CN220872434U - 一种钻井液携岩能力测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井液携岩能力测定装置，包括底座、设置在所述底座上的泥浆罐、设置在所述底座上的模拟钻进机构，以及设置在所述泥浆罐与所述模拟钻进机构之间的循环送料机构，所述泥浆罐内部设有旋转机构，所述旋转机构包括转动安装在所述泥浆罐内部的空心转动杆和设置在所述泥浆罐上端的驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述空心转动杆连接，所述空心转动杆周向设置有若干个冲洗组件。本实用新型设置若干个冲洗组件，当测定实验结束后，需要对泥浆罐进行清洗时，可以通过喷头对泥浆罐内壁进行全面冲洗，在不使用时，可以对喷头进行全面防护，便于使用。

Description

一种钻井液携岩能力测定装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻采模拟实验技术领域，尤其涉及一种钻井液携岩能力测定装置。

背景技术

钻井过程中随着钻头的不断钻进会产生岩屑，这些岩屑主要通过循环流动的钻井液携带至地面，然后进行分离，如果钻井液的携岩能力不足，岩屑就会在井筒中积累，这就会增大钻具的扭矩以及上提、下放过程中的摩擦阻力，甚至导致卡钻等问题，因此，测定钻井液的携岩能力十分重要。

现有公告号为CN219262319U的中国专利公开了一种钻井液携岩能力测定装置，属于石油钻采模拟实验技术领域，包括模拟井筒和依次连接的泥浆罐、循环泵和模拟钻柱；循环泵的出口设有加砂系统；模拟钻柱的出口端插入模拟井筒中，模拟钻柱与模拟井筒之间间隔一定距离形成环形空腔，模拟钻柱的出口端与环形空腔连通；环形空腔远离模拟钻柱出口端的一端设有第一出口，且第一出口连接分离器，分离器的液体出口与泥浆罐连通。

但上述中的技术方案还存在以下不足之处：

第一、泥浆罐内部的钻井液循环使用过程中，钻井液中会携带一定量的泥沙，容易沉淀在泥浆罐内部，影响使用。

第二、泥浆罐使用后，残留物不便于清理，影响后续再次使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻井液携岩能力测定装置，以解决上述至少一个技术问题。

本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种钻井液携岩能力测定装置，包括底座、设置在所述底座上的泥浆罐、设置在所述底座上的模拟钻进机构，以及设置在所述泥浆罐与所述模拟钻进机构之间的循环送料机构，所述泥浆罐内部设有旋转机构，所述旋转机构包括转动安装在所述泥浆罐内部的空心转动杆和设置在所述泥浆罐上端的驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述空心转动杆连接，所述空心转动杆周向设置有若干个冲洗组件。

优选的，所述模拟钻进机构包括设置在所述底座上方的模拟井筒，以及设置在所述模拟井筒内部的模拟钻柱。

优选的，所述循环送料机构包括设置在所述底座上的第一螺杆送料机、第二螺杆送料机，以及与所述第一螺杆送料机和所述第二螺杆送料机连接的导料管，所述导料管一端与所述模拟钻柱连接，所述导料管另一端与所述泥浆罐连接。

优选的，所述底座上方设有旋流分离器，所述旋流分离器与所述模拟井筒之间连接有第一密度计，所述导料管与所述泥浆罐连接的一端设有第二密度计，所述导料管上还设有循环泵和流量计。

优选的，所述冲洗组件包括设置在所述空心转动杆一侧的上固定管和下固定管，所述上固定管和下固定管均与所述空心转动杆内部连通，所述上固定管和下固定管之间连接有冲洗管，所述冲洗管与所述下固定管内部连通。

优选的，所述冲洗管一侧排列安装有若干个喷头，所述冲洗管上固定安装有弧形定位套，所述弧形定位套上设有弧形转动套，所述弧形转动套两端与所述冲洗管两端设有的轴承套连接。

优选的，所述上固定管内部设有活塞板，所述活塞板一侧连接有第一推杆，所述第一推杆一端延伸至上固定管外部并铰接有第二推杆，所述第二推杆一端与所述弧形转动套顶端铰接。

优选的，所述上固定管内部设有定位环，所述定位环与所述活塞板之间设有复位弹簧。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置旋转机构可以利用驱动电机工作带动空心转动杆转动，从而可以利用空心转动杆带动若干个冲洗组件同步转动，可以对泥浆罐内部的钻井液进行搅动，避免在实验测定过程中出现钻井液沉积的现象。

