专利名称：一种地质录井自动取岩屑清洗装置的制作方法
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。
技术背景在石油钻井过程中，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，然后将粘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工作，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、刮风下雨或严寒冷冬，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，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工作、采样准确可靠的地质 录井自动取岩屑清洗装置。本实用新型的技术方案如下本实用新型由取砂进口管线、取砂泵、取砂出口管线、取砂振动筛、振动筛泥浆出 口管、翻转杯轴、取砂杯、挡砂板、翻转电磁铁、取砂控制槽电磁铁组、取砂控制槽轴、总控制 箱、污水沉淀箱、取砂控制槽、水箱、排污阀、连通管、回水管、搅拌器马达、回水状态传感器、 进水管线、洗砂筒、洗砂杯、水泵、搅拌器、污水泵、超声波换能器、转盘马达、放水阀门、转盘 轴承、转盘位置传感器、储砂杯、磁铁、污水管、转盘、污水池、支架组成，其结构组装关系如 下取砂泵两侧分别与取砂进口管线和取砂出口管线相连接，取砂进口管线插入泥浆缓冲 池的泥浆中，取砂出口管线置于钻井泥浆罐上的取砂振动筛上方；取砂振动筛安装在支架 顶部，支架侧面设有取砂杯、挡砂板、取砂控制槽、洗砂筒、水泵、转盘、总控制箱、污水沉淀 箱、污水泵，整个支架搭放在泥浆大罐靠泥浆沉砂池的一侧；取砂控制槽通过取砂控制槽轴 安放在支架上，取砂控制槽的尾部嵌有磁铁，在与磁铁相对应的左右两侧对装着一个取砂 控制槽电磁铁组；总控制箱内部设有变压器、控制单片机板、超声波电路板和开关，通过多 条数据和动力电缆与各个传感器、电器相连接；洗砂筒内设有洗砂杯，洗砂杯下部设有超声 波换能器，中部设有一个搅拌器，搅拌器的轴杆穿出洗砂筒与筒外的搅拌器马达相连接，洗 砂筒的底部连接有放水阀门，洗砂筒的侧面下部通过进水管线连接到水箱中，侧面上部通 过回水状态传感器连接回水管，最后插入到水箱中；在洗砂筒的下方设有一个转盘，转盘通过轴承组合固定在支架上，转盘的轴上连接有转盘马达，转盘上装有多个凹形的杯座，每个 杯座中放有一个储砂杯，每个储砂杯的开口朝上，转盘轴的支架上设有由霍尔元件制作的 转盘位置传感器，转盘的每个储砂杯的位置上设有一块磁铁；转盘下方设有一个污水池，污 水池的管线通过污水泵连接到污水沉淀箱中，污水沉淀箱与水箱并放，两个箱体上部由连 通管相连接，箱体下面分别设有排污阀；取砂泵、取砂振动筛、翻转电磁铁、取砂控制槽电磁 铁组、搅拌器马达、回水状态传感器、水泵、污水泵、转盘马达、放水阀门、转盘位置传感器通 过动力及控制电缆与总控制箱相连接。工作时，将该装置安装在设有泥浆振动筛的泥浆罐 箱体旁侧的支架上，取砂进口管线连接到泥浆缓冲池主管线下，开启取砂泵，将泥浆和岩屑 抽吸到泥浆大罐外侧的取砂振动筛上，进行岩屑和泥浆分离，分离后的泥浆进入泥浆罐中， 岩屑滤出后落入取砂杯中。