CN116718512A - 一种钻井液密度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液密度测量装置及测量方法，其中的测量装置包括：测管组件，包括主测管、配重柱和塞头，所述主测管内具有呈柱状且顶部开口的容置腔，所述配重柱可滑动地设置于容置腔的底部，所述塞头位于主测管的顶部并插设于容置腔，所述主测管的外侧壁具有刻度结构；缓降机构，与一承托台相连接，并可驱动承托台上下移动，主测管穿设于缓降机构，且主测管底部抵接承托台。通过缓降机构可对主测管导向，以确保其竖直移动，且通过控制缓降机构可驱动承托台较为缓慢下降，从而可避免主测管在钻井液中发生跳动，避免出现主测管的表面对应于钻井液液面以上的位置沾有钻井液，确保人员可以准确读数，从而可提高测量精度。

Description

一种钻井液密度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及钻井液密度测量技术领域，特别涉及一种钻井液密度测量装置及测量方法。

背景技术

地质勘查钻探施工中，钻井液的基本功用主要包括排钻渣、保护孔壁、冷却润滑、平衡地压等。为达到上述目的，钻探施工技术人员需要掌握钻井液密度及其他相关参数。

传统钻井液密度测量工具由天平、量杯、量勺等组成，钻井液密度测量时往往需要专业技术人员负责实施，往往每隔数十分钟至数小时测量一次，耗费大量人力，且不能提供泥浆密度连续记录的数据；在钻进过程中也不便于动态掌握泥浆密度的变化情况。而利用压力传感器原理计算泥浆密度，专业技术要求高，经济成本投入大，机台现场人员难以完成。而密度又是钻井液的核心参数指标之一，作为机台，急切需要简易、直观的测量仪器来及时掌握机台钻井过程中钻井液密度参数，实现动态管控钻井液质量，从而提升钻井施工效率。

此外，针对于液体密度的测量，也有采用浮力式液位计的结构(如CN87215185浮力密度计、CN213714989U一种配重可调密度计)，具体的，通过人手握持将浮管放入液体中，待浮管稳定后，通过读取液面对应于浮管的刻度，可得知待测液体的密度。但是，在应用于钻井液密度测量时，由于人手下放浮管的速度较快，且人手难以将浮管竖直下放，浮管在放入钻井液时由于重力和浮力需要一个平衡过程，使得浮管需要在钻井液中上下跳动数次才可稳定，在浮管稳定后，浮管的表面对应于钻井液液面以上的位置也会沾有钻井液。对于钻井液而言，由于其颜色较深，在粘附于浮管的表面对应于钻井液液面以上的位置容易影响读数，从而导致测量精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井液密度测量装置，能够降低钻井液粘附对读数的影响，提高测量精度。

本发明还提供基于上述测量装置的一种钻井液密度测量方法。

根据本发明的第一方面，提供一种钻井液密度测量装置，其包括：

测管组件，包括主测管、配重柱和塞头，所述主测管内具有呈柱状且顶部开口的容置腔，所述配重柱可滑动地设置于容置腔的底部，所述塞头位于主测管的顶部并插设于容置腔，所述主测管的外侧壁具有刻度结构；

