CN203742591U - 自动采集清洗地质录井岩屑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动采集清洗地质录井岩屑装置，由集砂板、取砂口、取砂器、取砂器电机、回水管、进水管、洗砂机盖、鸭嘴扣、弯头、储砂筒、取砂盘、远程控制终端、控制器、洗砂机筒、称重传感器、转盘位置传感器、转盘电机、转盘、支架、液位传感器、过滤器、潜水泵、连通管、注水阀、污水筒、水箱、排污阀、风干器组成，该装置结构新颖，安装方便，工作可靠，利用它可以实现自动或远程控制，能够同时保存多个井段地质岩屑样品，采样准确可靠，清洗干净且节水，保证地质录井岩屑取样工作的顺利进行。

Description

自动采集清洗地质录井岩屑装置

技术领域：

本实用新型涉及一种在石油钻井过程中自动从井口返出泥浆里取钻井岩屑并清洗保存岩样的机械装置，属石油钻井地质录井技术类。

背景技术：

在石油钻井过程中，钻具中高速流动的泥浆将井下的钻井岩屑携带至地面，然后通过泥浆振动筛将岩屑滤出。通常情况下，每台钻机均配套有三台泥浆振动筛，各振动筛之间相距一定的距离，实际应用时常常轮换配合使用。长期以来，施工现场均由人工采集岩屑，然后将表面粘附有钻井泥浆的岩屑用水进行清洗，取回地质房内烘干后再进行地质分析。由于钻井施工需要进行连续几十天乃至几个月的钻进作业，而在地质要求的层位一般需要每1～2米就要取一次岩屑，最短取样时间间隔在2分钟，每次岩屑重量在500克左右，无论白天黑夜、刮风下雨或严寒酷暑，都要严格按施工进度进行取样，工作量大且工作环境十分恶劣。为了保证取样的准确性，每个地质录井队都要专门配备一定数量的工人进行捞砂取样，但是由于个别人工作责任心差，有时将某一钻井深度的地质岩屑采样分成几包，充做其它井深的岩屑样品，因而给地质岩屑的分析造成混乱，直接影响到地质解释及石油勘探开发的效果。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种能够自动或远程控制、采样准确可靠的地质录井岩屑自动采集清洗装置。

本实用新型的技术方案如下：此种采集清洗岩屑装置由集砂板、进砂口、取砂管、取砂筒、水泵、进水管、回水管、转盘电机、洗砂机盖、电机轴、离合器、鸭嘴扣、转盘轴、储砂筒、取砂盘、远程控制终端、控制器、进水阀、洗砂机筒、称重传感器、位置传感器、转盘、液位传感器、连通管、过滤器、注水阀、污水筒、水箱、排污阀组成。其结构组装关系如下：在钻井液泥浆大罐的振动筛前水平安放一个侧面开有进砂口的取砂筒，取砂筒上设有集砂板，取砂筒一端连接一条进水管，另一端连接一条取砂管，取砂管的另一端连接水泵，水泵的出水口和洗砂机筒之间由回水管连接，洗砂机筒的顶部设有洗砂机盖，盖上设有转盘电机，转盘电机的电机轴通过离合器与转盘轴连接，在洗砂机筒内设有一转盘，转盘中间有一个轴，转盘轴一侧设有称重传感器，在转盘周边上设有一个磁铁，在洗砂机筒内壁上与磁铁对应高度设有位置传感器，转盘上放有一个盛装有多个储砂筒的取砂盘，储砂筒下部侧面和底部分布许多孔眼，筒内衬有一个网装的砂筐，储砂筒的开口与洗砂机盖上的回水管相对；洗砂机筒的下部通过连通管连接水箱，连通管处设有过滤器，水箱内一侧设有液位传感器，水箱的上盖连接有取砂筒的进水管；在洗砂机筒的侧面设有控制器，控制器通过动力及控制线缆分别与转盘电机、位置传感器、水泵的动力及控制线相连接；远程控制终端设置在距离洗砂机筒几十米外的地质驻井房内，与控制器由信号线缆连接，也可以通过无线数传方式实现远程控制。风干器安放在地质驻井房内，由一个带盖的筒子，筒上设有排气管，筒下设有进气孔，筒内设有风干支架，风干支架下设有电热元件，电热元件下设有风扇及电机。