2、本实用新型通过设置若干个冲洗组件，当测定实验结束后，需要对泥浆罐进行清洗时，可以通过进水管将高压清洗水送入到空心转动杆内部，并通过下固定管进入到冲洗管内部，同时当高压清洗水进入到上固定管内部时，可以推动活塞板移动，并使得第一推杆移动并推动第二推杆，第二推杆推动弧形转动套发生偏转，使得喷头暴露出来，此时可以利用喷头将高压清洗水喷出对泥浆罐内壁进行冲洗，且冲洗工作结束后，可以利用复位弹簧推动活塞板复位，并利用第二推杆拉动弧形转动套复位对喷头进行封闭，避免喷头被泥浆堵塞。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的泥浆罐内部结构示意图；

图3为本实用新型的泥浆罐局部剖面结构示意图；

图4为本实用新型的图3中A部分放大结构示意图；

附图标记：1、底座；2、泥浆罐；3、旋转机构；301、空心转动杆；302、驱动电机；303、传动皮带；304、冲洗组件；305、上固定管；306、下固定管；307、冲洗管；308、喷头；309、弧形定位套；310、弧形转动套；311、推动组件；312、活塞板；313、第一推杆；314、定位环；315、复位弹簧；316、第二推杆；4、模拟钻进机构；401、模拟井筒；402、模拟钻柱；5、循环送料机构；501、第一螺杆送料机；502、第二螺杆送料机；503、导料管；504、循环泵；505、流量计；506、第二密度计；507、第一密度计；508、旋流分离器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

如图1-2所示，一种钻井液携岩能力测定装置，包括底座1，底座1上设置有泥浆罐2和模拟钻进机构4，泥浆罐2与模拟钻进机构4之间连接有循环送料机构5，泥浆罐2用于对钻井液进行存储，循环送料机构5用于将泥浆罐2内部的钻井液送入到模拟钻进机构4内部，泥浆罐2内部设有旋转机构3，旋转机构3可以对泥浆罐2内部的钻井液进行搅动，避免循环使用的钻井液出现沉淀，旋转机构3包括转动安装在泥浆罐2内部的空心转动杆301，空心转动杆301底端与泥浆罐2通过轴承套连接，泥浆罐2上端设有有驱动电机302，驱动电机302的输出轴延伸位于泥浆罐2内部并连接有皮带轮，空心转动杆301上也对应安装有皮带论，两个皮带轮之间通过传动皮带303连接，驱动电机302转动可以带动空心转动杆301同步转动，空心转动杆301周向设置有若干个冲洗组件304，若干个冲洗组件304可以对泥浆罐2内壁进行冲洗。

本实施例中，具体的，模拟钻进机构4包括设置在底座1上方的模拟井筒401，底座1上设有固定架，模拟井筒401固定安装在固定架上，模拟井筒401内部设有模拟钻柱402，模拟钻柱402的出口端则插入模拟井筒401中，模拟钻柱402的上端与模拟井筒401的上端转动密封连接，模拟钻柱402还配套有旋转系统以驱动其自身旋转，因此，模拟钻柱402能够相对于模拟井筒401转动，以模拟实际钻进过程；

本实施例中，具体的，模拟钻柱402与模拟井筒401之间间隔一定距离形成环形空腔，模拟钻柱402的出口端与环形空腔连通，因而携砂流体能够流入环形空腔中；

本实施例中，具体的，循环送料机构5包括设置在底座1上的第一螺送料机、第二螺杆送料机502，以及与第一螺杆送料机501和第二螺杆送料机502连接的导料管503，导料管503一端与模拟钻柱402连接，导料管503另一端与泥浆罐2连接，其中，泥浆罐2内部的钻井液通过导料管503送入到模拟钻柱402内部，第二螺杆送料机502的输入端与模拟井筒401的输出端连接，用于对模拟井筒401内部的岩屑，且第二螺杆送料机502的输出端与导料管503连接，用于将回收的岩屑送入到导料管503内部。