缓降机构，与一承托台相连接，并可驱动承托台上下移动，主测管穿设于缓降机构，且主测管底部抵接承托台；

主测管和承托台下移插入钻井液时，可由浮力驱使主测管相对承托台上移而使主测管与承托台脱离抵接。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述主测管的底部设置为呈半球状。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述主测管设置为亚克力材质，所述配重柱设置为不锈钢材质。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述刻度结构包括第一刻度和第二刻度，所述第一刻度用于指示钻井液密度，第二刻度用于指示主测管暴露于空气的长度或者主测管在钻井液中的吃水深度。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述缓降机构包括：支架；支杆，其竖向布置，且滑动穿设于支架，所述支杆的一侧嵌设有齿条，所述承托台设置于支杆底部；齿轮，位于支架内侧并与齿条啮合，且所述齿轮与转动设置于支架的一旋钮连接；导筒，设置于支架，并于内侧具有滚珠和第一导槽，所述滚珠位于第一导槽上方，所述主测管穿设于导筒内侧，且与滚珠接触，所述第一导槽设置为两个以上并绕主测管布置，并均倾斜于主测管；刮块，每个第一导槽均滑动设置有所述刮块，且所述刮块的内侧设置有呈弧形的胶刮条；推板，滑动套设于支杆，并延伸至刮块下方；弹簧件，套设于支杆，并连接于推板与承托台之间；所述支杆上具有标记位，主测管的底部抵接承托台时，标记位与塞头的顶缘齐平。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述滚珠设置为多个并分为呈上下布置的两导向组，每一导向组均具有至少三个且绕主测管布置的滚珠。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述支架上开设有与支杆相垂直的第二导槽，所述第二导槽内设置有限位件，所述限位件可沿第二导槽滑动至插设于齿条。

根据所述的一种钻井液密度测量装置，所述第二导槽远离支杆的一端设置有第一磁块，所述限位件背向支杆的一侧具有与第一磁块相对布置的第二磁块，所述第二导槽内设置有第三磁块，所述第一磁块和第二磁块的磁极方向沿第二导槽布置，所述第三磁块的磁极方向倾斜于第一磁块；

所述限位件滑动至使第三磁块位于第一磁块和第二磁块之间时，所述第二磁块与第三磁块可相斥；所述限位件滑动至使第二磁块位于第一磁块和第三磁块之间时，所述第二磁块与第一磁块可相吸。

根据本发明的第二方面，提供一种钻井液密度测量方法，其基于所述的钻井液密度测量装置，并包括如下步骤：

S1、检测准备：将测量装置进行组装，并将支架安装于盛放钻井液的泥浆池，调整支杆和主测管，以使主测管的底部抵接于承托台，标记位与塞头的顶缘齐平，且推板不与刮块接触，主测管的底部停留在高于液面的第一待机位置；

S2、支杆下放：正向转动旋钮，通过齿轮与齿条的啮合传动驱使支杆下移，在承托台接触钻井液的液面后，控制支杆的下移速度不超过5mm/s；

S3、检测读数：待标记位开始低于塞头顶缘后，继续下移支杆以使塞头顶缘与标记位的高度差至少20mm，等待主测管稳定后，观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S4、动态观测：每间隔一设定时间，观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S5、上移清理：反向转动旋钮，将承托台和主测管上移，推板首先接触刮块并推动刮块上移，胶刮条贴设于主测管的外侧壁，将主测管的底部上移至第二待机位置，正向转动旋钮，当承托台与主测管的底部脱离接触后停止转动旋钮，推动限位件移动至插设于齿条，擦除主测管位于胶刮条下方部分的液体以及位于胶刮条底部的液体；

其中，第二待机位置高于第一待机位置；

在S5中，当承托台与主测管的底部脱离接触后停止转动旋钮时，弹簧件处于压缩状态。

有益效果：

1、主测管穿设于缓降机构，通过缓降机构可对主测管导向，以确保其竖直移动，且通过控制缓降机构可驱动承托台较为缓慢下降，从而可避免主测管在钻井液中发生跳动，避免出现主测管的表面对应于钻井液液面以上的位置沾有钻井液，确保人员可以准确读数，从而可提高测量精度；塞头可避免有液体等杂物进入主测管；

2、通过将测管组件浮置于钻井液的方式，能够及时了解钻井液的密度变化情况，并及时进行读数，以便了解获取钻井液动态密度数据；

3、缓降机构能够对主测管位于液面以上部分粘附的液体进行清理，方便进行读数。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为测管组件的结构图；