使用时，先将取砂筒和集砂板安放在泥浆振动筛前端排砂口下，从振动筛筛落下的岩屑通过集砂板落入进砂口，开启洗砂机盖，将装有多个空储砂筒的取砂盘放在转盘上，关闭洗砂机盖，使得转盘电机轴通过离合器与转盘轴连接，将将洗砂机盖上的鸭嘴扣挂环扣在卡钩上锁紧，把排污阀关闭，手动或水泵通过注水阀将水注入洗砂机筒内下部的污水筒，水由污水筒通过连通管流到水箱中，当污水筒及其连通的水箱注满后，继续注水，通过进水管流入取砂筒，直至取砂筒的进砂口有水流溢出时，关闭注水阀；启动系统加电初始化，系统控制器接收转盘位置传感器的信号，控制转盘电机转动转盘到初始位置，将取砂盘上第一个储砂筒停靠在回水管的下方，开启进水管阀，由于水箱里的水位液面高于取砂筒，水顺着进水管流入取砂筒，这是开启水泵，靠水泵的吸力将取砂筒中的水通过取砂管通过水泵从回水管进入洗砂机筒落入筒底回到水箱中，形成一个循环，钻井时振动筛上滑落的岩屑通过集砂板徐徐落入进砂口中，岩屑在水流抽吸作用下，通过取砂管、水泵及回水管，进入洗砂机筒中，落入下面取砂盘上的储砂筒中，水从储砂筒的网眼流出，岩屑保存在储砂筒内，带有泥浆及微岩屑的水流落到污水筒中，泥沙沉入筒底，水经过过滤器流回到水箱中重复利用；回水管长约十几米，裹满泥浆的岩屑在管内传送的过程中，由于水流的冲刷，岩屑和泥浆逐步分离，落入储砂筒后持续冲洗，当达到一筒岩屑的取样时间后，工作人员通过远程控制终端机按下取砂指令传到控制器，控制器驱动转盘电机由联轴器带动转盘转动一个角度，使得转盘上装有岩屑的储砂筒转离回水管口，下一个空的储砂筒转到回水管口下，进行下一次的取砂作业，转盘下的称重传感器可采集转盘重量参数，将重量变化传给控制器，取砂作业的每个动作状态都通过信号线缆传送到远程控制终端机中，如此循环往复，周而复始地进行取砂、冲洗及储砂作业，地质房内的远程控制终端记录取砂盘内储砂筒取砂、清洗及储砂工作状态，工作人员可了解每筒取砂量、取砂筒数情况，进行取砂的参数调节，当转盘上全部储砂筒都装满清洗后的岩屑时，系统发出信号，通知地质人员用一个同样装满空储砂筒的取砂盘换下装满岩屑的取砂盘，带回地质驻井房内，将打开风干器的盖子，将取砂盘放入风干器中，加电开启电热元件用热辐射对取砂盘的潮湿岩屑进行加热，并对取砂器内的空气进行加热去湿，同时开动电机及风扇使空气流动将潮湿的空气从出气孔排除，通过热的辐射和对流使得风干器内的岩屑快速干燥，这时，打开盖子取出取砂盘，卸下岩屑储砂筒，对岩屑进行分析及保存。当洗砂机筒内的水用过一段时间后，水因含泥沙过多变成污水，可通过开启排污阀排出并通过注水阀注入清洁的水。

岩屑清洗装置在使用的时候，伴随一定的水的流失，当系统通过液位传感器感应到液位低于报警水位时，通过远程控制终端机通知工作人员向水箱补充注水。

如果取砂地点泥浆振动筛坡道与地质房比较近，本实用新型的洗砂机筒及水箱部分也可以直接安装在驻井房内，通过较长的进水管、回水管及动力及控制电缆与取砂器连接，进行远距离取砂作业，这样使用起来更加方便。

本实用新型结构新颖，设计合理，工作可靠，利用它可以实现自动或远程控制，能够同时保存多个井段地质岩屑样品，采样准确可靠，清洗干净且节水，该装置应用后可减少地质队人员，减轻工人劳动强度。在取砂器、取砂水管路及洗砂机筒、水箱上加装保温或电加热设施后，能适应冬季施工要求，保证地质录井岩屑取样工作的顺利进行。

附图说明：

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图2为本实用新型的风干器的结构示意图。

图3为本实用新型在泥浆罐坡道上安装示意图。

图4为本实用新型在泥浆振动筛前安装示意图。

具体实施方式：以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。

如图1所示，本实用新型自动采集清洗岩屑装置由集砂板1、进砂口2、取砂管3、取砂筒4、水泵5、进水管6、回水管7、转盘电机8、洗砂机盖9、电机轴10、离合器11、鸭嘴扣12、转盘轴13、储砂筒14、取砂盘15、远程控制终端16、控制器17、进水阀18、洗砂机筒19、称重传感器20、位置传感器21、转盘22、液位传感器23、连通管24、过滤器25、注水阀26、污水筒27、水箱28、排污阀29组成。在绘图时为了直观起见将图1中的取砂盘15和转盘22分离了一端距离，实际使用时取砂盘15是坐在转盘22上的。

