专利名称：钻井岩屑全自动清洗机及其清洗方法
技术领域：
本发明属于钻井和录井技术领域，具体涉及钻井岩屑全自动清洗机及其清洗方法。
背景技术：
钻井过程中产生的岩屑是认识地层的重要信息，是发现和评价油气层的重要依据。钻井过程中，需要对岩屑中的砂岩进行分析，以获取其准确的地质信息，及时掌握油、气储层的位置和深度，便于调整钻探方向。钻井岩屑被泥浆从井下带上来时含有大量的泥浆，因此必须对其进行清洗得到干净的砂岩。目前我国石油行业一直靠人工捞取和清洗岩屑，钻机没钻进一米，需要清洗和保存一个砂样，人工洗砂整个过程约需30分钟，因受时间、数 量、标准等限制，工作繁琐，任务量大，效率低，易漏失。由于现代钻井技术的飞速发展，钻井速度得到大幅度提高，靠人工捞取和清洗岩屑已经很难满足钻井和录井的工艺要求，迫切需要机械化的自动化洗砂设备。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钻井岩屑全自动清洗机及其清洗方法，其能够很好地对钻井岩屑进行清洗，并直接获得干净的砂岩，配以自控设备后，可实现全自动清洗，整个设备体积大大降低，效率大为提高，能够满足油田现场作业要求。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是钻井岩屑全自动清洗机，包括收砂腔9，在收砂腔9中设置有废水容腔7，废水容腔7中设置有侧面漏水的漏斗状洗砂斗6，洗砂斗6底端接电机11由其带动旋转，洗砂斗6顶端上方设置接进水管道的喷水口 2。更进一步，在送砂路线上设置有感应装置18，所述进水管道上设置高压水泵1，感应装置18的输出信号接自动控制器17，自动控制器17根据接收到的信号，输出控制信号控制所述高压水泵I的启闭以及所述电机11的旋转速度和旋转时间。所述洗砂斗6的上边沿5高于废水容腔7，且上边沿5的侧面封闭不漏水。所述洗砂斗6的内壁由80目的不锈钢滤网8构成。所述滤网8上的孔间距为Imm,孔径为Φ O. 15mm,采用激光方式在O. 5mm Imm厚的不锈钢板上打孔而成。所述洗砂斗6的锥角范围为60° 70°，底端固定连接转轴。所述洗砂斗6的底端为漏水透网，该透网上的孔间距为1mm，孔径为Φ0. 15mm，采用激光方式在O. 5mm Imm厚的不锈钢板上打孔而成，外形呈半球状，向上突出，漏出的水通过洗砂斗6下部的出水口 16排出。本发明还提供了一种基于所述钻井岩屑全自动清洗机的清洗方法，包括如下步骤
将待清洗钻井岩屑置入洗砂斗6 ；由喷水口 2向洗砂斗6中的钻井岩屑喷水；由电机11带动洗砂斗6以转速80rpm IOOrpm旋转对其内部的钻井岩屑进行清洗，维持时间3min ；由电机11带动洗砂斗6以转速400rpm 450rpm旋转对清洗后的钻井岩屑进行脱水和甩砂，维持时间2min ；脱出的水经由废水容腔7从其底部的排水口 10排出；甩出的砂经由收砂腔9从其底部的落砂口 15排出收集。所述电机11在对钻井岩屑进行清洗的时候，维持转速不变，每间隔30s时间，旋转方向切换一次。更佳地，在送砂路线上设置有感应装置18，喷水口 2连接的进水管道上设置高压水泵I，感应装置18的输出探测信号接自动控制器17，在工作状态下，当自动控制器17接收到感应装置18发送的送砂信号，则输出控制信号控制打开高压水泵I使得喷水口 2喷水，并输出控制信号控制电机11进行相应时间和方向的清洗旋转和脱水甩砂旋转。本发明与现有技术相比，具有以下优点1、通过洗砂斗6的低速正、反向旋转与高压水共同作用使钻井岩屑得到充分的清洗，极大的提高了砂岩的清洗效率。2、洗砂斗6的转动和高压水的冲洗共同作用，能避免滤网的堵塞。3、洗砂斗6的结构保证了在洗砂斗6高速转动时，能实现砂岩的自动卸料，避免砂岩的二次破坏，缩短洗砂周期，实现洗砂过程自动化。4、洗砂斗6所用滤网的制作工艺，保证了洗砂机滤网具有良好的过滤效果、足够的结构强度和一定的使用寿命。5、洗砂斗6的两种工作方式，既保证了洗砂效果，又实现了整个洗砂过程的全自动化。6、突破了现有洗砂设备的结构和工作原理，设备体积小、重量轻，便于在现场使用。
附图是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。如附图所示，本发明为钻井岩屑全自动清洗机，包括收砂腔9，收砂腔9顶部送砂口 3处有挡砂板4，以避免加砂过程中出现砂石散落到外部。在收砂腔9中设置有废水容腔7，废水容腔7中设置有锥角范围为60° 70°的漏斗状洗砂斗6，洗砂斗6的侧面能够漏水，内壁由80目的不锈钢滤网8构成。洗砂斗6的上边沿5高于废水容腔7，且上边沿5的侧面封闭不漏水，防止甩砂过程中水分从该处渗入到最终的砂中。洗砂斗6底端固定连接电机11的转轴由其带动旋转。电机11安装于电机保护罩12中，电机保护罩12安装在四脚钢架13上实现固定。
其中，洗砂斗6的底端为漏水透网，漏水透网与滤网8的孔间距均为1mm，孔径为Φ0. 15mm,采用激光方式在O. 5mm Imm厚的不锈钢板上打孔而成,夕卜形呈半球状，向上突出，漏出的水通过洗砂斗6下部的出水口 16排出。洗砂斗6顶端上方设置接进水管道的喷水口 2。喷水口 2的送砂路线上设置有感应装置18，所述进水管道上设置高压水泵1，感应装置18的输出信号接自动控制器17，自动控制器17根据接收到的该信号，输出控制信号控制所述高压水泵I的启闭以及所述电机11的旋转速度和旋转时间。所述钻井岩屑全自动清洗机的清洗方法，包括如下步骤将待清洗钻井岩屑从送砂口 3送入洗砂斗6 ；感应装置18获取送砂信号，自动控制器17接收该信号后，输出控制信号控制打开高压水泵I使得喷水口 2向洗砂斗6中的钻井岩屑喷水；
