混浆装置及固井系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混浆装置及固井系统，该混浆装置包括：混浆罐，设置有罐体和设置于所述罐体顶部的顶板；密度检测装置，设置于所述混浆罐上；搅拌系统，设置于所述混浆罐内部；储液罐，设置有控制阀；所述控制阀用于控制所述储液罐与所述罐体的连通；用于控制所述储液罐出口开关的控制系统，与所述控制阀及所述密度检测装置连接。因此，通过实施本实用新型的实施例能实现自动添加消泡剂，不仅消泡效果好，而且成本较低。
【专利说明】混浆装置及固井系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种混浆装置及固井系统。
【背景技术】
[0002]混浆罐在混浆时会带有大量的泡沫，会影响固井的质量，目前通常采用的方法是人为地不停往混浆罐里面加消泡剂，以消除混浆时所产生的泡沫，虽然可以有效消除泡沫，但是这种方法浪费人力资源，而且人工混合得也不均匀。
[0003]继而，曾提出一种自动消泡双室混浆罐，其结构形式如图1所示:该混浆罐包括:罐体11、消泡隔板22、循环出口 33、排出口 44及搅拌器77等部件。其中，罐体11的上部设置有防溢顶板，消泡隔板22将罐体11分成初混室和均衡室两部分，初混室和均衡室均设置有搅拌器77。循环出口 33与罐体11的初混室相连，主要用于初始泥浆循环和排污作用。排出口 44与罐体11的均衡室相连，主要用于将混好的泥浆排出到供泥浆口，供生产使用。
[0004]泥浆初始混合时，在混浆罐的罐体11的左侧空间-初混室进行，当液面超过消泡隔板22顶面高度时，泥浆顺着消泡隔板22的大圆弧面缓缓流过，由于此处泥浆与外界接触面积大，泥浆厚度薄，泥浆内部压力小，泥浆中的气泡被分离出来，流入混浆罐的罐体11右侧空间至均衡室的泥浆气泡含量减少，起到消泡的作用。
[0005]但是，采用图1中所示的结构形式时，本实用新型的发明人发现其存在以下缺点:
[0006]I)混浆罐采用消泡隔板进行消泡，效率低，不能快速有效地消除泥浆气泡，影响固井效率。
[0007]2)消泡隔板的消泡效果差，仅起到非常有限的消泡作用，影响固井质量。
实用新型内容
[0008]有鉴于此，本实用新型的一些实施例提出一种混浆装置及固井系统，能实现自动添加消泡剂，不仅消泡效果好，而且成本较低。
[0009]为达到上述目的，本实用新型的一些实施例的技术方案是这样实现的:
[0010]一方面，本实用新型的一些实施例提供了一种混浆装置，该混浆装置包括:混浆罐，设置有罐体和设置于所述罐体顶部的顶板；密度检测装置，设置于所述混浆罐上；搅拌系统，设置于所述混浆罐内部；储液罐，设置有控制阀；所述控制阀用于控制所述储液罐与所述罐体的连通；用于控制所述储液罐出口开关的控制系统，与所述控制阀及所述密度检测装置连接。
[0011]在一些实施例中，所述密度检测装置包括:液面检测器，具有控制部和传感部，所述控制部设置于所述顶板上，所述传感部设置于所述罐体内；称重传感器，设置于所述罐体上。
[0012]在一些实施例中，所述液面检测器为液位传感器。
[0013]在一些实施例中，所述储液罐设置于所述顶板上；或者，所述储液罐安装在所述混浆罐的扩散槽上或者所述搅拌系统上。[0014]在一些实施例中，所述控制系统包括:处理器，与所述液面检测器和所述称重传感器连接，用于计算泥浆的测量密度值；控制器，与所述处理器连接，用于将所述测量密度值与预存的标准密度值进行比较并根据比较结果控制所述控制阀。
[0015]在一些实施例中，所述控制阀为气动控制阀门，所述气动控制阀门设置于所述储液罐的下端。
[0016]在一些实施例中，所述搅拌系统具有固定部和搅拌部，所述固定部设置在所述顶板上，所述搅拌部设置于所述罐体的内部。
[0017]在一些实施例中，所述罐体上还设置有:用于输出混浆的灌注出口 ；用于排污的排出口 ；和/或，用于循环混浆的循环出口。
[0018]另一方面，本实用新型的一些实施例还提供一种固井系统，该固井系统设置有上述任一种所述的混浆装置。
[0019]相对于现有技术，本实用新型的一些实施例具有以下优势:
[0020]本实用新型的一些实施例提出的混浆装置设计有存储消泡剂的储液罐，并通过实时监测泥浆的重量和液面高度，确定泥浆的测量密度，并将其与泥浆的实际密度进行比较，进而判断是否出现气泡，并在检测到出现气泡需要消泡时，自动添加消泡剂，不仅消泡效果好，而且成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ]构成本实用新型的一些实施例的一部分的附图用来提供对本实用新型的一些实施例的进一步理解，本实用新型的一些实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型的一些实施例，并不构成对本实用新型的一些实施例的不当限定。在附图中:
[0022]图1为相关技术中混衆iil的结构不意图；
[0023]图2为本实用新型一些实施例提供的混浆装置的结构示意图；
[0024]图3为本实用新型一些实施例提供的混浆装置的工作原理示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]11 罐体