当钻井施工需要进行地质岩屑采集时，总控制箱发出指令，控制 且在取样的时间范围内，系统对取砂控制槽电磁铁组加载电极，使得取砂控制槽沿着取砂 控制轴旋转，取砂控制槽离开洗砂筒的开口处，同时，关闭翻转电磁铁电极，使得取砂杯处 于重力平衡控制状态，当岩屑的重量大于取砂杯平衡块的重量时，取砂杯翻转将岩屑顺着 挡砂板倒入洗砂筒中；如果系统是刚刚取过岩屑，且在取样的时间范围之外，系统控制将取 砂控制槽转到洗砂筒上方罩好，当取砂杯翻转时，将多余的岩屑通过取砂控制槽的斜坡，排 放到泥浆沉砂池中；砂子落入到洗砂筒后，堆积在洗砂杯中，系统控制打开水泵向洗砂杯注 水，当洗砂杯注满水后，水通过上部的回水管流出洗砂筒，当水流通过回水状态传感器时， 冲击传感器的叶片转动，发送出脉冲信号，系统控制关闭水泵，打开搅拌器马达搅拌泥浆及 岩屑，同时开启超声波换能器对岩屑进行超声波清洗，清洗一段时间后，系统开启放水阀门 将岩屑和泥浆从洗砂筒中放出，冲到下方的储砂杯中，水和泥浆穿过储砂杯底部的滤网，流 入污水池中，而岩屑则留存在储砂杯的底部，完成一个取样作业后，系统开启转盘马达转动 转盘，当磁铁经过转盘位置传感器后，产生脉冲信号，系统关闭转盘马达，此时，下一个储砂 杯的开口正处于放水阀门的下方，做好下一次的取砂准备工作，系统累计完成的取砂次数， 周而复始，当全部储砂筒装满岩屑后，达到系统最大取砂次数时，系统发出信号，通知地质 录井工人将另一套储砂杯换下装满的杯子，将岩屑取回地质驻井房，进行烘干及装包工作。 如果岩屑在洗砂筒中一次清洗不能达到取样标准要求，系统可以控制先不打开放水阀门， 而采取开启水泵，将清洗筒中的污水替出，进行二次换水清洗直到满足取样要求。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，超声波清洗干净且节水，还可减少地质 队人员配置，减轻工人劳动强度，加装保温设施后，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。
图1为本实用新型的立体结构示意图，图中标号“1”、“2”分别为泥浆主管线和泥 浆缓冲池，为钻机的配套设施。图2为储砂杯的立体结构示意图。
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，本实用新型由取砂进口管线3、取砂泵4、取砂出口管线5、取砂振动 筛6、振动筛泥浆出口管7、翻转杯轴8、取砂杯9、挡砂板10、翻转电磁铁11、取砂控制槽电磁铁组12、取砂控制槽轴13、总控制箱14、污水沉淀箱15、取砂控制槽16、水箱17、排污阀 18、连通管19、回水管20、搅拌器马达21、回水状态传感器22、进水管线23、洗砂筒对、洗砂 杯25、水泵沈、搅拌器27、污水泵观、超声波换能器四、转盘马达30、放水阀门31、转盘轴 承32、转盘位置传感器33、储砂杯34、磁铁35、污水管36、转盘37、污水池38、支架39组成。 其中取砂杯9为一杯形砂网，其中部侧面设有一个横向轴，下方连接一个重物平衡块，平 衡块上嵌装有磁铁，与支架39上的翻转电磁铁11相对应。洗砂筒M为一顶部带有漏斗型 敞口的容器，内设有洗砂杯25、超声波换能器四和搅拌器27。储砂杯34为一杯状敞口容 器，容器的底面设有中心孔，其上设有滤网。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或连接到计算机串口设备上，由计算机远程控制取样。如果是 在寒冷的冬季施工，可以在整个装置的外边制作一个防护罩，防护罩内衬保温层，并可以做 电加热，只将取砂控制槽16开口通向护罩外、将储砂杯34处做一个小门，方便储砂杯34的 换取，将有效防止防护罩内热量流失，防止装置部件及岩屑冻结。为了使用安全该装置动力 电源采用12V或24V安全电压供电。搅拌器马达21、转盘马达30所采用马达均为带齿轮减 速机的马达。
