专利名称：石油钻井实时监测用中压失水仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油钻井过程实时监测设备，是一种石油钻井实时监测用中压失水仪。
背景技术：
钻井液被称为钻井工程的血液，但遗憾的是，钻井液的性能粘度、切力、失水、密度、润滑性等指标，现在无法实现实时监测。目前，石油钻井过程实时监测中对中压失水指标的监测，主要采用人工取钻井液样品后送至化验室，再进行中压失水测试。这种方法的不足是，无法做到实时监测，由于钻井过程中温度变化会引起性能变化，性能变化将会给钻井安全造成威胁，当中压失水指标无法实时监测时，直接影响钻井安全，在钻井安全受到威胁的同时，还不能及时发现油气层。
发明内容
本发明的目的是提供一种石油钻井实时监测用中压失水仪，它能够实时监测钻井过程中的中压失水指标，并能与计算机连接，使钻井过程中的压力失水指标实时显示。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现石油钻井实时监测用中压失水仪，包括底座，底座通过支撑件连接能够慢速转动的过滤管，过滤管外周安装外管，外管通过两端的轴封支撑过滤管，外管与钻井液输液管一端连接，钻井液输液管另一端与泥浆泵连接，钻井液输液管上安装单向阀，过滤管密封的一端安装传动件，传动件通过传动带与减速机连接，过滤管另一端下方安装滤液容器，滤液容器与电子天平连接电子天平安装无线发射器，外管长度方向两端均安装轴封；钻井液输液管上安装压力表及回流阀，通过调节回流阀调整过滤压力。所述过滤管由金属管和滤管组成，金属管与滤管之间焊接，滤管上均布滤孔，滤孔直径为2-10微米。外管上安装反洗水出水管，反洗水出水管另一端与反冲洗阀门连接。底座上通过支撑件安装液压伸缩阀，液压伸缩阀与连杆一端连接，连杆另一端安装过滤管盖，过滤管盖上开设环形凹槽，过滤管盖上开设进水孔，进水孔与反洗水管一端连接，反洗水管另一端与高压反洗水泵连接。外管内壁上安装刮板，刮板一端与外管内壁连接，刮板另一端与过滤管外壁相触。过滤管一端安装的传动件是链轮，链轮通过链条与主动轮啮合，主动轮通过转轴与减速机连接。本发明能够实现对钻井过程中的钻井液的中压失水指标进行实时监测。它采用泥浆泵将钻井液输送至外管与过滤管之间的环形空间内，钻井液被过滤管过滤后从过滤管内流出进入滤液容器内，通过电子天平称重后，再通过无线发射器将重量信号发射出去。钻井液的过滤压力通过泥浆泵加压，压力高低由回流阀控制。工作过程中，过滤管经减速器带动链轮慢速旋转，刮板将过滤管上过厚的泥饼刮掉，使过滤保持均衡。在一定压力下，单位时间、单位面积滤液的重量输入计算机后，根据钻井液的密度和温度，计算机软件可换算出中压失水指标，通过计算机屏幕显示，从而实现钻井液性能的实时监测。本发明提供的中压失水仪结构合理，运转平稳，能够连续传送实时数据。
附图I是本发明结构示意图。
具体实施例方式对照附图，对本发明做进一步说明。
图中33是底座，底座33通过支撑件28连接能够慢速转动的过滤管2，过滤管2外周安装外管4,外管4通过两端的轴封21支撑过滤管2,外管4与钻井液输液管5 —端连接，钻井液输液管5另一端与泥浆泵16连接，钻井液输液管5上安装单向阀6，过滤管2密封的一端安装传动件20，传动件20通过传动带I与减速机3连接，过滤管2另一端下方安装滤液容器9，滤液容器9与电子天平10连接电子天平10安装无线发射器18，外管4长度方向两端均安装轴封；钻井液输液管5上安装压力表25及回流阀15，通过调节回流阀15调整过滤压力。为了保持钻井液能够正常进入过滤管2,并使过滤管2正常运转,保持钻井液数据准确，在外管4上安装反洗水出水管7，反洗水出水管7另一端与反冲洗阀门8连接。底座33上通过支撑件安装液压伸缩阀14，液压伸缩阀14与连杆13 —端连接，连杆13另一端安装过滤管盖11，过滤管盖11上开设环形凹槽30,过滤管盖11上开设进水孔31,进水孔31与反洗水管12 —端连接，反洗水管12另一端与高压反洗水泵19连接。本发明为了保持钻井液能够及时顺畅进入过滤管2，外管4内壁上安装刮板24，刮板24 —端与外管4内壁连接，刮板24另一端与过滤管2外壁相触。带动过滤管2转动的优选方案是过滤管2 —端安装的传动件20是链轮，链轮20通过链条I与主动轮32啮合，主动轮32通过转轴与减速机3连接，这种结构还具有传动稳定，不易损坏的优点。所述过滤管2由金属管22和滤管23组成，金属管22与滤管23之间焊接，滤管23上均布滤孔，滤孔直径为2-10微米。这种结构便于制造，强度能够达到使用要求，并同时达到过滤要求，并具有易于加工、使用寿命长的优点。本发明所述过滤管2的转速设定为20-30转/分。本发明所述中压失水仪工作时泥浆泵16将钻井液通过钻井液输入管5送入外管4内，在压力的作用下，钻井液通过过滤管2上的过滤孔充满至过滤管2内，被过滤后的钻井液流入滤液容器9内，电子天平10称重后通过无线发射器18将滤液重量发送至计算机，即重量信号通过无线发射接收系统(无线传感器网络，称为WSN)发至计算机，使通过接收器将重量信号转换成电子信号，同时，回流阀15控制的压力也传入计算机。