[0027]22消泡隔板
[0028]33 循环出口
[0029]44 排出口
[0030]77搅拌器
[0031]I 混浆罐
[0032]10 顶板
[0033]12 罐体
[0034]2 液面检测器
[0035]3 搅拌系统
[0036]4 储液罐
[0037]5 称重传感器
[0038]6 气动控制阀门
[0039]7 灌注出口[0040]8 排出口
[0041]9 循环出口
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本实用新型的一些实施例中的附图，对本实用新型的一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的一些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的实施例。
[0043]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的一些实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044]下面结合附图，对本实用新型的一些实施例的各可选实施例作进一步说明:
[0045]参照图2，其示出了本实施例的混浆装置的结构，该混浆装置主要包括:混浆罐1、密度检测装置、搅拌系统3、储液罐4及控制系统。其中，混浆罐I设置有罐体12和顶板10，顶板10设置于罐体12顶部。密度检测装置设置于混浆罐I上，用于检测混浆密度。搅拌系统3设置于混浆罐I内部，用于搅拌混浆罐I的泥浆。储液罐4设置有控制阀，控制阀用于控制储液罐4与罐体12的连通，储液罐4贮存有消泡剂。控制系统与储液罐4的控制阀及密度检测装置连接，用于根据混浆密度控制储液罐4出口开关。
[0046]上述实施例中，在混浆罐I上设计有储液罐4和密度检测装置，通过密度检测装置监测水泥浆的重量和液面高度，可计算出泥浆的测量密度值，将其与标准密度值进行比较，进而判断泥浆是否出现气泡，并在出现气泡时，控制系统控制储液罐4开启，自动添加消泡齐U，通过搅拌系统3将消泡剂和水泥浆搅拌均匀，采用消泡剂进行消泡。因此，上述实施例设计的混浆罐能够自动检测气泡的出现，并智能控制消泡剂的添加，不仅实现智能消泡，而且消泡效果好，结构简单，节约空间及成本。
[0047]上述实施例中，密度检测装置包括:液面检测器2及称重传感器5。其中，液面检测器2具有控制部和传感部，控制部设置于顶板10上，传感部设置于罐体12内，用于监测泥浆液面高度，液面检测器2的端头可卡接于混浆罐I的顶板上方。称重传感器5设置于混浆罐I的罐体12上，用于监测泥浆重量。
[0048]在一可选实施例中，液面检测器2为液位传感器，液位传感器的控制部设置于混浆罐I的顶板上，液位传感器的传感部设置于混浆罐I的罐体内，用于监测泥浆液位。其中，顶板上开设有定位孔，定位孔用于卡接液位传感器的控制部。
[0049]上述各实施例中，搅拌系统3具有固定部和搅拌部，固定部设置在顶板10上，搅拌部设置于罐体12的内部。
[0050]在一可选实施例中，储液罐4设置于顶板10上。在一可替代实施例中，储液罐4安装在混浆罐I的扩散槽上或者搅拌系统3上。
[0051]上述各实施例中，控制系统可包括:处理器和控制器，其中，处理器与液面检测器2和称重传感器5连接，用于计算泥浆的测量密度值。控制器与处理器连接，用于将测量密度值与预存的标准密度值进行比较并根据比较结果控制控制阀。控制阀与控制器连接，控制阀设置于储液罐4的下端，控制器通过控制该控制阀的开启与关闭，来对应控制储液罐4的液体出口开关。[0052]在一可选实施例中，采用气动控制方式控制消泡剂的添加，因此，上述各实施例的控制阀可为气动控制阀门6。例如，在储液罐4下端设有气动控制阀门6，通过控制气动控制阀门的开启与关闭，实现智能添加消泡剂。
[0053]需要说明的是，上述各实施例中，泥浆液面高度、泥浆重量、以及测量密度值可为实时测量值，也可以为间隔一定时间间隔进行测量得到的测量值。这可以根据具体工况进行设置，本文对此不作限制。
[0054]在一可选实施例中，罐体12上设置有灌注出口 7，灌注出口 7用于输出混浆如将搅拌好的水泥浆灌注到柱塞泵中。
[0055]在一可选实施例中，混浆罐I的罐体上还设置有排出口 8，污水经排出口 8排出。
[0056]在一可选实施例中，混浆罐I的罐体上还设置有循环出口 9，罐体的循环出口 9用于水泥浆的多次循环混浆。
[0057]在一可选实施例中，混浆装置可包括混浆罐1、液面检测器2、搅拌系统3、储液罐
4、称重传感器5、气动控制阀门6、灌注出口 7、排出口 8和循环出口 9。其中，储液罐4放置在混浆罐的顶部，储存消泡剂；称重传感器5用来计量和反馈混浆罐内泥浆的重量，液面检测器2实时监测混浆罐内的液面，用来计量和反馈泥浆的体积。
