一种钻井液参数测量装置及测量装置的控制方法与流程

本发明涉及钻井仪器技术领域，尤其涉及一种钻井液参数测量装置及测量装置的控制方法。

背景技术：

钻井液是用于钻井的流体，钻井液在钻井中有以下作用：(一)清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁。(二)平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。(三)传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。(四)为井下动力钻具传递动力，(五)冷却钻头、钻具。(六)利用钻井液进行地质、气测录井。钻井液钻井液密度、钻井液粘度等常规性能对钻井工作有很大的影响。其中钻井液的粘度概念为：钻井液粘度是指钻井液流动时，固体颗粒之间，固体颗粒与液体分子之间，以及液体分子之间内摩擦的总反映。

在钻井现场钻井泥浆的密度、粘度测量，主要是现场操作人员分别使泥浆比重计和马氏漏斗粘度计进行测量。泥浆比重计以天平方式通过移动砝码得到泥浆密度；马氏漏斗粘度计通过秒表手动测量从漏斗中流固定体积泥浆的时间，作为泥浆粘度值。这两种方式均需要操嘴人员手动操作、计量。操作负责、测量精度低。

基于以上存在的技术问题，本申请提供了解决以上技术问题的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钻井液参数测量装置及测量装置的控制方法，通过设置电路控制板，实现钻井现场的泥浆的参数的自动测量，解决了人工测量数据不准确的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种钻井液参数测量装置，重力传感器，超声波传感器、马氏漏斗、电磁开关、电路控制板；所述重力传感器、所述超声波传感器、以及所述电磁开关分别与所述电路控制板通信连接；所述马氏漏斗通过支撑件悬挂在所述重力传感器上，所述重力传感器测量所述马氏漏斗以及所述马氏漏斗内部注入的泥浆重量参数，并将所述重量参数发送至所述电路控制板；所述超声波传感器设置在所述马氏漏斗周测，且所述超声波传感器测量所述马氏漏斗内的不同时间段的泥浆液位参数，并将测量到的液位参数发送至所述电路控制板；所述电路控制板根据接收到的泥浆的所述重量参数以及所述液位参数控制所述电磁开关，所述电磁开关根据所述电路控制板的命令控制所述马氏漏斗内泥浆的流通；进一步的计算出泥浆的性质参数。

在本发明中，通过电路控制板实现自动计时，通过自动接收泥浆的液位参数，以及重量参数，实现对泥浆密度，以及泥浆粘度的测量，从而解决了手动测量的误差，并进一步的提高了工作效率。

进一步优选的，所述泥浆的性质参数包括泥浆密度和泥浆粘度。

进一步优选的，所述电磁开关包括电磁铁和弹性片；所述电磁铁与所述电路控制板通信连接，所述弹性片的一端与所述电磁铁接触连接；所述弹性片远离所述电磁铁的一端设置有堵塞；通过所述电路控制板发送的控制命令电磁铁的吸合从而带动所述弹性片，进一步的控制所述马氏漏斗的下部导管的关断。

在本发明中，通过电路控制板控制马氏漏斗的下部导管的关断，使其测量数据信息比较精准，可靠。

进一步优选的，包括：悬绳，所述马氏漏斗通过所述悬绳挂接在所述重力传感器的下侧。

进一步优选的，悬臂梁，所述马氏漏斗挂接在所述悬臂梁上，且所述重力传感器的设置在所述悬臂梁上。

在本发明中，重力传感器与马氏漏斗设置方式包括悬绳和悬臂梁两种方式，根据现场使用的需要，选择不同设置方式，使其使用更加灵活便捷。

进一步优选的，所述超声波传感器与所述马氏漏斗内泥浆为非接触状态。

本发明中，采用超声波液位传感器测量泥浆液位，不接触泥浆，对泥浆的流动无任何影响，使其计算后的泥浆数据更加准确稳定。

一种基于钻井液参数测量装置的控制方法，包括：在第一时间记录泥浆的第一重量值，以及第一液位值；向设定容器内注入泥浆，并进行计时；判断所述设定容器内注入的泥浆是否注满；当在设定容器内注满泥浆后，计时结束，获取第二时间；在所述第二时间记录泥浆的第二重量值，以及第二液位值；进一步计算出泥浆的性质参数。

在本发明中，通过电路控制板实现自动计时，通过自动接收泥浆的液位参数，以及重量参数，实现对泥浆密度，以及泥浆粘度的测量，从而解决了手动测量的误差，并进一步的提高了工作效率。