本实施例中，具体的，底座1上方设有旋流分离器508，旋流分离器508与模拟井筒401之间连接有第一密度计507，第一密度计507的输入端与环形空腔的出口连接，第一密度计507的输出端与旋流分离器508的入口连接，旋流分离器508的液体出口与泥浆罐2连通，旋流分离器508用于分离出流体中的岩屑，旋流分离器508的岩屑出口与第一螺杆送料机501的入口连接，第一螺杆送料机501的出口也与导料管503连接，导料管503与泥浆罐2连接的一端设有第二密度计506，第二密度计506用于测定泥浆罐2中不含岩屑的钻井液密度，导料管503上还设有循环泵504和流量计505，流量计505用于对不含岩屑的钻井液的流量进行计量，循环泵504用于对钻井液的输送提供动力。

工作原理：在具体使用时，第一螺杆送料机501、第二螺杆送料机502用于输送岩屑，两者的出口均与导料管503连通，用于向钻井液中注入过量的岩屑，形成携带岩屑的流体，运行时，进入模拟钻柱402中的流体携带有过量的岩屑，其在环形空腔中流动时，部分岩屑将会沉积下来，因此，设置第二螺杆送料机502用于回收环形空腔底部的岩屑，第一螺杆送料机501则回收旋流分离器508分离出的岩屑，从而实现岩屑的循环。第一密度计507位于环形空腔出口，用于测定含岩屑的流体的密度，由于前面进入环形空腔的流体含有过量的岩屑，因此，环形空腔中不存在岩屑不足的问题，第一密度计507测得的是该流体在该流速下的最大携带岩屑量；

经过旋流分离器508分离后的浆液回流到泥浆罐2中，并利用其内部设有的旋转机构3尽心搅动，避免钻井液出现沉淀现象，便于使用。

本装置设置了两个密度计，分别测量含岩屑流体、无岩屑流体的密度，再结合测定的湿岩屑密度，可以直接计算出含砂流体中的岩屑含量，密度数据可以通过密度计在线测量，因此，可以实时测定流体中的岩屑含量，不需要取样、除砂、称重等人工操作，降低了劳动强度，节约了实验时间。

实施例2

如图2-4所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：冲洗组件304包括设置在空心转动杆301一侧的上固定管305和下固定管306，上固定管305和下固定管306均与空心转动杆301内部连通，泥浆罐2底端连接有排污管，用于将泥浆罐2内的污水排出；泥浆罐2顶端外接有进水管，进水管一端与空心转动杆301顶端转动连接，用于将高压清洗水送入到空心转动杆301内部，进入到空心转动杆301内部的水首先进入到下固定管306内部，然后随着水位的上升进入到上固定管305内部，上固定管305和下固定管306之间连接有冲洗管307，冲洗管307与下固定管306内部连通，可以使得下固定管306内部的水进入到冲洗管307内部。

本实施例中，具体的，冲洗管307一侧排列安装有若干个喷头308，可以利用喷头308将冲洗管307内部的水喷向泥浆罐2内壁上，对泥浆罐2进行冲洗，冲洗管307上固定安装有弧形定位套309，弧形定位套309的长度小于冲洗管307的长度，弧形定位套309上设有弧形转动套310，冲洗管307两端均设有轴承套，弧形转动套310两端轴承套连接，弧形转动套310的内径与弧形定位套309的外径匹配，且弧形转动套310与弧形定位套309转动连接，弧形转动套310与弧形定位套309组合对冲洗管307进行全包围防护，可以对喷头308进行防护，避免喷头308被泥浆罐2内部的浆液堵塞，并且可以通过弧形转动套310转动一定的角度，使得喷头308暴露出来，从而可以利用喷头308进行冲洗。

本实施例中，具体的，上固定管305内部设有活塞板312，当高压清洗水进入到上固定管305内部时，可以挤压活塞板312移动，活塞板312一侧连接有第一推杆313，第一推杆313呈“Z”字形设置，上固定管305底端远离空心转动杆301的一侧开设有通槽，第一推杆313一端穿过桶槽延伸至上固定管305外部并铰接有第二推杆316，第二推杆316一端与弧形转动套310顶端铰接，当活塞板312移动并推动第一推动移动时，第一推动推动第二推杆316移动，从而可以利用第二推杆316推动弧形转动套310一定的角度，使得喷头308露出，上固定管305内部设有定位环314，定位环314与活塞板312之间设有复位弹簧315，但活塞板312在水压的作用下被推动时，此时复位弹簧315被压缩，同时定位环314和复位弹簧315可以对活塞板312进行限位；且当水压消失时，复位弹簧315可以推动活塞板312复位。