权利要求1. 一种地质录井自动取岩屑清洗装置，由取砂进口管线(3)、取砂泵G)、取砂出口管 线(5)、取砂振动筛(6)、振动筛泥浆出口管(7)、翻转杯轴(8)、取砂杯(9)、挡砂板(10)、 翻转电磁铁(11)、取砂控制槽电磁铁组(12)、取砂控制槽轴(13)、总控制箱(14)、污水沉 淀箱(15)、取砂控制槽(16)、水箱(17)、排污阀(18)、连通管(19)、回水管(20)、搅拌器马 达(21)、回水状态传感器(22)、进水管线(23)、洗砂筒(M)、洗砂杯(25)、水泵( )、搅拌 器(27)、污水泵(观)、超声波换能器( )、转盘马达(30)、放水阀门(31)、转盘轴承(32)、 转盘位置传感器(33)、储砂杯(34)、磁铁(35)、污水管(36)、转盘(37)、污水池(38)、支架 (39)组成，其特征在于，其结构组装关系如下取砂泵⑷两侧分别与取砂进口管线(3)和 取砂出口管线(5))相连接，取砂进口管线(3)插入泥浆缓冲池(2)的泥浆中，取砂出口管 线( 置于钻井泥浆罐上的取砂振动筛(6)上方；取砂振动筛(6)安装在支架(39)顶部， 支架(39)侧面设有取砂杯(25)、取砂控制槽(16)、洗砂筒(24)、水泵(26)、转盘(37)、总控 制箱(14)、污水沉淀箱(15)、污水泵( )，整个支架(39)搭放在泥浆大罐靠泥浆沉砂池的 一侧；取砂控制槽(16)通过取砂控制槽轴(1 安放在支架(39)上，取砂控制槽(16)的尾 部嵌有磁铁，在与磁铁相对应的左右两侧对装着一个取砂控制槽电磁铁组(1 ；总控制箱 (14)内部设有变压器、控制单片机板和开关，通过多条数据和动力电缆与各个传感器、电器 相连接；洗砂筒04)内设有洗砂杯(25)，洗砂杯0 下部设有超声波换能器09)，中部设 有一个搅拌器(27)，搅拌器(27)的轴杆穿出洗砂筒04)与筒外的搅拌器马达相连 接，洗砂筒04)的底部连接有放水阀门(31)，洗砂筒04)的侧面下部通过进水管线03) 连接到水箱(17)中，侧面上部通过回水状态传感器0 连接回水管(20)，最后插入到水 箱(17)中；在洗砂筒04)的下方设有一个转盘(37)，转盘(37)通过轴承组合固定在支架 (39)上，转盘(37)的轴上连接有转盘马达(30)，转盘(37)上装有多个储砂杯(34)，每个 储砂杯(34)的开口朝上，转盘轴的支架上设有由霍尔元件制作的转盘位置传感器(33)，转 盘(37)的每个储砂杯(34)的位置上设有一块磁铁(3 ；转盘(37)下方设有一个污水池 (38)，污水池(38)的管线通过污水泵08)连接到污水沉淀箱(1 中，沉淀沉淀池(15)与 水箱(17)并放，两个箱体上部由连通管(19)相连接，箱体下面分别设有排污阀(18)；取砂 泵G)、取砂振动筛(6)、翻转电磁铁(11)、取砂控制槽电磁铁组(12)、搅拌器马达01)、回 水状态传感器(22)、水泵(沈)、污水泵(28)、转盘马达(30)、放水阀门(31)、转盘位置传感 器(3 通过动力及控制电缆与总控制箱(14)相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种地质录井自动取岩屑清洗装置，由取砂进口管线、取砂泵、取砂出口管线、取砂振动筛、振动筛泥浆出口管、翻转杯轴、取砂杯、挡砂板、翻转电磁铁、取砂控制槽电磁铁组、取砂控制槽轴、总控制箱、污水沉淀箱、取砂控制槽、水箱、排污阀、连通管、回水管、搅拌器马达、回水状态传感器、进水管线、洗砂筒、洗砂杯、水泵、搅拌器、污水泵、超声波换能器、转盘马达、放水阀门、转盘轴承、转盘位置传感器、储砂杯、磁铁、污水管、转盘、污水池、支架组成。该装置结构新颖，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，超声波清洗干净且节水，加装保温设施后，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。
文档编号E21B21/00GK201843609SQ20102061190
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者张洪新, 张越 申请人:张越