集砂板1是镶有磁铁的塑料或金属材料板，可以吸附在铁质的振动筛坡道上，将落向振动筛前坡道两边的岩屑集中到中央，方便取砂器4取砂。

鸭嘴扣12及卡钩是一种快速连接及卡紧的连接组件，是标准的连接件，这种连接组件的指按部分看起来像鸭嘴，因此得名，下部鸭嘴扣12由绕轴转动的指按柄、偏心环、弹簧组成，上部是卡钩。

储砂筒14是带有网眼的容器，可以是塑料、尼龙、金属材料制成，带有微孔网眼，能盛住岩屑，并将水滤除。

控制器17是电源、单片机、或数传电台、天线组成的控制器，可以给系统中电器提供动力及控制信号，可通过数传电台与地质驻井房内的远程控制终端16进行指令及数据通讯。

转盘电机8是标准的步进电机。

过滤器25为滤网、滤芯、滤布等净水过滤材料构成。

图2为本实用新型的风干器的结构示意图，风干器36的筒壁可以设置有保温材料，减少热量的流失，也可以在电器上设置定时装置，防止风干后还继续加热造成电能的浪费。

此种地质录井自动取岩屑机械装置可以通过定时控制取样，可以与其它录井仪器或计算机配合控制取样，也可以通过数据线缆连接到地质驻井房，在驻井房手动远程控制取样。此外，如果是在寒冷的冬季施工，可以在洗砂机筒19内衬保温层，在取砂筒4、进水管6、回水管7设置保温或电加热，有效防止机内热量流失，防止机体内的设施因长期停止转动而冻结。

Claims (2)

1.一种自动采集清洗地质录井岩屑装置由集砂板(1)、进砂口(2)、取砂管(3)、取砂筒(4)、水泵(5)、进水管(6)、回水管(7)、转盘电机(8)、洗砂机盖(9)、电机轴(10)、离合器(11)、鸭嘴扣(12)、转盘轴(13)、储砂筒(14)、取砂盘(15)、远程控制终端(16)、控制器(17)、进水阀(18)、洗砂机筒(19)、称重传感器(20)、位置传感器(21)、转盘(22)、液位传感器(23)、连通管(24)、过滤器(25)、注水阀(26)、污水筒(27)、水箱(28)、排污阀(29)组成；其结构组装关系如下：在钻井液泥浆大罐的振动筛前水平安放一个侧面开有进砂口(2)的取砂筒(4)，取砂筒(4)上设有集砂板(1)，取砂筒(4)一端连接一条进水管(6)，另一端连接一条取砂管(3)，取砂管(3)的另一端连接水泵(5)，水泵(5)的出水口和洗砂机筒(19)之间由回水管(7)连接，洗砂机筒(19)的顶部设有洗砂机盖(9)，盖上设有转盘电机(8)，转盘电机(8)的电机轴(10)通过离合器(11)与转盘轴(13)连接，在洗砂机筒(19)内设有一转盘(22)，转盘(22)中间有一个轴，转盘轴(13)一侧设有称重传感器(20)，在转盘(22)周边上设有一个磁铁，在洗砂机筒(19)内壁上与磁铁对应高度设有位置传感器(21)，转盘(22)上放有一个盛装有多个储砂筒(14)的取砂盘(15)，储砂筒(14)下部侧面和底部分布许多孔眼，筒内衬有一个网装的砂筐，储砂筒(14)的开口与洗砂机盖(9)上的回水管(7)相对；洗砂机筒(19)的下部通过连通管连接水箱(28)，连通管(24)处设有过滤器(25)，水箱(28)内一侧设有液位传感器(21)，水箱(28)的上盖连接有取砂筒(4)的进水管(6)；在洗砂机筒(19)的侧面设有控制器(17)，控制器(17)通过动力及控制线缆分别与转盘电机(8)、称重传感器(20)、位置传感器(21)、水泵(5)的动力及控制线相连接；远程控制终端(16)设置在距离洗砂机筒(19)几十米外的地质驻井房内，与控制器(17)由信号线缆连接，也可以通过无线数传方式实现远程控制；风干器(36)安放在地质驻井房内，由一个带有筒盖(30)的筒子，筒上设有排气管(31)，筒下设有进气孔(36)，筒内设有风干支架(33)，风干支架(33)下设有电热元件(32)，电热元件(32)下设有风扇及电机(34)。 

2.根据权利要求1所述的自动采集清洗地质录井岩屑装置，其特征在于：洗砂机筒(19)、取砂筒(4)、进水管(6)、回水管(7)及水箱(28)上或加装保温或电加热设施，防止冬季施工装置内设施因长期停止转动而冻结。