工作原理：在具体使用时，当需要对泥浆罐2内部进行清洗时，可以将排污管上的阀门打开，将泥浆罐2内污水排出，同时通过进水管将高压清洗水送入到空心转动杆301内部，然后利用驱动电机302工作表带动空心转动杆301转动，进入到空心转动杆301内部的水首先进入到下固定管306内部，然后随着水位的上升进入到上固定管305内部，上固定管305和下固定管306之间连接有冲洗管307，冲洗管307与下固定管306内部连通，可以使得下固定管306内部的水进入到冲洗管307内部，当高压清洗水进入到上固定管305内部时，可以挤压活塞板312移动，当活塞板312移动并推动第一推动移动时，第一推动推动第二推杆316移动，从而可以利用第二推杆316推动弧形转动套310旋转一定的角度，使得喷头308露出，从而可以利用若干个喷头308对泥浆罐2内壁进行冲洗，且冲洗的同时，可以利用空心转动杆301转动带动冲洗管307同步转动，可以实现对泥浆罐2内壁进行全面冲洗，保证冲洗效果好，便于二次使用，避免泥浆罐2内残留物过多，影响二次使用；

清洗结束后，当水压消失时，复位弹簧315可以推动活塞板312复位，活塞板312复位带动第一推杆313和第二推杆316移动，从而可以利用第二推杆316拉动弧形转动套310旋转一定的角度，对喷头308进行遮挡，避免喷头308被堵塞。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种钻井液携岩能力测定装置，包括底座(1)、设置在所述底座(1)上的泥浆罐(2)、设置在所述底座(1)上的模拟钻进机构(4)，以及设置在所述泥浆罐(2)与所述模拟钻进机构(4)之间的循环送料机构(5)，其特征在于：所述泥浆罐(2)内部设有旋转机构(3)，所述旋转机构(3)包括转动安装在所述泥浆罐(2)内部的空心转动杆(301)和设置在所述泥浆罐(2)上端的驱动电机(302)，所述驱动电机(302)的输出端与所述空心转动杆(301)连接，所述空心转动杆(301)周向设置有若干个冲洗组件(304)。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述模拟钻进机构(4)包括设置在所述底座(1)上方的模拟井筒(401)，以及设置在所述模拟井筒(401)内部的模拟钻柱(402)。

3.根据权利要求2所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述循环送料机构(5)包括设置在所述底座(1)上的第一螺杆送料机(501)、第二螺杆送料机(502)，以及与所述第一螺杆送料机(501)和所述第二螺杆送料机(502)连接的导料管(503)，所述导料管(503)一端与所述模拟钻柱(402)连接，所述导料管(503)另一端与所述泥浆罐(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述底座(1)上方设有旋流分离器(508)，所述旋流分离器(508)与所述模拟井筒(401)之间连接有第一密度计(507)，所述导料管(503)与所述泥浆罐(2)连接的一端设有第二密度计(506)，所述导料管(503)上还设有循环泵(504)和流量计(505)。

5.根据权利要求1或4所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述冲洗组件(304)包括设置在所述空心转动杆(301)一侧的上固定管(305)和下固定管(306)，所述上固定管(305)和下固定管(306)均与所述空心转动杆(301)内部连通，所述上固定管(305)和下固定管(306)之间连接有冲洗管(307)，所述冲洗管(307)与所述下固定管(306)内部连通。

6.根据权利要求5所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述冲洗管(307)一侧排列安装有若干个喷头(308)，所述冲洗管(307)上固定安装有弧形定位套(309)，所述弧形定位套(309)上设有弧形转动套(310)，所述弧形转动套(310)两端与所述冲洗管(307)两端设有的轴承套连接。

7.根据权利要求6所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述上固定管(305)内部设有活塞板(312)，所述活塞板(312)一侧连接有第一推杆(313)，所述第一推杆(313)一端延伸至上固定管(305)外部并铰接有第二推杆(316)，所述第二推杆(316)一端与所述弧形转动套(310)顶端铰接。

8.根据权利要求7所述的一种钻井液携岩能力测定装置，其特征在于：所述上固定管(305)内部设有定位环(314)，所述定位环(314)与所述活塞板(312)之间设有复位弹簧(315)。