进一步优选的，包括：所述泥浆的性质参数包括泥浆密度和泥浆粘度。

进一步优选的，所述泥浆粘度包括：根据所述第一时间和所述第二时间获取注满所述设定容器内泥浆的计时时间；获取所述设定容器的体积；根据所述计时时间，以及所述设定容器的体积进一步获取所述泥浆粘度。

进一步优选的，所述泥浆密度包括：根据泥浆的所述第一重量值和所述第二重量值之差，获取注入所述设定容器内的泥浆重量；获取所述设定容器内注入的泥浆体积；根据所述设定容器内的泥浆重量，以及泥浆体积进一步的获取所述泥浆密度。

本发明提供的，至少带来以下一种有益效果如下：

本发明中，本发明通过泥浆液位的测量，得到固定体积泥浆流出的时间，以及相应重量的变化量，进而获得泥浆密度。对马氏漏斗不做任何修改，其测量方法与目前现场使用方法完全一致，测得结果无需任何转换。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种钻井液参数测量装置及测量装置的控制方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种钻井液参数测量装置的一个实施例的结构图；

图2是本发明一种钻井液参数测量装置的控制方法的一个实施例的流程图。

附图编号：

100.重力传感器，200.超声波传感器，300.马氏漏斗，400.电磁开关，500.电路控制板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示；本发明提供了一种钻井液参数测量装置，重力传感器100，超声波传感器200、马氏漏斗300、电磁开关400、电路控制板500；所述重力传感器、所述超声波传感器、以及所述电磁开关分别与所述电路控制板通信连接；所述马氏漏斗通过支撑件悬挂在所述重力传感器上，所述重力传感器测量所述马氏漏斗以及所述马氏漏斗内部注入的泥浆重量参数，并将所述重量参数发送至所述电路控制板；所述超声波传感器设置在所述马氏漏斗周测，且所述超声波传感器测量所述马氏漏斗内的不同时间段的泥浆液位参数，并将测量到的液位参数发送至所述电路控制板；所述电路控制板根据接收到的泥浆的所述重量参数以及所述液位参数控制所述电磁开关，所述电磁开关根据所述电路控制板的命令控制所述马氏漏斗内泥浆的流通；进一步的计算出泥浆的性质参数。

优选的，所述泥浆的性质参数包括泥浆密度和泥浆粘度。

具体的，在本实施例中，本申请的钻井液参数测量装置用于实现对于泥浆的密度和粘度的测试；粘度的计算是将一定量(通常为946ml)的钻井液在重力作用下从马氏漏斗中自由流出，通过人工记录所有钻井液流出所需时间，用时间(秒)来表示钻井液的粘度。在本申请的测量装置具体包括：钻井液参数测量装置启动后，电路控制板500控制电磁开关400的吸合，控制马氏漏斗300的下端出口处，在马氏漏斗的下端设置有定量的容器，用于承接从马氏漏斗中流出的泥浆；在马氏漏斗300注满泥浆后，电磁开关400控制其马氏漏斗的出口处，控制泥浆流出；超声波传感器200自动测量泥浆在马氏漏斗4中的液位值，同时重力传感器100测量马氏漏斗300及其所含泥浆的总重量。当液位达到测量起始位置时，所述控制电路板启动其内嵌的计时装置，并保存当前重量值为起始重量；当液位达到定量容器中固定体积泥浆流出后所在的终止位置时，停止计时，并测量当前重量值为终止重量；根据自动计时得到的时间值获得泥浆粘度，根据终起重量和始止重量的差值以及固定体积值，计算得到泥浆密度。控制电路板500将收集到所有动作命令和数据数据处理，并将测量结果输出。

本发明通过泥浆液位的测量，得到固定体积泥浆流出的时间，以及相应重量的变化量，进而获得泥浆密度。对马氏漏斗不做任何修改，其测量方法与目前现场使用方法完全一致，测得结果无需任何转换。

优选的，所述电磁开关包括电磁铁和弹性片；所述电磁铁与所述电路控制板通信连接，所述弹性片的一端与所述电磁铁接触连接；所述弹性片远离所述电磁铁的一端设置有堵塞；通过所述电路控制板发送的控制命令电磁铁的吸合从而带动所述弹性片，进一步的控制所述马氏漏斗的下部导管的关断。

具体的，参考图所示；在本申请中的电磁开关包括电磁铁和与电磁铁接触连接的一个弹片，通过电磁铁的吸合控制弹片的移动，弹片在移动过程中进一步的控制其马氏漏斗的出口处的柱塞进行开启和关断，当开启时，则有泥浆流出，否则关闭；电磁铁的吸合工作状态是由控制电路板发出的命令进行控制的。

