一种浮动式定量脱气机的制作方法

本发明涉及一种浮动式定量脱气机，应用在石油地质钻探的综合录井，对上返泥浆进行破碎并收集分析脱离的气体，本发明属于气测录井技术设备领域。

背景技术：

在钻进过程中，赋存岩层中的油气进入循环的泥浆中上返地表，气测录井技术用于检测和分析上返泥浆中的油气信息，推断钻进地层的油气情况。目前使用的脱气机主要存在以下问题：一、脱气效果的不精准，大部分脱气机采用筒式结构，与泥浆液面存在间隙，破碎泥浆后所含油气不能全部进入采集装置。由于泥浆泵和地层影响，上返泥浆流量时刻变化，每次吸取泥浆量不同，采集的气体含量不同，严重影响油气分析的精确性。二、脱气机随液面变化能力差，由于地层压力和泥浆泵的影响，泥浆液面上下浮动变化大，多数脱气机通过手摇螺杆式调节支架或者脱气筒高度，不能实时跟随液面变化，若液面过低，容易使脱气机“空转”；若液面过高，容易使泥浆进入集气管道。三、当发生漏失或井涌时，泥浆液面突然下降或降低，人员不能及时到场。四、整体结构拆装复杂，器材笨重，脱气机容易出现故障，至少需要两名工作人员，而且在泥浆池边上操作，人身安全没有保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种浮动式定量脱气机。本发明能同步紧密接触泥浆液面，保持进入脱气筒的泥浆处于适宜破碎分析的定量状态，设置液面上下限的保护措施，防止泥浆液面突然升高或降低导致脱气机“空转”或抽泥浆进入采集装置等事故的发生。

本发明包括支架、吸浆头、防爆定量泵、双层沉淀箱、加热器、搅拌器、防爆电机、单向阀、环形挡板、导管、出浆口、过滤器、压力表、防爆真空泵、数据终端和电路控制系统，支架架于泥浆通道上方，支架由支架导轨、滑块、大导轮和小导轮组成，滑块位于支架导轨上并能滑动，大导轮和小导轮设置在滑块上，吸浆头的连接管从大导轮和小导轮间穿过与软管连接；

吸浆头位于支架上，吸浆头由本体、气囊、过滤筛网、固定销、连接管和延时限位继电器组成，气囊包裹在本体外，过滤筛网的两端通过固定销枢接在本体内的下方，过滤筛网能自由转动；连接管位于过滤筛网上方，连接管的上下端设置延时限位继电器；吸浆头通过连接管和软管连接到防爆定量泵，防爆定量泵连接到双层沉淀箱，双层沉淀箱连接到加热器，加热器连接到脱气筒；

外壳、搅拌器、防爆电机、单向阀和环形挡板组成脱气筒，搅拌器由螺旋叶、矩形叶和搅拌轴组成，螺旋叶和矩形叶设置在搅拌轴上，防爆电机设置外壳上，搅拌轴与防爆电机的输出轴连接，单向阀设置在外壳上，外壳上开设有相对的出浆口和集气口，集气口的位置高于出浆口，环形挡板设置在矩形叶上方，环形挡板位于矩形叶上方约cm处，环形挡板位于集气口下方和出浆口上方，环形挡板倾斜的角度为°；脱气筒的出浆口通过连接管的连接到泥浆池，脱气筒的集气口气管连接到过滤器，过滤器连接到压力表，压力表连接到防爆真空泵，防爆真空泵连接到数据处理终端。

电路控制系统控制延时限位继电器、防爆定量泵、防爆电机和防爆真空泵工作，延时限位继电器正常情况下断开，当上返泥浆液面上升或下降到一定位置，吸浆头也随之上升或下降，触发延时限位继电器延时2～4s闭合，电路控制系统判断工作状况异常，切断防爆定量泵、防爆电机和防爆真空泵电源，停止工作；待上返泥浆液面恢复正常，延时限位继电器延时2～4s断开，电路控制系统判断工作状态恢复正常，闭合防爆定量泵、防爆电机和防爆真空泵电源。

所述的加热器内壁具有聚四氟乙烯涂层。

工作时，吸浆头的气囊充气使吸浆头浮于上返泥浆的液面，过滤筛网过滤上返泥浆夹杂的大颗粒物质；搅拌器的螺旋叶提供泥浆上升力和进行第一次破碎，矩形叶进行第二次破碎泥浆。