[0058]如图3所示，混浆罐I上的储液罐4储存所需的消泡剂，称重传感器5实时计量和反馈混浆罐内泥浆的重量，液面检测器2实时监测混浆罐内泥浆的液面高度，用来计量和反馈泥浆的体积。此时泥浆的实时密度可通过换算得到，并反馈到控制系统。将测量密度值与标准密度值进行比较得到差值k，当差值k不在预设的Ο-kl范围内，说明水泥浆出现了大量泡沫，这时可以通过控制气动控制阀门6开启，将储液罐4中的消泡剂注入混浆罐I中，通过搅拌系统3将消泡剂和水泥浆搅拌均匀。罐体的循环出口 9用于水泥浆的多次循环混浆,罐体的灌注出口 7是用来将搅拌好的水泥浆灌注到柱塞泵中，污水经排出口 8排出。
[0059]下面结合图3说明一下上述各实施例中混浆装置的工作过程:
[0060]S1:储液罐里面装满消泡剂。
[0061]S2:液位传感器实时检测液位情况，实时监测泥浆液面高度，进而获得水泥浆的体积。
[0062]S3:称重传感器实时测量水泥浆的重量。
[0063]S4:将反馈的体积和重量换算为测量密度值，并与预先采用密度测量装置检测的标准密度值比较，得到差值k。其中，该密度计可设置在循环出口与罐体之间的回路上。
[0064]若差值k大于预设值kl (即差值k不在预设的Ο-kl范围内)，则说明水泥浆出现了大量泡沫。其中，可根据混浆罐中泡沫的量达到需要消泡时对应的测量密度值与标准密度值进行设置。
[0065]S5:可控制气动控制阀门6开启，将储液罐4中的消泡剂打入混浆罐I中，通过搅拌系统3将消泡剂和水泥浆搅拌均匀。
[0066]从上述各实施例可以看出，混浆罐设计有存储消泡剂的储液罐，并通过实时监测泥浆的重量和液面高度，确定泥浆的测量密度，并将其与泥浆的实际密度进行比较，进而判断是否出现气泡，并在确定出现气泡需要消泡时，自动添加消泡剂，消泡效果好。另外，混浆装置采用称重传感器和液位检测器进行密度检测，不仅结构简单，节约空间，而且成本降低。[0067]本实用新型的一些实施例还提供了一种固井系统，该固井系统设有上述任一种混浆装置，由于上述任一种混浆装置具有上述技术效果，因此，设有该混浆装置的固井系统也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
[0068]以上所述仅为本实用新型的一些实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的一些实施例，凡在本实用新型的一些实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的一些实施例的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种混浆装置，其特征在于，包括: 混浆罐(I)，设置有罐体(12)和设置于所述罐体(12)顶部的顶板(10)； 密度检测装置，设置于所述混浆罐(I)上； 搅拌系统(3)，设置于所述混浆罐(I)内部； 储液罐(4)，设置有用于控制所述储液罐(4)与罐体(12)连通的控制阀； 用于控制所述储液罐(4)出口开关的控制系统，与所述控制阀及所述密度检测装置连接。
2.根据权利要求1所述的混浆装置，其特征在于，所述密度检测装置包括: 液面检测器(2)， 具有控制部和传感部，所述控制部设置于所述顶板(10)上，所述传感部设置于所述罐体(12)内； 称重传感器(5)，设置于所述罐体(12)上。
3.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述液面检测器(2)为液位传感器。
4.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述储液罐(4)设置于所述顶板(10)上。
5.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述储液罐(4)安装在所述混浆罐(I)的扩散槽上或者所述搅拌系统(3)上。
6.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述控制阀为气动控制阀门(6)，所述气动控制阀门(6)设置于所述储液罐(4)的下端。
7.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述搅拌系统(3)具有固定部和搅拌部，所述固定部设置在所述顶板(10)上，所述搅拌部设置于所述罐体(12)的内部。
8.根据权利要求2所述的混浆装置，其特征在于，所述罐体(12)上还设置有: 用于输出混浆的灌注出口(7)； 用于排污的排出口⑶；和/或， 用于循环混浆的循环出口(9)。
9.根据权利要求2至8任一项所述的混浆装置，其特征在于，所述控制系统包括: 处理器，与所述液面检测器(2)和所述称重传感器(5)连接，用于计算泥浆的测量密度值； 控制器，与所述处理器连接，用于将所述测量密度值与预存的标准密度值进行比较并根据比较结果控制所述控制阀。
10.一种固井系统，其特征在于，设置有权利要求1至9任一项所述的混浆装置。
【文档编号】E21B33/13GK203796219SQ201420227585
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】杨平, 吴攀攀, 舒乐华 申请人:三一重型能源装备有限公司