻井液接触影响滴漏。

Description

一种钻井液性能自动测量装置

技术领域

本发明涉及钻井液性能测试技术领域，尤其涉及一种钻井液性能自动测量装置。

背景技术

钻井液，是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液在钻井作业和保护油气层中起到的作用与钻井液的性能息息相关，因此需要测试钻井液的性能。

在对钻井液性能的自动测量中，较为常见的是对钻井液粘度和密度的测试，钻井液粘度的测试中，常使用标准马氏漏斗进行测量，通过测量钻井液从标准马氏漏斗流出一定量后所用的时间判断钻井液的粘度，因此从标准马氏漏斗中流出后钻井液的收集是判断粘度的关键，而目前的自动测量装置，标准马氏漏斗的底端与收集容器的距离始终保持一致，部分标准马氏漏斗滴漏处于收集容器的上方，如授权公告号CN216117210U所示的一种自动测量钻井液性能的装置，在钻井液滴落的过程中，钻井液存在溅出收集容器或飞溅在收集容器内壁上，影响对钻井液的收集效果，进而影响对粘度的精准度的判断；同时部分标准马氏漏斗处于收集容器的内部，如授权公告号CN212748623U所示的一种钻井液性能自动测量装置，标准马氏漏斗虽然处于收集容器的内部，但是在钻井液滴落的过程中，还是存在钻井液飞溅至收集容器内表面的风险，同时测量完成后，也不便于将收集容器取下。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的钻井液存在溅出收集容器或飞溅在收集容器内壁上，影响对钻井液的收集效果，进而影响对粘度的精准度的判断的问题，而提出的一种钻井液性能自动测量装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种钻井液性能自动测量装置，包括底板、固定在所述底板顶面两侧的侧支板以及连接在两个所述侧支板顶端的顶部支板，所述底板的顶面中间内嵌安装有称重器，所述底板的顶面一侧边安装有操作显示屏，所述操作显示屏内部设有计时器，所述顶部支板的顶面开有对应所述称重器顶部的通孔，并在所述通孔内设有上下滑动的支撑外框，所述顶部支板的底面位于所述通孔的外侧呈环形阵列连接有多个“L”形固定板，每个所述“L”形固定板与所述顶部支板之间安装有滑柱和弹簧，所述支撑外框的外侧连接有多个套在所述滑柱上的滑块，所述支撑外框内插接有标准马氏漏斗，所述支撑外框为上下贯通的漏斗状结构，所述支撑外框由上部的圆环结构及下部具有弹性的锥形结构组成，所述锥形结构有底部开口及顶部开口；所述标准马氏漏斗的底部出口处安装有电磁阀，所述称重器顶部设有对应标准马氏漏斗的测量容器，所述底板的顶面位于所述称重器的一侧还安装有插入所述测量容器内的水位测量机构；

所述底板的顶面位于所述称重器的一侧开设有滑槽，所述滑槽内安装有导向柱，所述滑槽上设有底端吻合至所述滑槽内并滑动套在所述导向柱内的滑动支杆，所述水位测量机构转动连接在所述滑动支杆的顶端；

所述水位测量机构包括转动连接在所述滑动支杆顶部的横向转板、滑动插在所述横向转板远离所述滑动支杆一端的调节柱，所述调节柱的顶部设有液位传感器；

所述横向转板靠近所述滑动支杆的一端螺纹连接有第一螺杆，所述第一螺杆的顶端转动连接有横向连板，所述横向连板远离所述第一螺杆的一端转动套在所述调节柱的顶端，所述液位传感器的顶端螺纹连接有插在所述调节柱底端的第二螺杆。

优选的，所述“L”形固定板至少设有四个，所述滑柱底端固定在所述“L”形固定板的横向部上，所述弹簧套在所述滑柱上，且所述弹簧的顶部与所述滑块的底面抵接。

优选的，所述操作显示屏分别与电磁阀、称重器和液位传感器电连接。

优选的，所述水位测量机构旋转至所述测量容器内。

优选的，所述第一螺杆的底端以及所述调节柱的顶端均固定连接有手轮。

优选的，所述横向连板套在所述调节柱一端的顶面向上延伸有套在所述调节柱外侧并与所述手轮抵接的套管。

优选的，所述调节柱的底端外侧固定连接有弧形块，所述横向转板的顶面紧贴所述调节柱设有两个与弧形块适配的凹孔，其中一个所述凹孔贯穿所述横向转板。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在顶部支板上设置支撑外框、“L”形固定板、滑柱、滑块和弹簧，使标准马氏漏斗在使用时，既能够保证标准马氏漏斗盛放钻井液后底端与测量容器的内部底壁靠近，尽量避免钻井液滴漏过程中溅出测量容器，同时还能够保证标准马氏漏斗内钻井液慢慢减少后，由弹簧将标准马氏漏斗向上顶起，实现标准马氏漏斗的底部与测量容器始终保持在一定的范围，在保证钻井液不会溅出的同时避免标准马氏漏斗的底部与测量容器内的钻井液接触影响滴漏。

