CN210487017U - 一种循环罐泥浆液位监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种循环罐泥浆液位监测装置，包括监测装置本体、浮球立杆、浮球、伸缩调节构件、标尺、杆式滑动变阻器、负电极、导电液面指示针、报警仪、电压测量仪以及电压源，监测装置本体的底部设置有底座；浮球立杆沿竖直方向贯穿监测装置本体；浮球与浮球立杆的一端连接；伸缩调节构件的一端与报警仪本体的顶部连接，另一端与浮球立杆连接；杆式滑动变阻器位于监测装置本体内部，从上至下依次设置有上限位阀、导电液面指示针、下限位阀和负电极；导电液面指示针垂直于所述浮球立杆设置；电压测量仪能够测量导电液面指针与负电极之间的电压。本实用新型的装置能够实现液位实时监测，准确判断溢流、井漏，能够进一步提升钻井作业安全性。

Description

一种循环罐泥浆液位监测装置

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，更具体地讲，涉及一种循环罐泥浆液位监测装置。

背景技术

随着勘探开发逐渐走向深层复杂地层，钻遇窄密度窗口的情况越来越多，极易诱发溢流、井漏等井下复杂情况，钻井施工安全环保压力不断增大。对于钻井泥浆循环罐液位的准确监测是判断井下溢流、漏失的主要手段之一，是及时制定处置措施、确保钻井安全的关键。

目前，钻井现场对于循环罐泥浆液位的监测装置存在不能多点、实时记录循环罐泥浆液位变化的缺陷，要人员长时间坐岗，定时观察、记录循环罐液位，人员劳动强度大，溢流、漏失判断准确度低，不利于及时制定处置措施。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种能够实施监测循环罐泥浆液位的监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种循环罐泥浆液位监测装置，所述监测装置可以包括监测装置本体、浮球立杆、浮球、伸缩调节构件、标尺、杆式滑动变阻器、负电极、导电液面指示针、报警仪、电压测量仪以及电压源，其中，所述监测装置本体的底部设置有底座，所述底座设置有开孔；所述浮球立杆沿竖直方向贯穿所述本体，所述浮球立杆的一端与伸缩调节构件连接，另一端穿过所述开孔；所述浮球与浮球立杆穿过开孔的一端连接，所述浮球漂浮在所述循环罐泥浆表面，所述浮球和浮球立杆能够随着循环罐泥浆液位的变化而上下移动；所述伸缩调节构件位于报警仪本体内部，所述伸缩调节构件的一端与报警仪本体的顶部连接，另一端与所述浮球立杆连接；所述标尺沿竖直方向设置在本体的内部或者外侧壁；所述杆式滑动变阻器平行于所述浮球立杆并位于所述监测装置本体内部，所述浮球立杆从上至下依次设置有上限位阀、导电液面指示针、下限位阀和负电极；所述导电液面指示针垂直于所述浮球立杆设置，一端与所述浮球立杆连接并指向标尺，另一端与所述杆式滑动变阻器连接，所述导电液液面指示针能够在所述上限位阀和下限位阀之间的杆式滑动变阻器上移动；所述报警仪包括报警仪本体，所述报警仪设置在所述本体的顶部，所述报警仪能够在所述导电液面指示针碰触所述上限位阀或所述下限位阀时发出警示；所述电压测量仪的正极与所述导电液面指针连接，电压测量仪的负极与所述负电极连接，所述电压测量仪能够测量杆式滑动变阻器上导电液面指示针与负电极之间的电压；所述电压源的正负极分别与杆式滑动变阻器的两端连接，用于向杆式滑动变阻器的两端提供恒定电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

(1)本实用新型应用于钻井作业中，能够实现循环罐泥浆液位的实时监测，准确判断溢流、井漏，减少坐岗人员劳动强度，降低人工成本，能够进一步提升钻井作业安全性；

(2)本实用新型能够将可视化的循环罐泥浆液位数据转换为数值化的曲线实时输出至工作房，当泥浆液位超过临界值触发报警信号时，结合监测曲线，能够准确判断溢流、漏失，监测可靠性高。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本实用新型一个示例性实施例的循环罐泥浆液位监测装置的结构示意简图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本实用新型的循环罐泥浆液位监测装置。

本实用新型提供了一种循环罐泥浆液位监测装置。在本实用新型的循环罐泥浆液位监测装置的一个示例性实施例中，如图1所示，所述监测装置可以包括监测装置本体10、浮球立杆20、浮球30、伸缩调节构件40、标尺50、杆式滑动变阻器60、负电极70、导电液面指示针80、报警仪90、电压测量仪(图中未示出)以及电压源(图中未示出)，其中，