优选的，所述支撑件包括：悬绳，所述马氏漏斗通过所述悬绳挂接在所述重力传感器的下侧。

具体的，参考图1所示；在本实施例中，重力传感器是用于测量马氏漏斗内泥浆的重量，因此，需要将马氏漏斗悬挂在重力传感器的下端，这样重力传感器才能够感应到泥浆的真实值；从而实时的测取泥浆的变化。在本实施例中通过悬绳将马氏漏斗挂接在重力传感器上。

优选的，所述支撑件包括：悬臂梁，所述马氏漏斗挂接在所述悬臂梁上，且所述重力传感器的设置在所述悬臂梁上。

具体的，参考图2所示；通过一个支撑的横梁将马氏漏斗设置在横梁上，同时在横梁上设置有重力传感器，用来测量马氏漏斗的重量。

优选的，包括：所述超声波传感器与所述马氏漏斗内泥浆为非接触状态。

本发明采用超声波液位传感器测量泥浆液位，不接触泥浆，对泥浆的流动无任何影响，使其计算后的泥浆数据更加准确稳定。

如图2所示；本发明还提供了一种基于钻井液参数测量装置的控制方法的实施例，包括：

步骤s100在第一时间记录泥浆的第一重量值，以及第一液位值；

步骤s200向设定容器内注入泥浆，并进行计时；

步骤s300判断所述设定容器内注入的泥浆是否注满；

步骤s400当在设定容器内注满泥浆后，计时结束，获取第二时间；

步骤s500在所述第二时间记录泥浆的第二重量值，以及第二液位值；

步骤s600进一步计算出泥浆的性质参数。

优选的，所述泥浆的性质参数包括泥浆密度和泥浆粘度。

具体的，在本实施例中，本申请的钻井液参数测量装置用于实现对于泥浆的密度和粘度的测试；粘度的计算是将一定量(通常为946ml)的钻井液在重力作用下从马氏漏斗中自由流出，通过人工记录所有钻井液流出所需时间，用时间(秒)来表示钻井液的粘度。本申请实现了自动化测量，因此在本申请中测量装置具体包括：钻井液参数测量装置启动后，电路控制板500控制电磁开关400的吸合，控制马氏漏斗300的下端出口处，在马氏漏斗的下端设置有定量的容器，用于承接从马氏漏斗中流出的泥浆；在马氏漏斗300注满泥浆后，电磁开关400控制其马氏漏斗的出口处，控制泥浆流出；超声波传感器200自动测量泥浆在马氏漏斗4中的液位值，同时重力传感器100测量马氏漏斗300及其所含泥浆的总重量。当液位达到测量起始位置时，该起始位置为第一液位值所述控制电路板启动其内嵌的计时装置，并保存当前重量值为起始重量，该起始位置为第一重量值；当液位达到定量容器中固定体积泥浆流出后所在的终止位置时，停止计时，并测量当前重量值为终止重量，终止位置为第二液位值，终止重量为第二重量值，根据自动计时得到的时间值获得泥浆粘度，根据终起重量和始止重量的差值以及固定体积值，计算得到泥浆密度。控制电路板500将收集到所有动作命令和数据数据处理，并将测量结果输出。

具体的，泥浆粘度包括：根据所述第一时间和所述第二时间获取注满所述设定容器内泥浆的计时时间；获取所述设定容器的体积；根据所述计时时间，以及所述设定容器的体积进一步获取所述泥浆粘度。当从马氏漏斗中，向设定容器中注入泥浆当体积达到946ml时，所需要的时间，则即为泥浆粘度。在本申请中，对于计时是通过控制电路板向电磁开关发出控制命令开始计时，当检测到向设定容器注入泥浆体积达到946ml时，控制电路板再次向电磁开关发送控制命令，关闭马氏漏斗下部出口处，从而完成泥浆粘度的测量。另外，在本申请中测量马氏漏斗中的液面位置是通过超声波流量计实现测量，该超声波流量计为了避免影响影响泥浆参数，因此并不与液面接触。

具体的，所述泥浆密度包括：根据泥浆的所述第一重量值和所述第二重量值之差，获取注入所述设定容器内的泥浆重量；获取所述设定容器内注入的泥浆体积；根据所述设定容器内的泥浆重量，以及泥浆体积进一步的获取所述泥浆密度。

本发明的通过泥浆液位的测量，得到固定体积泥浆流出的时间，以及相应重量的变化量，进而获得泥浆密度。对马氏漏斗不做任何修改，其测量方法与目前现场使用方法完全一致，测得结果无需任何转换。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。