2、支撑外框下部锥形结构具有一定弹性以使得其能够紧密贴合于所述标准马氏漏斗，随着钻井液不断添加至所述标准马氏漏斗，所述锥形结构能够产生相应变形并使所述标准马氏漏斗保持竖直状态，且支撑外框下部弹性锥形结构与弹簧具有一定的配合作用，共同达到上述第一条有益效果。

3、本发明通过在标准马氏漏斗的底部安装电磁阀，在测量容器内插入水位测量机构，并在测量容器下方安装称重器，实现在测量钻井液粘度的同时，还能够由水位测量机构实时检测测量容器内的水位状况，进而实现完成粘度测量后，还能够由称重器、内置计时器的操作显示屏，实现钻井液密度的检测，并且水位测量机构实时测量完成后，由操作显示屏控制电磁阀的关闭，避免标准马氏漏斗继续漏液导致测量精准度不高的问题。

4、本发明通过水位测量机构包括横向转板、第一螺杆、调节柱、第二螺杆、液位传感器以及横向连板，在水位测量机构测量使用时，可通过第一螺杆的精准调节，使液位传感器自然下落后保持在测量所需位置，以实现适应不同的测量容器，同时还能够由横向转板旋转以及调节柱的拉伸，将测量完成后的水位传感器先拉伸至测量容器上方，然后再旋转至测量容器一侧，方便将测量容器取出以及方便后续安放至新的测量容器内。

附图说明

图1为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的另一视角结构示意图；

图3为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的顶部支板仰视图；

图4为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的主视图；

图5为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的水位测量机构结构示意图；

图6为本发明提出的一种钻井液性能自动测量装置的图1中A处结构的放大示意图。

图中：1、底板；2、侧支板；3、顶部支板；4、称重器；5、操作显示屏；6、支撑外框；7、标准马氏漏斗；8、测量容器；9、“L”形固定板；10、滑块；11、滑柱；12、弹簧；13、电磁阀；14、滑动支杆；15、横向转板；16、第一螺杆；17、调节柱；18、第二螺杆；19、液位传感器；20、横向连板；21、手轮；22、滑槽；23、导向柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

参照图1-4，一种钻井液性能自动测量装置，包括底板1、固定在底板1顶面两侧的侧支板2以及连接在两个侧支板2顶端的顶部支板3，底板1的顶面中间内嵌安装有称重器4，称重器4的顶部伸出底板1顶面，底板1的顶面一侧边安装有操作显示屏5，操作显示屏5内部设有计时器，顶部支板3的顶面开有对应称重器4顶部的通孔，这里通孔对应的是称重器4伸出底板1的部分，并在通孔内设有上下滑动的支撑外框6，支撑外框6外表面与通孔内壁之间隔有一定间隙，以减少通孔与支撑外框6之间的摩擦，顶部支板3的底面位于通孔的外侧呈环形阵列连接有多个“L”形固定板9，每个“L”形固定板9与顶部支板3之间安装有滑柱11和弹簧12，“L”形固定板9的横向部分朝向通孔，支撑外框6的外侧连接有多个套在滑柱11上的滑块10，滑块10与滑柱11滑动连接，由多个滑块10和滑柱11实现对支撑外框6的支撑，支撑外框6内插接有标准马氏漏斗7，称重器4顶部设有对应标准马氏漏斗7的测量容器8。

支撑外框6为上下贯通的漏斗状结构，且标准马氏漏斗7的外壁与支撑外框6的下部内壁紧贴，能够使标准马氏漏斗7竖直放入到支撑外框6内，实现与支撑外框6同轴，以保证标准马氏漏斗7滴漏时的稳定。“L”形固定板9至少设设有四个，能够从多个方向实现对支撑外框6的支撑，滑柱11底端固定在“L”形固定板9的横向部上，弹簧12套在滑柱11上，能够在压缩弹簧12时，使弹簧12沿着滑柱11收缩，进而在反弹时，也能够沿着滑柱11复原，且弹簧12的顶部与滑块10的底面抵接。

支撑外框6由上部的圆环结构及下部的锥形结构组成，所述锥形结构有底部开口及顶部开口，所述锥形结构具有一定弹性以使得其能够紧密贴合于所述标准马氏漏斗7，随着钻井液不断添加至所述标准马氏漏斗7，所述锥形结构能够产生相应变形并使所述标准马氏漏斗7保持竖直状态。