计算机将一定压力下，单位时间、单位面积滤液的重量换算出中压失水指标，通过计算机屏幕显示出来，达到实时监测的目的。当过滤管2运转一段时间后，为了保持滤液流性好，启动液压伸缩阀14，推动连杆13沿水平方向向左移，从而带动过滤管盖11左移，凹槽30卡在过滤管2壁上，开启高压反洗水泵19，将清洗水通过反洗水进水管12、进水孔31流入过滤管2内，对过滤管2内残留泥浆进行冲洗。此时，关闭泥浆泵16，开启反冲洗阀门8，将冲洗过滤管后的水通过反洗水出水管7和反冲洗阀门8排出。所示“左”、“右”位置以图示位置为准。本发明所述的石油钻井实时监测用的中压失水仪一部分是如图I所示的机械结构，安装在作业现场，另一部分是无线接收及信号转换系统，安装在井队的监测室内，通过计算机软件将钻井液压力信号、过滤液重量信号及钻井液密度通过换算在计算机屏幕上显示数据，达到实时监测的目的。由于如何在作业现场能够实现连续不断的对钻井液取样监测是本领域一直研究的重要课题，因此，本发明对该解决方案做了详述。由于将钻井过程中多种传感器的信号转换为电信号传送给计算机的技术是本领域常用技术，故本发明不做详述。本发明所述的过滤装置和反冲洗装置的启动、关闭、切换，均采用计算机控制完 成。本发明未详述内容均为公知技术。图中17是支撑架，26是支撑架，27是滚轮，29是支撑架。
权利要求
1.石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于包括底座(33)，底座(33)通过支撑件(28)连接能够慢速转动的过滤管(2)，过滤管(2)外周安装外管(4)，外管(4)通过两端的轴封(21)支撑过滤管(2 )，外管(4)与钻井液输液管(5 ) 一端连接，钻井液输液管(5 )另一端与泥衆泵(16)连接，钻井液输液管(5)上安装单向阀(6),过滤管(2)密封的一端安装传动件(20)，传动件(20)通过传动带(I)与减速机(3)连接，过滤管(2)另一端下方安装滤液容器(9)，滤液容器(9)与电子天平(10)连接电子天平(10)安装无线发射器(18)，外管(4)长度方向两端均安装轴封；钻井液输液管(5)上安装压力表(25)及回流阀(15)，通过调节回流阀(15)调整过滤压力。
2.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于所述过滤管(2)由金属管(22)和滤管(23)组成，金属管(22)与滤管(23)之间焊接，滤管(23)上均布滤孔，滤孔直径为2-10微米。
3.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于外管(4)上安装反洗水出水管(7)，反洗水出水管(7)另一端与反冲洗阀门(8)连接。
4.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于底座(33)上通过支撑件安装液压伸缩阀(14)，液压伸缩阀(14)与连杆(13) —端连接，连杆(13)另一端安装过滤管盖(11)，过滤管盖(11)上开设环形凹槽(30)，过滤管盖(11)上开设进水孔(31)，进水孔(31)与反洗水管(12) —端连接，反洗水管(12)另一端与高压反洗水泵(19)连接。
5.根据权利要求I或2所述的石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于外管(4)内壁上安装刮板(24)，刮板(24)—端与外管(4)内壁连接，刮板(24)另一端与过滤管(2)外壁相触。
6.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用中压失水仪，其特征在于过滤管(2)—端安装的传动件(20)是链轮，链轮(20)通过链条(I)与主动轮(32)啮合，主动轮(32)通过转轴与减速机(3)连接。
全文摘要
本发明提供了一种石油钻井实时监测用中压失水仪，包括底座，底座通过支撑件连接能够慢速转动的过滤管，过滤管外周安装外管，外管通过两端的轴封支撑过滤管，外管与钻井液输液管一端连接，钻井液输液管另一端与泥浆泵连接，钻井液输液管上安装单向阀，过滤管密封的一端安装传动件，传动件通过传动带与减速机连接，过滤管另一端下方安装滤液容器，滤液容器与电子天平连接电子天平安装无线发射器，外管长度方向两端均安装轴封；钻井液输液管上安装压力表及回流阀，通过调节回流阀调整过滤压力。本发明能够实时监测钻井过程中的中压失水指标，并能与计算机连接，使钻井过程中的压力失水指标实时显示。
文档编号E21B49/08GK102678108SQ20121014576
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年3月5日
发明者杨超, 韩文峰 申请人:韩文峰