图2为测管组件的剖视图；

图3为钻井液密度测量装置第一工作状态剖视图；

图4为钻井液密度测量装置第二工作状态剖视图；

图5为钻井液密度测量装置第三工作状态剖视图；

图6为钻井液密度测量装置第四工作状态剖视图；

图7为图6中所示A部分的放大图；

图8为图6中所示B部分的放大图；

图9为支杆的剖视图；

图10为第二导槽和限位件的第一剖视图；

图11为第二导槽和限位件的第二剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1-11，一种钻井液密度测量装置，其包括测管组件10和缓降机构20，测管组件10包括主测管11、配重柱12和塞头13，主测管11内具有呈柱状且顶部开口的容置腔14，配重柱12可滑动地设置于容置腔14的底部，塞头13位于主测管11的顶部并插设于容置腔14，主测管11的外侧壁具有刻度结构。缓降机构20与承托台30相连接，且缓降机构20可驱动承托台30上下移动，主测管11穿设于缓降机构20，且主测管11底部抵接承托台30。其中，容置腔14和配重柱12均设置为圆柱状，以使测管组件10重量分布均匀。

在使用时，将缓降机构20安装固定于盛放钻井液的泥浆池，利用驱动机构驱使承托台30缓慢下降，主测管11也在重力作用下跟随下降，当主测管11和承托台30下移插入钻井液时，利用浮力可驱使主测管11相对承托台30上移而使主测管11与承托台30脱离抵接，测管组件10浮在钻井液中，通过观测液面在刻度结构的位置可得知钻井液的密度。其中，主测管11穿设于缓降机构20，通过缓降机构20可对主测管11导向，以确保其竖直移动，且缓降机构20可驱动承托台30较为缓慢下降，从而可避免主测管11在钻井液中发生跳动，避免出现主测管11的表面对应于钻井液液面以上的位置沾有钻井液，确保人员可以准确读数，从而可提高测量精度。此外，塞头13可避免有液体等杂物进入主测管11。

其中，主测管11的底部设置为呈半球状，且主测管11设置为亚克力材质，配重柱12设置为不锈钢材质。利用耐腐蚀、光滑度好的亚克力材料，且主测管11底部为与其外侧壁相切的半球状，减少了钻井液粘度对测量精度的影响。利用容置腔14加入大密度的不锈钢材质的配重柱12，形成测管组件10上轻下重，能够起到底部自动导向，使之垂直于钻井液中。

在本实施例中，刻度结构包括第一刻度151和第二刻度152，第一刻度151用于指示钻井液密度，第二刻度152用于指示主测管11暴露于空气的长度或者主测管11在钻井液中的吃水深度。

其中，对于第一刻度151和第二刻度152的标定，以如下举例说明：

初始公式：

换算公式：

其中，T1为主测管11的重量，T2为塞头13的重量，T3为配重柱12的重量，V为主测管11稳定于钻井液时的排水量，r为主测管11的外径，H为主测管11稳定于钻井液时的吃水深度(即主测管11底缘与钻井液液面的高度差)。基于上述公式可以对第一刻度151和第二刻度152进行标定。

例如，取主测管11直径40mm，总长640mm，容置腔直径30mm，长度60mm，密度1.19g/cm³；配重柱长度45mm，直径28mm，密度7.93g/cm³；塞头重量8g；π取值3.14159。将单位换算后，以此为基础计算出H与ρ的关系如下表所示。

表--H与ρ的关系对照

测管组件10的参数设置需要综合携带、常规泥浆池中钻井液深度和肉眼观测3个要素来进行考量。从表中可知，采用上述的参数，测量密度在0.90g/cm³～1.60g/cm³范围的钻井液，其读数刻度标定段总长度达25.5cm，钻井液密度每增大0.01g/cm³，标尺刻度间距为2.1mm～6.4mm，高频使用段(钻井液密度1.00g/cm³～1.20g/cm³)，每变化0.01g/cm³，标尺刻度间距达3.7mm～5.3mm，确保野外直接观测的精度。使之野外钻探技术人员能够凭肉眼便可观测到，精度可达0.01g/cm³以上，能满足钻探施工过程中钻井液密度动态监测管理。