在标准马氏漏斗7未添加钻井液时，此时支撑外框6与标准马氏漏斗7的重力较小，仅仅压缩弹簧12一部分，在添加钻井液后，压缩弹簧12形变逐渐增大，带动支撑外框6整体向下滑动。如此，标准马氏漏斗7在使用时，既能够保证标准马氏漏斗7盛放钻井液后底端与测量容器8的内部底壁靠近，尽量避免钻井液滴漏过程中溅出测量容器8，同时还能够保证标准马氏漏斗7内钻井液慢慢减少后，由弹簧12将标准马氏漏斗7向上顶起，实现标准马氏漏斗7的底部与测量容器8始终保持在一定的范围，在保证钻井液不会溅出的同时避免标准马氏漏斗7的底部与测量容器8内的钻井液接触影响滴漏。

此外，在此过程中，逐渐加重的所述标准马氏漏斗7使得与其紧密贴合的所述锥形结构产生相应变形，而该弹性形变使所述标准马氏漏斗7持续保持在竖直状态，如此保证了装置在使用时的稳定性。需要着重说明的是，所述支撑外框6上部的圆环结构与所述标准马氏漏斗7之间通常具有一定的间隙，当弹性锥形结构产生相应形变后，该形变也会导致所述标准马氏漏斗7具有一定竖直方向上的位移，因而支撑外框6下部弹性锥形结构与弹簧12也具有一定的配合作用，共同实现了上述有益效果。

标准马氏漏斗7的底部出口处安装有电磁阀13，底板1的顶面位于称重器4的一侧还安装有插入测量容器8内的水位测量机构，且操作显示屏5分别与电磁阀13、称重器4和液位传感器19电连接，能够实现由操作显示屏5控制电磁阀13的开闭，以及称重器4的开闭和水位测量机构传递相应信号。

参照图1和图6，底板1的顶面位于称重器4的一侧开设有滑槽22，滑槽22内安装有导向柱23，滑槽22上设设有底端吻合至滑槽22内并滑动套在导向柱23内的滑动支杆14，滑槽22和导向柱23的设计，能够使滑动支杆14在水平方向上稳定的滑动，水位测量机构转动连接在滑动支杆14的顶端，在移动滑动支杆14时，即移动了水位测量机构，同时水位测量机构旋转至测量容器8内，同理可旋转出测量容器8，方便将测量容器8取下。

参照图1、图3和图5，水位测量机构包括转动连接在滑动支杆14顶部的横向转板15、滑动插在横向转板15远离滑动支杆14一端的调节柱17，安装在调节柱17的顶端设有液位传感器19，液位传感器19能够在检测到水位时，向操作显示屏5内的控制器发送信号，进而由操作显示屏5控制电磁阀13和内置的计时器关闭。

参照图5，横向转板15靠近滑动支杆14的一端螺纹连接有第一螺杆16，第一螺杆16的顶端转动连接有横向连板20，横向连板20远离第一螺杆16的一端转动套在调节柱17的顶端，由第一螺杆16的旋转，在横向连板20另一端被调节柱17限位的情况下，能够带动横向连板20的升降。

液位传感器19的顶端螺纹连接有插在调节柱17底端的第二螺杆18，第二螺杆18在调节柱17下方旋转伸缩对液位传感器19的高度进行调整，进而根据需要进一步的调整液位传感器19的位置。

参照图5，第一螺杆16的底端以及调节柱17的顶端均固定连接有手轮21，手轮21的设计，主要是为了方便将调节柱17向上拉动，同时方便旋转第一螺杆16。

横向连板20套在调节柱17一端的顶面向上延伸有套在调节柱17外侧并与手轮21抵接的套管，套管的使用，在横向连板20升高的过程中，能够将调节柱17向上顶起，进而调节初始状态下调节柱17下方液位传感器19的高度。

在将调节柱17向上拉动至最大时，此时在调节柱17的底端外侧固定连接有弧形块，横向转板15的顶面紧贴调节柱17设有两个与弧形块适配的凹孔，其中一个凹孔贯穿横向转板15，由两个凹孔，当弧形块对准贯穿横向转板15的凹孔时，能够使调节柱17上下整体拉动，在对应另一个凹孔时，能够将调节柱17支撑在凹孔中，使调节柱17自然状态下完成竖直支撑，进而方便后续的调整。