所述监测装置本体10可以为具有中空结构的圆柱体或椭圆体，亦或者所述监测装置本体可以是凹槽状。当然本实用新型的监测装置本体不限于此，例如，还可以是板状形的本体。所述监测装置本体10的底部可以设置有底座101，顶部安装有报警仪90。在进行油气井钻井作业时，所述底座101可以安装在循环罐的罐面1000上，例如，安装在循环罐罐面栏板上。所述底部101沿竖直方向设置有贯穿底座的开孔。所述浮球立杆20的一端可以穿过所述开孔。

所述浮球立管20可以贯穿所述监测装置本体10设置。浮球立杆20穿过底座开孔并在端部与浮球30连接。浮球立杆20的上端与伸缩调节构件40连接。所述浮球立杆20沿竖直方向可以设置在监测装置本体中心位置。

所述浮球30设置在浮球立杆20的下端。所述浮球30漂浮循环罐泥浆的表面。所述浮球30能够随着循环罐内泥浆的液面高度的变化而沿竖直方向上下移动。

所述伸缩调节构件40可以设置在报警仪的本体内，一端固定设置在报警仪本体的顶部壁的内侧，另一端与浮球立杆20连接。当然，所述伸缩调节构件40如果设置较长，也可以贯穿报警仪的底部，伸出的部分位于监测装置本体内部。由于伸缩调节构件的设置，在泥浆液位改变时，能够实现所述浮球立杆与浮球沿着竖直方向上下移动。

所述标尺50可以沿竖直方向设置在监测装置本体的内部或者贴合设置在监测装置本体壁的外侧。所述标尺50可以是柔性材料制成或者硬性材料制成。柔性材料制成的标尺可以贴合在监测装置本体壁的外侧或者内侧。硬性材料制成时，可以垂直设置在底座或者悬挂设置在监测装置本体的顶部。

所述杆式滑动变阻器60可以设置在监测装置本体10的内部。所述杆式滑动变阻器60与所述浮球立杆20平行设置。在所述杆式滑动变阻器60上沿竖直方向从上至下依次设置有上限位阀601、导电液面指示针80、下限位阀602以及负电极70。所述上限位阀601所在的位置为泥浆溢流的报警值，所述下限位阀602所在的位置为泥浆漏失的报警值。当循环罐泥浆液位上涨或下降超过临界值时，导电液面指示针触碰上限位阀或下限位阀，同时带动传动杆上下运动触发上气阀或下气阀，气源喇叭发出报警信号。

所述导电液面指示针80垂直于浮球立杆20设置。所述导电液面指示针80的一端可以与浮球立杆20连接，另一端可以与杆式滑动变阻器60连接。当所述浮球立杆20在竖直方向上上下移动时，所述导电液面指示针能够在所述上限位阀与下限位阀之间移动。所述导电液面指示针能够导电，并能够作为正电极与电压测量仪的正极连接。

所述报警仪90可以包括报警仪本体。所述报警仪本体的内部可以为中空结构。所述报警仪本体可以设置为任意形状。所述报警仪90可以位于所述监测装置本体10的顶部。所述报警仪能够在所述导电液面指示针碰触所述上限位阀或所述下限位阀时发出警示。

所述电压测量仪的正极(图1中的标注“+”)与导电液面指示针80连接，负极(图1中的标注“-”)与负电极70连接。所述电压测量仪能够测量导电液面指示针与负电极之间的电压。

所述电压源的正极可以与杆式滑动变阻器60的上端部连接，电压源的负极可以与杆式滑动变阻器60的下端部或者与负电极70连接。所述电压源能够稳定的向杆式滑动变阻器提供电压。

在本实施例中，所述报警仪90还包括设置在所述报警仪本体内的传动杆901、上气阀902、下气阀903以及设置在报警仪本体侧壁上的气源喇叭904。所述上气阀902、下气阀903以及气源喇叭904可以通过管道相互连接。所述上气阀902与下气阀903在竖直方向上相对设置。所述传动杆901设置于所示浮球立杆20上。当浮球上下移动时，所述传动杆能够跟随浮球立杆在上气阀与下气阀之间上下移动。在所述液位指针触碰所述上限位阀的情况下，所述传动杆能够碰触所述上气阀以控制所述气源喇叭发出警示，在所述液位指针触碰所述下限位阀的情况下，所述传动杆能够碰触所述下气阀以控制所述气源喇叭发出警示。所述气源喇叭、上气阀和下气阀之间可以通过气源管连接。

在本实施例中，所述伸缩调节构件可以为任意能够在竖直方向上伸缩的构件，例如，所述伸缩调节构件可以为弹簧。

在本实施例中，所述杆式滑动变阻器可以悬挂在所述监测装置本体的内部。所述杆式滑动变阻器的一端与所述报警仪本体的底部连接，另一端设置与所述负电极连接并置于底座上表面的上部。