其中，为进一步增强观测的方便性，在利用耐腐蚀的金黄色材料对刻度结构的刻度线进行标记，金黄色材料标记刻度线增加了与钻井液的颜色反差，以便于人员进行读数。为了能够同时观测泥浆池、循环池等多个部位的钻井液密度，可以将六组测量装置配套为一盒，每一盒中配置一个常规手握式放大镜为增加野外观测的准确性。

上述测管组件的测量范围大，当以1mm刻度间距为野外观测的最小值时，可测量的范围为0.90g/cm³～2.35g/cm³，当钻井液密达2.35g/cm³时，主测管11吃水深度为20.3Cm，计数标尺刻度间距为1mm，理论上野外凭借肉眼就能够观测数值。

其中，缓降机构20包括支架21、支杆22、齿轮23、导筒24、刮块25、推板26和弹簧件27。支杆22竖向布置且滑动穿设于支架21，支杆22的一侧嵌设有齿条221，承托台30设置于支杆22底部，齿轮23位于支架21内侧并与齿条221啮合，且齿轮23与转动设置于支架21的一个旋钮231连接，导筒24设置于支架21，且导筒24内侧具有滚珠241和第一导槽242，滚珠241位于第一导槽242上方，主测管11穿设于导筒24内侧，且与滚珠241接触，第一导槽242设置为两个以上并绕主测管11布置，各第一导槽242均倾斜于主测管11。每个第一导槽242均滑动设置有刮块25，且刮块25的内侧设置有呈弧形的胶刮条251。推板26滑动套设于支杆22，并延伸至刮块25下方，弹簧件27套设于支杆22，弹簧件27位于推板26与承托台30之间，且弹簧件27分别与推板26与承托台30连接。支杆22上具有标记位222，主测管11的底部抵接承托台30时，标记位222与塞头13的顶缘齐平。

具体的，滚珠241设置为多个并分为呈上下布置的两导向组，每一个导向组均具有至少三个且绕主测管11布置的滚珠241。通过滚珠241与主测管11的接触将其导向，滚珠241可相对于导筒24滚动，且其与主测管11为点接触，可降低主测管11的移动阻力，提高测量精度。

其中，在支架21上开设有与支杆22相垂直的第二导槽211，第二导槽211内设置有限位件28，限位件28可沿第二导槽211滑动至插设于齿条221，从而可限制支杆22的移动。

进一步的，第二导槽211远离支杆22的一端设置有第一磁块41，限位件28背向支杆22的一侧具有与第一磁块41相对布置的第二磁块42，第二导槽211内设置有第三磁块43，第一磁块41和第二磁块42的磁极方向沿第二导槽211布置，第三磁块43的磁极方向倾斜于第一磁块41。当支杆22需要锁定时，推动限位件28滑动至插设于齿条221，此时可使第三磁块43位于第一磁块41和第二磁块42之间的位置，且此时第二磁块42与第三磁块43可相斥，以将限位件28进行定位，避免限位件28滑动而使支杆22解锁；当支杆22需要移动时，推动限位件28滑动脱离齿条221，限位件28滑动至使第二磁块42位于第一磁块41和第三磁块43之间时，第二磁块42与第一磁块41可相吸，以将限位件28定位，避免限位件28滑动而使支杆22锁定。

具体的，第二导槽211设置为倒T型槽，限位件28滑动配合于第二导槽211的上部，限位件28的底部延伸至第二导槽211底部内腔，且第二导槽211底部内腔的宽度大于限位件28底部的宽度，即限位件28的底部侧壁与第二导槽211的底部侧壁之间具有间距，第三磁块43安装于第二导槽211的底部侧壁。

在本发明中，在支架21的底部设置有夹具50，用以将支架21夹持定位在泥浆池的侧壁。其中，可在夹具50上设置水平珠，用以检测调整夹具50的状态，确保支杆22和主测管11的竖直移动。