本发明在进行钻井液粘度以及密度的自动测量时，首先将测量容器8放置在称重器4上方，将称重器4标准校零后，关闭电磁阀13，开始向标准马氏漏斗7内放入钻井液，在钻井液放入的过程中，标准马氏漏斗7带动支撑外框6向下压缩弹簧12，并使标准马氏漏斗7的底部进入到测量容器8内靠近测量容器8底部，图4为初始未放置钻井液状态，钻井液放置完成后，然后调节滑动支杆14移动，将滑动支杆14移动到测量容器8一侧，然后先通过手轮21将调节柱17向上提拉，使液位传感器19紧挨横向转板15，然后旋转调节柱17，使调节柱17外侧的弧形块卡在未贯通横向环板的凹孔中，对调节柱17进行支撑，然后旋转横向转板15，将横向转板15转动至测量容器8上方，然后先向上提拉然后反向旋转90°，使调节柱17在重力作用下进入到测量容器8内，开始根据测量容器8的大小，调节液位传感器19至测量容器8内，调节完成后，由操作显示屏5控制电磁阀13开启，同时启动内部计时器，马氏标准漏斗开始滴漏钻井液，同时计时器自动计数，直至液位传感器19检测到测量容器8内液位达到预设液位高度时，此时操作显示屏5控制电磁阀13关闭，同时计时器自动停止，根据计时器所用的时间计算出钻井液的粘度，同时根据称重器4上的重量，计算出钻井液的密度，完成钻井液的粘度和密度的自动测量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钻井液性能自动测量装置，包括底板（1）、固定在所述底板（1）顶面两侧的侧支板（2）以及连接在两个所述侧支板（2）顶端的顶部支板（3），其特征在于，所述底板（1）的顶面中间内嵌安装有称重器（4），所述底板（1）的顶面一侧边安装有操作显示屏（5），所述操作显示屏（5）内部设有计时器，所述顶部支板（3）的顶面开有对应所述称重器（4）顶部的通孔，并在所述通孔内设有上下滑动的支撑外框（6），所述顶部支板（3）的底面位于所述通孔的外侧呈环形阵列连接有多个“L”形固定板（9），每个所述“L”形固定板（9）与所述顶部支板（3）之间安装有滑柱（11）和弹簧（12），所述支撑外框（6）的外侧连接有多个套在所述滑柱（11）上的滑块（10），所述支撑外框（6）内插接有标准马氏漏斗（7），所述支撑外框（6）为上下贯通的漏斗状结构，所述支撑外框（6）由上部的圆环结构及下部具有弹性的锥形结构组成，所述锥形结构有底部开口及顶部开口；所述标准马氏漏斗（7）的底部出口处安装有电磁阀（13），所述称重器（4）顶部设有对应标准马氏漏斗（7）的测量容器（8），所述底板（1）的顶面位于所述称重器（4）的一侧还安装有插入所述测量容器（8）内的水位测量机构；

所述底板（1）的顶面位于所述称重器（4）的一侧开设有滑槽（22），所述滑槽（22）内安装有导向柱（23），所述滑槽（22）上设有底端吻合至所述滑槽（22）内并滑动套在所述导向柱（23）内的滑动支杆（14），所述水位测量机构转动连接在所述滑动支杆（14）的顶端；

所述水位测量机构包括转动连接在所述滑动支杆（14）顶部的横向转板（15）、滑动插在所述横向转板（15）远离所述滑动支杆（14）一端的调节柱（17），所述调节柱（17）的顶部设有液位传感器（19）；

所述横向转板（15）靠近所述滑动支杆（14）的一端螺纹连接有第一螺杆（16），所述第一螺杆（16）的顶端转动连接有横向连板（20），所述横向连板（20）远离所述第一螺杆（16）的一端转动套在所述调节柱（17）的顶端，所述液位传感器（19）的顶端螺纹连接有插在所述调节柱（17）底端的第二螺杆（18）。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述“L”形固定板（9）至少设有四个，所述滑柱（11）底端固定在所述“L”形固定板（9）的横向部上，所述弹簧（12）套在所述滑柱（11）上，且所述弹簧（12）的顶部与所述滑块（10）的底面抵接。

3.根据权利要求1所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述操作显示屏（5）分别与电磁阀（13）、称重器（4）和液位传感器（19）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述水位测量机构旋转至所述测量容器（8）内。

5.根据权利要求1所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述第一螺杆（16）的底端以及所述调节柱（17）的顶端均固定连接有手轮（21）。

6.根据权利要求5所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述横向连板（20）套在所述调节柱（17）一端的顶面向上延伸有套在所述调节柱（17）外侧并与所述手轮（21）抵接的套管。

7.根据权利要求1所述的一种钻井液性能自动测量装置，其特征在于，所述调节柱（17）的底端外侧固定连接有弧形块，所述横向转板（15）的顶面紧贴所述调节柱（17）设有两个与弧形块适配的凹孔，其中一个所述凹孔贯穿所述横向转板（15）。

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