自动控制器17同时输出控制信号控制电机11带动洗砂斗6按照如下规律旋转1、先以转速80rpm IOOrpm旋转对其内部的钻井岩屑进行清洗，维持转速不变，每间隔30s时间,旋转方向切换一次,维持时间3mi η ；2、然后以转速400rpm 450rpm旋转对清洗后的钻井岩屑进行脱水和甩砂，维持时间2mi η。该步骤中,可以进行加速旋转，以增大离心力。脱出的水经由废水容腔7从其底部的排水口 10以及洗砂斗6底部的出水口 16排出；甩出的砂经由收砂腔9从其底部的落砂口 15排出收集至收砂装置14中。
权利要求
1.钻井岩屑全自动清洗机，包括收砂腔(9)，其特征在于，在收砂腔(9)中设置有废水容腔(7)，废水容腔(7)中设置有侧面漏水的漏斗状洗砂斗(6)，洗砂斗(6)底端接电机(11)由其带动旋转，洗砂斗(6)顶端上方设置接进水管道的喷水口(2)。
2.根据权利要求1所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，在送砂路线上设置有感应装置(18)，所述进水管道上设置高压水泵(I )，感应装置(18)的输出信号接自动控制器(17)，自动控制器(17)根据接收到的信号，输出控制信号控制所述高压水泵(I)的启闭以及所述电机(11)的旋转速度和旋转时间。
3.根据权利要求1或2所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，所述洗砂斗(6)的上边沿(5)高于废水容腔(7)，且上边沿(5)的侧面封闭不漏水。
4.根据权利要求1或2所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，所述洗砂斗(6)的内壁由80目的不锈钢滤网(8)构成。
5.根据权利要求4所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，所述滤网(8)上的孔间距为Imm,孔径为Φ0. 15mm,采用激光方式在O. 5mm Imm厚的不锈钢板上打孔而成。
6.根据权利要求1所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，所述洗砂斗(6)的锥角范围为60° 70°，底端固定连接转轴。
7.根据权利要求1或6所述的钻井岩屑全自动清洗机，其特征在于，所述洗砂斗(6)的底端为漏水透网，该透网上的孔间距为1mm，孔径为Φ0. 15mm,采用激光方式在O. 5mm Imm厚的不锈钢板上打孔而成，外形呈半球状，向上突出，漏出的水通过洗砂斗(6)下部的出水口(16)排出。
8.基于权利要求1所述钻井岩屑全自动清洗机的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤 将待清洗钻井岩屑置入洗砂斗(6)； 由喷水口(2)向洗砂斗(6)中的钻井岩屑喷水； 由电机(11)带动洗砂斗(6)以转速80rpm IOOrpm旋转对其内部的钻井岩屑进行清洗，维持时间3min ； 由电机(11)带动洗砂斗(6)以转速400rpm 450rpm旋转对清洗后的钻井岩屑进行脱水和甩砂，维持时间2mi η ； 脱出的水经由废水容腔(7 )从其底部的排水口( 10 )排出； 甩出的砂经由收砂腔(9 )从其底部的落砂口( 15 )排出收集。
9.根据权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述电机(11)在对钻井岩屑进行清洗的时候，维持转速不变，每间隔30s时间，旋转方向切换一次。
10.根据权利要求8或9所述的清洗方法，其特征在于，在送砂路线上设置有感应装置(18)，喷水口(2)连接的进水管道上设置高压水泵(1)，感应装置(18)的输出探测信号接自动控制器(17)，在工作状态下，当自动控制器(17)接收到感应装置(18)发送的送砂信号，则输出控制信号控制打开高压水泵(I)使得喷水口(2)喷水，并输出控制信号控制电机(11)进行相应时间和方向的清洗旋转和脱水甩砂旋转。
全文摘要
钻井岩屑全自动清洗机，包括收砂腔，在收砂腔中设置有废水容腔，废水容腔中设置有洗砂斗，洗砂斗底端接电机由其带动旋转，洗砂斗顶端上方设置接进水管道的喷水口，送砂路线上设置有感应装置，进水管道上设置高压水泵，感应装置的输出信号接自动控制器，使用时将待清洗钻井岩屑置入洗砂斗；由喷水口向洗砂斗中的岩屑喷水；由电机带动洗砂斗旋转对岩屑进行清洗、脱水和甩砂，脱出的水经由废水容腔从其底部的排水口排出；甩出的砂经由收砂腔从其底部的落砂口排出收集，本发明通过洗砂斗的低速正、反向旋转与高压水共同作用使岩屑得到充分的清洗，提高了砂岩清洗效率，实现砂岩自动卸料，避免砂岩二次破坏，缩短洗砂周期，实现了洗砂过程自动化。
文档编号E21B21/01GK103015924SQ201210555449
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者董鹏敏, 赵波, 党小莉 申请人:西安石油大学