此外，亦可根据泥浆池的结构来设置其他组件(例如法兰板、安装有配重的第一底座或安装有电磁铁的第二底座等)代替夹具50，将支架21安装在泥浆池上。

本发明提出了一种钻井液密度测量方法，其基于上述的钻井液密度测量装置，并包括如下步骤：

S1、检测准备：将测量装置进行组装，并将支架21安装于盛放钻井液的泥浆池，调整支杆22和主测管11，以使主测管11的底部抵接于承托台30，标记位222与塞头13的顶缘齐平，且推板26不与刮块25接触，主测管11的底部停留在高于液面的第一待机位置，限位件28处于与齿条221间隔布置的位置；测量装置的状态如图3所示；

S2、支杆22下放：正向转动旋钮231，通过齿轮23与齿条221的啮合传动驱使支杆22下移，在承托台30接触钻井液的液面后，控制支杆22的下移速度不超过5mm/s；

S3、检测读数：待标记位222开始低于塞头13顶缘后，继续下移支杆22以使塞头顶缘与标记位的高度差至少20mm，等待主测管11稳定，如图4所示，然后观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S4、动态观测：每间隔一设定时间，观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S5、上移清理：反向转动旋钮231，通过齿轮23与齿条221的啮合传动驱使支杆22上移，进而将承托台30和主测管11上移，推板26首先接触刮块25并推动刮块25上移，胶刮条251贴设于主测管11的外侧壁，如图5所示；将主测管11的底部继续上移至第二待机位置，正向转动旋钮231，当承托台30与主测管11的底部脱离接触后停止转动旋钮231，如图6所示；推动限位件28移动至插设于齿条221，通过人工擦除主测管11位于胶刮条251下方部分的液体以及位于胶刮条251底部的液体；

其中，第二待机位置高于第一待机位置，在第一待机位置，弹簧件27处于自然伸展的状态，刮块25在自身重力的作用下沿着第一导槽242倾斜向下移动，胶刮条251与主测管11间隔布置；在第二待机位置以及当承托台30与主测管11的底部脱离接触后停止转动旋钮231时，弹簧件27均处于压缩状态，刮块25受到推板26的推动作用沿着第一导槽242倾斜向上移动，胶刮条251与主测管11紧贴，利用胶刮条251提供的摩擦力将主测管11保持定位。

在S5中，推板26接触刮块25并推动刮块25上移，各胶刮条251均紧贴于主测管11并围成一个环圈，此时环圈的位置高于主测管11沾有液体的部位，在承托台30和主测管11继续上移时，环圈将主测管11上粘附的液体刮除；待主测管11到达第二待机位置，正向转动旋钮231而使承托台30下移，此时弹簧件27仍处于压缩状态且胶刮条251仍紧贴于主测管11，因而主测管11不会跟随承托台30下移，从而可使主测管11停留在第二待机位置，且承托台30与主测管11的底部可脱离接触。

其中，在S4中，可预置一个较短的设定时间(例如可以是2min)，每隔一个设定时间就去读取一次数据并记录，从而可以获取钻井液动态密度数据。此外，在S4中，若因为钻井液密度减小导致H增大，主测管11高于液面的部分不会粘附钻井液，可重复该步骤，直至测量完成，然后进入S5；若因为钻井液密度增大导致H减小，会导致主测管11高于液面的部分粘附钻井液，如果粘附的钻井液影响了读数，可进入步骤S5，将主测管11上的钻井液和胶刮条底部的钻井液清理后，返回步骤S2。

在测量工作完成后，进入步骤S5，在完成该步骤后，可以将测量装置进行收纳，或者将测量装置保持在该状态，等待下一次需要钻井液密度时直接进入S2。

在一些实施例中，对于缓降机构20，还可在第一导槽242的顶部设置第四磁块，在刮块25上设置第五磁块，第四磁块与第五磁块同性相斥，以确保在推板26与刮块25脱离接触后刮块25可以顺利下移。

此外，对于缓降机构20，还可在支架21上设置电机来代替旋钮231。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种钻井液密度测量装置，其特征在于，包括：

测管组件，包括主测管、配重柱和塞头，所述主测管内具有呈柱状且顶部开口的容置腔，所述配重柱可滑动地设置于容置腔的底部，所述塞头位于主测管的顶部并插设于容置腔，所述主测管的外侧壁具有刻度结构；

