CN2583677Y - 钻井泥浆样品在线脱气器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种钻井泥浆样品在线脱气器，属于石油地质勘探录井气测系统技术领域。该脱气器的主体部分由壳体、顶盖、底座、挡板、转动杆、搅拌棒、液位指示器、压力传感器和样品气出口管组成。壳体上面有顶盖，下面有底座，挡板水平安装在壳体内腔上半部，转动杆置于壳体内腔中心轴线上，搅拌棒安装在转动杆的下半部，液位指示器安装在壳体外侧面上，压力传感器和样品气出口管都安装在顶盖上，电动机安装在顶盖上面中心位置。该脱气器能防止外界空气混入，确保对非烃类气体的检测分析数据准确可靠。其工作启停、压力和流量都能自动控制，脱气量能满足要求。专用于新研制的钻井泥浆在线气测系统。

Description

钻井泥浆样品在线脱气器

(一)技术领域

本实用新型涉及到液体脱气技术领域，具体而言是石油地质勘探钻井泥浆在线气测系统专用的一种钻井泥浆样品在线脱气器。

(二)背景技术

目前普遍应用的石油地质勘探录井技术是对钻井泥浆中的气体组分进行检测分析，以此发现探井地层的油气显示。泥浆样品脱气器是录井气测系统的重要组成部分之一。现有的电动脱气器存在一个严重的缺点，脱出的气体中已混入了外界空气。另外，常规电动脱气器还有不能根据泥浆有无而自动启停、搅拌速率不可调、样品气流量不稳定等缺点。因此，只能用于石油钻探泥浆录井中烃类气体分析，若用于非烃类气体分析，则受外界空气影响，误差较大。为了克服这一缺点，有关科研单位在真空脱馏系统的基础上研制出一种自动真空蒸馏系统，在一定程度上克服了外界空气混入的缺点，但仍存在着非连续脱气、脱出气量小、周期长等缺点，并且结构复杂，至今未能推广应用。美国KTB公司的脱气器，在这方面作出了有益尝试，初步实现了隔离空气的电动脱气，但这种脱气器在样品气不足时仍会混入外界空气。经检索，未发现相关专利文献。

(三)发明内容

本实用新型的目的就在于为我们最近研制成功的钻井泥浆在线气测系统提供一种钻井泥浆样品在线脱气器，使该气测系统既能对烃类气体又能对非烃类气体进行在线检测分析。同时增加一些自动控制功能，克服上述其它一些缺点。上述目的是由下述技术方案实现的：

该脱气器包括机械部分和控制部分两大部分。机械部分由动力及传动部分、脱气器主体、泥浆样品入口、废液出口几大部分组成。动力及传动部分置于脱气器主体上方，泥浆样品入口、废液出口分别置于脱气器主体下方、侧面。动力及传动部分包括交流电动机和联轴器。其特征是脱气器主体由壳体、顶盖、底座、挡板、转动杆、搅拌棒、液位指示器、压力传感器和样品气出口管组成。泥浆废液出口包括出口管、软管和U型管。脱气器壳体上面有顶盖，下面有底座，挡板水平安装在壳体内腔上半部，转动杆置于壳体内腔中心轴线上，搅拌棒安装在转动杆的下半部，液位指示器安装在壳体外侧面上，压力传感器和样品气出口管都安装在顶盖上。电动机安装在顶盖上面的中心位置，联轴器置于顶盖下面，把转动杆的上端与电动机轴联接成一体。泥浆样品入口管置于底座下面中心位置。泥浆废液出口管置于脱气器壳体侧面，出口管外接软管，软管再接U形管。控制部分包括启停、搅拌速率、抽气速率三个控制回路。启停控制回路由数据服务器、输入输出控制卡、继电器控制卡、变频器1和搅拌电机组成，并依次互相连接。搅拌速率控制回路由气体压力传感器、变频器1和搅拌电机组成，并依次互相连接。抽气速率控制回路由气体压力传感器、变频器2和抽气样泵组成，并依次互相连接。

上述钻井泥浆样品在线脱气器的壳体为圆柱形状，其上端口、下端口都类似于法兰连接结构，并加密封垫，用于分别与顶盖、底座连接和密封安装。

上述钻井泥浆样品在线脱气器的底座为喇叭形状，喇叭口向上，其圆周类似槽钢形状。便于和壳体连接和密封安装。

上述钻井泥浆样品在线脱气器的挡板为圆盘形状，有中心孔并均布若干小气孔。既能挡住下面的飞溅泥浆，又能使脱离出来的气体通过档板向上进入集气腔室。

上述钻井泥浆样品在线脱气器的搅拌棒为长条板形状，共2根，其上面均布安装若干小短棒，可使泥浆搅拌效果更好，脱气更充分。

按照上述技术方案制成的钻井泥浆样品在线脱气器，能在隔离空气的情况下对钻井泥浆品进行脱气，使样品气中不再混入外界空气，确保对非烃类气体的检测分析数据准确可靠。当停钻无泥浆在循环时，搅拌电机自动停止工作。能使泥浆样品搅拌速率可调，脱气器内腔压力和泥浆液位以及泥浆样品气的流量都可保持基本稳定，最小脱气量每分钟可达150毫升。其各项技术指标都能满足钻井泥浆在线气测系统的要求，对烃类、非烃类气体在线检测分析都适用。