本发明的工作过程和原理：

吸浆头在防爆定量泵作用下吸入上返泥浆，过滤筛网能过滤泥浆中大颗粒的杂质，避免大颗粒杂质堵塞软管和防爆定量泵，过滤筛网绕固定销旋转，刮除腔体内壁附着的泥皮。延时限位继电器正常情况下断开，当上返泥浆液面上升或下降到一定位置，吸浆头也随之上升或下降，触发延时限位继电器延时闭合，电路控制系统判断工作状况异常，切断防爆定量泵和防爆电机和防爆真空泵电源，停止工作；待上返泥浆液面恢复正常，延时限位继电器延时断开，电路控制系统判断工作状态恢复正常，闭合防爆定量泵、防爆电机和防爆真空泵电源，达到自动调控和辨别真假触发的目的。延时触发的时间为2～4秒可调。

泥浆经过双层沉淀箱时，质量大的岩屑杂质沉淀，在泥浆流经加热器的时间内加热泥浆到80℃，使C4～C6的烃类气化，便于下一步脱气。加热器内部附聚四氟乙烯涂层，能抗酸抗碱耐高温，提高加热器的使用寿命。加热泥浆进入脱气筒破碎脱气，螺旋叶提供泥浆上升力和第一次破碎，矩形叶进行第二次破碎泥浆，达到充分破碎的作用，同时在较密闭的空间内脱气，保证气测数据的精准性。环形挡板由出浆口到集气口方向呈10°，并非常规的水平0°，设计倾斜10°能辅助泥浆排出，减少泥浆液滴飞溅入集气口。泥浆直接通入泥浆池，脱气筒上端安装防爆电机，侧面安装单向阀，当脱气筒内气压低于大气压时，单向阀打开补充脱气筒内气压，泥浆池内的泥浆不会被回吸进脱气筒。从泥浆中脱出的气体在防爆真空泵抽吸作用下，进入集气管道的过滤器，滤去气体中的水分及被吸入管道的少许泥浆液滴，压力表能检测脱气筒内气压变化。

本发明的有益效果：

1.本发明具有随液浮动调节功能，吸浆头在气囊作用下可以随着泥浆液面的变化紧贴液面，相比调节支架高度的方式，不需要人员现场操作，更为安全迅速，相比在笨重的脱气筒下部安装气囊的方式，更节省空间，便于控制，能有效避免因脱离液面而造成的气测资料遗失和脱气机“空转”，也能避免当泥浆液面过高时，泥浆被吸入集气装置中。

2.本发明具有定量密闭脱气功能，配备的定量泵能够控制吸入泥浆的量，底座封闭的脱气筒能防止泥浆中脱出的气体逸出，在防爆真空泵作用下被吸入集气装置分析，相比于传统的脱气机方式，浮动的泥浆液面会影响气体的采集完整性。

3.本发明具有防触底和溢满功能，吸浆头处装有两个限位延时继电器，当泥浆液面达到设定上下限时，触发延时继电器闭合，电路控制系统判断工作状况异常，切断防爆定量泵，防爆电机和防爆真空泵电源开关，待泥浆液面恢复正常，延时继电器断开，电路控制系统判断工作状态恢复正常，闭合防爆定量泵，防爆电机和防爆真空泵电源开关，在遇到突发事故如涌气涌水或大量漏失导致泥浆液面变化较大的情况下及时自动保护脱气机，避免工作人员不能及时赶到现场处理导致仪器损坏。

4.本发明具有引流和二次破碎的功能，改进的搅拌器分为螺旋叶和矩形叶，螺旋叶小于正常脱气机的搅拌叶片尺寸，主要起到引流的作用并进行一次破碎，矩形叶边框较宽，与泥浆碰撞面积较大，充分破碎引流的泥浆，起到二次破碎的效果，使得泥浆中的气体充分脱出，提高气测数据的精准性。

5.本发明具有拆装方便，操作简单，易维护，使用寿命长的特点，只需一名工作人员便能完成管路连接和调试。传统笨重的脱气机至少需要两名工作人员。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的吸浆头结构示意图。

图3为本发明的支架结构示意图。

图4为本发明的搅拌器结构示意图。

图5为本发明的环形挡板结构示意图。

图6为本发明的电路控制系统示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明包括支架3、吸浆头2、防爆定量泵5、双层沉淀箱6、加热器7、搅拌器8、防爆电机9、单向阀10、环形挡板11、导管12、出浆口13、过滤器15、压力表16、防爆真空泵17、数据终端18和电路控制系统，支架3架于泥浆通道上方，支架3由支架导轨31、滑块32、大导轮33和小导轮34组成，滑块32位于支架导轨31上并能滑动，大导轮33和小导轮34设置在滑块32上，吸浆头2的连接管24从大导轮33和小导轮34间穿过与软管4连接；