在本实施例中，所述监测装置还包括电压传输机构以及显示机构，所述电压传输机构能够接收所述电压测量仪测量的电压并将测量的电压传输至显示机构，所述显示机构能够实时显示泥浆液面并将各时刻的泥浆液面以曲线进行显示。

以上，循环罐内钻井液体积的变化使浮球沿竖直方向上下移动，浮球可以带动浮球立杆上下移动，浮球立杆上的导电液面指示针也会上下移动，导电液面指示针的移动导致杆式滑动变阻器处的电压测定值发生变化，电压测定值的变化代表了循环罐液面的变化，通过输出液面监测曲线即可实现循环罐液面的实时精确监测。在监测的初期，需要对本实用新型的监测装置进行校正，得到电压测量仪测定的电压值与标尺读数之间的对应关系(或者得到转换公式)，在监测过程中，将监测得到的电压值与标尺读数之间相对应，即电压值就可以表示标尺读数。所述标尺读数就是泥浆的液位值。通过将电压测量仪测得的电压导出，然后转换为泥浆液位值。在显示过程中可以将泥浆液位值绘制成曲线进行显示。

综上所述，本实用新型应用于钻井作业中，能够实现循环罐液位的实时监测，准确判断溢流、井漏，减少坐岗人员劳动强度，降低人工成本，能够进一步提升钻井作业安全性；当泥浆液位超过临界值触发报警信号时，结合监测曲线，能够准确判断溢流、漏失，监测可靠性高。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (7)

1.一种循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述监测装置包括监测装置本体、浮球立杆、浮球、伸缩调节构件、标尺、杆式滑动变阻器、负电极、导电液面指示针、报警仪、电压测量仪以及电压源，其中，

所述监测装置本体的底部设置有底座，所述底座设置有开孔；

所述浮球立杆沿竖直方向贯穿所述本体，所述浮球立杆的一端与伸缩调节构件连接，另一端穿过所述开孔；

所述浮球与浮球立杆穿过开孔的一端连接，所述浮球漂浮在所述循环罐泥浆表面，所述浮球和浮球立杆能够随着循环罐泥浆液位的变化而上下移动；

所述伸缩调节构件位于报警仪本体内部，所述伸缩调节构件的一端与报警仪本体的顶部连接，另一端与所述浮球立杆连接；

所述标尺沿竖直方向设置在本体的内部或者外侧壁；

所述杆式滑动变阻器平行于所述浮球立杆并位于所述监测装置本体内部，所述浮球立杆从上至下依次设置有上限位阀、导电液面指示针、下限位阀和负电极；

所述导电液面指示针垂直于所述浮球立杆设置，一端与所述浮球立杆连接并指向标尺，另一端与所述杆式滑动变阻器连接，所述导电液面指示针能够在所述上限位阀和下限位阀之间的杆式滑动变阻器上移动；

所述报警仪包括报警仪本体，所述报警仪设置在所述本体的顶部，所述报警仪能够在所述导电液面指示针碰触所述上限位阀或所述下限位阀时发出警示；

所述电压测量仪的正极与所述导电液面指针连接，电压测量仪的负极与所述负电极连接，所述电压测量仪能够测量杆式滑动变阻器上导电液面指示针与负电极之间的电压；

所述电压源的正负极分别与杆式滑动变阻器的两端连接，用于向杆式滑动变阻器的两端提供恒定电压。

2.根据权利要求1所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述报警仪还包括设置在所述报警仪本体内的传动杆、上气阀、下气阀以及设置在报警仪本体侧壁上的气源喇叭，其中，所述上气阀和下气阀沿平行于浮球立杆方向相对设置，所述传动杆的一端设置于所示浮球立杆上，另一端置于所述上气阀和下气阀之间，在所述导电液面指示针触碰所述上限位阀的情况下，所述传动杆能够碰触所述上气阀以控制所述气源喇叭发出警示，在所述导电液面指示针触碰所述下限位阀的情况下，所述传动杆能够碰触所述下气阀以控制所述气源喇叭发出警示。

3.根据权利要求2所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述气源喇叭、上限位阀以及下限位阀通过气源管连接。

4.根据权利要求1所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述伸缩调节构件为伸缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述监测装置本体为内置中空结构的圆柱体。

6.根据权利要求1所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述杆式滑动变阻器悬挂在所述监测装置本体的内部，所述杆式滑动变阻器的一端与所述报警仪本体的底部连接，另一端设置与所述负电极连接并置于底座上表面的上部。

7.根据权利要求1所述的循环罐泥浆液位监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括电压传输机构以及显示机构，所述电压传输机构能够接收所述电压测量仪测量的电压并将测量的电压传输至显示机构，所述显示机构能够实时显示泥浆液位并将各时刻的泥浆液位以曲线进行显示。

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