(四)附图说明

附图1为本实用新型的机械结构剖视示意图。

附图2为本实用新型的控制部分原理方框图。

附图1中，1是交流电动机，2是顶盖，3是联轴器，4是压力传感器，5是脱气器壳体，6是泥浆废液出口管，7是软管，8是U形管，9是底座，10是泥浆样品进口管，11是搅拌棒，12是转动杆，13是液位指示器，14是挡板，15是样气出口管。A是泥浆样品腔，B是气体样品腔。

(五)具体实施方式

如图1所示，该脱气器的机械部分由电动机1做动力，联轴器3做传动部件，安装在脱气器壳体5的上面。脱气器壳体5上面有顶盖2，下面有喇叭形状的底座9。挡板14水平安装在壳体5内腔上半部。转动杆12置于壳体5内腔中心轴线上。搅拌棒11安装在转动杆12的下半部。液位指示器13安装在壳体5外侧面上。压力传感器4和样品气出口管15都安装在顶盖2上。联轴器3把转动杆12的上端与电动机轴联成一体。泥浆样品入口管10置于底座9下面中心位置。泥浆废液出口管6置于脱气器壳体5侧面，出口管6外接软管7，软管7再接U形管8。

本脱气器的工作动态是：如图1所示，泥浆样品从进口管10进入脱气器主体的泥浆样品腔A。交流电机1带动搅拌棒11高速旋转，带动泥浆样品螺旋上升，在撞击挡板14后，泥浆飞溅，释放出的气体从挡板14上的小孔进入上部的集气腔B，再从样气出口管15排出至样品气处理单元。A腔中的泥浆样品充分脱气后，泥浆废液从出口管6排出，并经软管7和U形管8返回泥浆池。U形管8可防止外界空气从出口混入脱气器内腔。由液位指示器13监视A腔泥浆液位高低。压力传感器4用来监视B腔气体压力大小，并提供压力数据信号。

本脱气器的几个控制功能如图2所示：

(1)自动启停

当钻井起下钻时，数据服务器从综合录井仪读取的泥浆泵冲数据小于设定值时，数据服务器即发出开关控制信号，并通过输入输出控制卡、继电器控制卡和变频器1，使脱气器的搅拌电机停转。当钻井泥浆泵开启后，泵冲数据又高于设定值，又发出开关控制信号使搅拌电机转动。

(2)搅拌速率自动调节

安装在脱气器顶盖上的压力传感器4连续监测其内腔气体的压力，此压力数据作为控制信号送至变频器1，由变频器1去自动实现脱气器搅拌速率调节，以保持其内腔压力相对稳定。

(3)抽气流量自动调节

压力传感器4的压力数据作为控制信号，同时还送至变频器2，由变频器2去自动控制样品气泵的抽气流量，以保持其内腔液位相对稳定，并按要求的流量提供样品气。

Claims (5)

1.一种钻井泥浆样品在线脱气器，包括机械部分和控制部分两部分，机械部分由动力及传动部分、脱气器主体、泥浆样品入口、废液出口几大部分组成，动力及传动部分置于脱气器主体上方，泥浆样品入口、废液出口分别置于脱气器主体下方、侧面，动力及传动部分包括交流电动机(1)和联轴器(3)，其特征是脱气器主体由壳体(5)、顶盖(2)底座(9)、挡板(14)、转动杆(12)、搅拌棒(11)、液位指示器(13)、压力传感器(4)和样品气出口管(15)组成，泥浆废液出口包括出口管(6)、软管(7)和U形管(8)，脱气器壳体(5)上面有顶盖(2)，下面有底座(9)，挡板(14)水平安装在壳体(5)内腔上半部，转动杆(12)置于壳体(5)内腔中心轴线上，搅拌棒(11)安装在转动杆(12)的下半部，液位指示器(13)安装在壳体(5)外侧面上，压力传感器(4)和样品气出口管(15)都安装在顶盖(2)上，电动机(1)安装在顶盖(2)上面的中心位置，联轴器(3)置于顶盖(2)下面，把转动杆(12)的上端与电动机轴联接成一体，泥浆样品入口管(10)置于底座(9)下面中心位置，泥浆废液出口管(6)置于脱气壳体(5)侧面，出口管(6)外接软管(7)，软管(7)再外接U形管(8)，控制部分包括启停、搅拌速率、抽气速率三个控制回路，启停控制回路由数据服务器、输入输出控制卡、继电器控制卡、变频器1和搅拌电机组成，并依次互相连接，搅拌速率控制回路由气体压力传感器、变频器1和搅拌电机组成，并依次互相连接，抽气速率控制回路由气体压力传感器、变频器2和抽气样泵组成，并依次互相连接。

2.根据权利要求1所述的钻井泥浆样品在线脱气器，其特征是脱气器的壳体(5)为圆柱形状，其上端口、下端口都类似于法兰结构，并加密封垫，用于分别与顶盖、底座连接和密封安装。

3.根据权利要求1所述的钻井泥浆样品在线脱气器，其特征是脱气器的底座(9)为喇叭形状，喇叭口向上，其圆周类似槽钢形状。

4.根据权利要求1所述的钻井泥浆样品在线脱气器，其特征是脱气器的挡板(14)为圆盘形状，有中心孔并均布若干小气孔。

5.根据权利要求1所述的钻井泥浆样品在线脱气器，其特征是脱气器的搅拌棒(11)为长板条形状，共2根，其上面均布安装若干小短棒。

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