缓降机构，与一承托台相连接，并可驱动承托台上下移动，主测管穿设于缓降机构，且主测管底部抵接承托台；

主测管和承托台下移插入钻井液时，可由浮力驱使主测管相对承托台上移而使主测管与承托台脱离抵接。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述主测管的底部设置为呈半球状。

3.根据权利要求1所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述主测管设置为亚克力材质，所述配重柱设置为不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述刻度结构包括第一刻度和第二刻度，所述第一刻度用于指示钻井液密度，第二刻度用于指示主测管暴露于空气的长度或者主测管在钻井液中的吃水深度。

5.根据权利要求1所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述缓降机构包括：

支架；

支杆，其竖向布置，且滑动穿设于支架，所述支杆的一侧嵌设有齿条，所述承托台设置于支杆底部；

齿轮，位于支架内侧并与齿条啮合，且所述齿轮与转动设置于支架的一旋钮连接；

导筒，设置于支架，并于内侧具有滚珠和第一导槽，所述滚珠位于第一导槽上方，所述主测管穿设于导筒内侧，且与滚珠接触，所述第一导槽设置为两个以上并绕主测管布置，并均倾斜于主测管；

刮块，每个第一导槽均滑动设置有所述刮块，且所述刮块的内侧设置有呈弧形的胶刮条；

推板，滑动套设于支杆，并延伸至刮块下方；

弹簧件，套设于支杆，并连接于推板与承托台之间；

所述支杆上具有标记位，主测管的底部抵接承托台时，标记位与塞头的顶缘齐平。

6.根据权利要求5所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述滚珠设置为多个并分为呈上下布置的两导向组，每一导向组均具有至少三个且绕主测管布置的滚珠。

7.根据权利要求6所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述支架上开设有与支杆相垂直的第二导槽，所述第二导槽内设置有限位件，所述限位件可沿第二导槽滑动至插设于齿条。

8.根据权利要求7所述的一种钻井液密度测量装置，其特征在于，所述第二导槽远离支杆的一端设置有第一磁块，所述限位件背向支杆的一侧具有与第一磁块相对布置的第二磁块，所述第二导槽内设置有第三磁块，所述第一磁块和第二磁块的磁极方向沿第二导槽布置，所述第三磁块的磁极方向倾斜于第一磁块；

所述限位件滑动至使第三磁块位于第一磁块和第二磁块之间时，所述第二磁块与第三磁块可相斥；所述限位件滑动至使第二磁块位于第一磁块和第三磁块之间时，所述第二磁块与第一磁块可相吸。

9.一种钻井液密度测量方法，其特征在于，基于权利要求8所述的钻井液密度测量装置，并包括如下步骤：

S1、检测准备：将测量装置进行组装，并将支架安装于盛放钻井液的泥浆池，调整支杆和主测管，以使主测管的底部抵接于承托台，标记位与塞头的顶缘齐平，且推板不与刮块接触，主测管的底部停留在高于液面的第一待机位置；

S2、支杆下放：正向转动旋钮，通过齿轮与齿条的啮合传动驱使支杆下移，在承托台接触钻井液的液面后，控制支杆的下移速度不超过5mm/s；

S3、检测读数：待标记位开始低于塞头顶缘后，继续下移支杆以使塞头顶缘与标记位的高度差至少20mm，等待主测管稳定后，观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S4、动态观测：每间隔一设定时间，观测液面在刻度结构的位置，并对刻度结构进行读数；

S5、上移清理：反向转动旋钮，将承托台和主测管上移，推板首先接触刮块并推动刮块上移，胶刮条贴设于主测管的外侧壁，将主测管的底部上移至第二待机位置，正向转动旋钮，当承托台与主测管的底部脱离接触后停止转动旋钮，推动限位件移动至插设于齿条，擦除主测管位于胶刮条下方部分的液体以及位于胶刮条底部的液体；

其中，第二待机位置高于第一待机位置；

在S5中，当承托台与主测管的底部脱离接触后停止转动旋钮时，弹簧件处于压缩状态。