吸浆头2位于支架3上，吸浆头2由本体26、气囊21、过滤筛网22、固定销23、连接管24和延时限位继电器25组成，气囊21包裹在本体26外，过滤筛网22的两端通过固定销23枢接在本体26内的下方，过滤筛网22能自由转动；连接管24位于过滤筛网22上方，连接管24的上下端设置延时限位继电器25；吸浆头2通过连接管24和软管4连接到防爆定量泵5，防爆定量泵5连接到双层沉淀箱6，双层沉淀箱6连接到加热器7，加热器7连接到脱气筒；

外壳19、搅拌器8、防爆电机9、单向阀10和环形挡板11组成脱气筒，搅拌器8由螺旋叶81、矩形叶82和搅拌轴83组成，螺旋叶81和矩形叶82设置在搅拌轴83上，防爆电机9设置外壳19上，搅拌轴83与防爆电机9的输出轴连接，单向阀10设置在外壳19上，外壳19上开设有相对的出浆口13和集气口20，集气口20的位置高于出浆口13，环形挡板11设置在矩形叶82上方，环形挡板11位于矩形叶82上方约10cm处，环形挡板11位于集气口20下方和出浆口13上方，环形挡板11倾斜的角度为10°；脱气筒的出浆口13通过导管12的连接到泥浆池14，脱气筒的集气口20气管连接到过滤器15，过滤器15连接到压力表16，压力表16连接到防爆真空泵17，防爆真空泵17连接到数据处理终端18。

电路控制系统控制延时限位继电器25、防爆定量泵5、防爆电机9和防爆真空泵17工作，延时限位继电器25正常情况下断开，当上返泥浆1液面上升或下降到一定位置，吸浆头2也随之上升或下降，触发延时限位继电器25延时2～4s闭合，电路控制系统判断工作状况异常，切断防爆定量泵5、防爆电机9和防爆真空泵17电源，停止工作；待上返泥浆1液面恢复正常，延时限位继电器25延时2～4s断开，电路控制系统判断工作状态恢复正常，闭合防爆定量泵5、防爆电机9和防爆真空泵17电源。

所述的加热器7内壁具有聚四氟乙烯涂层。

工作时，吸浆头2的气囊21充气使吸浆头2浮于上返泥浆1的液面，过滤筛网22过滤上返泥浆1夹杂的大颗粒物质；搅拌器8的螺旋叶81提供泥浆上升力和进行第一次破碎，矩形叶82进行第二次破碎泥浆。

所述的电路控制系统是可编程逻辑控制器，是现有技术。

本实施例的工作过程和原理：

吸浆头2在防爆定量泵5作用下吸入上返泥浆1，过滤筛网22能过滤泥浆中大颗粒的杂质，避免大颗粒杂质堵塞软管4和防爆定量泵5，过滤筛网22绕固定销23旋转，刮除腔体内壁附着的泥皮。延时限位继电器25正常情况下断开，当上返泥浆1液面上升或下降到一定位置，吸浆头2也随之上升或下降，触发延时限位继电器25延时闭合，电路控制系统判断工作状况异常，切断防爆定量泵5和防爆电机9和防爆真空泵17电源，停止工作；待上返泥浆1液面恢复正常，延时限位继电器25延时断开，电路控制系统判断工作状态恢复正常，闭合防爆定量泵5、防爆电机9和防爆真空泵17电源，达到自动调控和辨别真假触发的目的。延时触发的时间为2～4秒可调。

泥浆经过双层沉淀箱6时，质量大的岩屑杂质沉淀，在泥浆流经加热器7的时间内加热泥浆到80℃，使C4～C6的烃类气化，便于下一步脱气。加热器7内部附聚四氟乙烯涂层，能抗酸抗碱耐高温，提高加热器的使用寿命。加热泥浆进入脱气筒破碎脱气，螺旋叶81提供泥浆上升力和第一次破碎，矩形叶82进行第二次破碎泥浆，达到充分破碎的作用，同时在较密闭的空间内脱气，保证气测数据的精准性。环形挡板11由出浆口13到集气口19方向呈10°，并非常规的水平0°，设计倾斜10°能辅助泥浆排出，减少泥浆液滴飞溅入集气口20。泥浆直接通入泥浆池14，脱气筒上端安装防爆电机9，侧面安装单向阀10，当脱气筒内气压低于大气压时，单向阀10打开补充脱气筒内气压，泥浆池14内的泥浆不会被回吸进脱气筒。从泥浆中脱出的气体在防爆真空泵5抽吸作用下，进入集气管道的过滤器15，滤去气体中的水分及被吸入管道的少许泥浆液滴，压力表16能检测脱气筒内气压变化。