一种地层岩粉采集器的制作方法

1.本实用新型涉及一种地层岩粉采集器，属于岩粉取样技术领域。


背景技术：

2.地热钻井需要对钻井钻出的岩粉进行取样，然后将这些岩粉与对应的钻孔深度一一对应摆放起来，最好能够按钻孔深度由下而上逐层堆叠起来，以便于勘探人员观察，从而提出对应的施工方案。现有的岩粉取样通过人工取样，而人工取样首先需要测量出所取的样本的钻孔深度，然后将含义岩粉样本的泥浆中的岩粉筛选出来，再将岩粉逐层堆叠。由于人工取样的各环节均通过手动方式，精确的取样需要各环节精确测算，例如需要使钻孔深度与对应深度的泥浆对应，一但出现取样时间误差，取出的岩粉与深度将不对应，存在误差较大的问题，另外现有的岩粉取样方法还存在浪费人力，效率低下的问题，样本取样需要每间隔一段时间就进行，因此需要有专人值守，但钻杆钻井需要日夜不停的钻，安排专人值守需要日夜不间断的值班，非常浪费人力。
3.为了解决以上问题，申请人研制了一种带岩粉自动取样装置的钻井系统，这个系统通过钻杆位移测量装置测量钻杆当前深度和速度，再通过已知的泥浆流速可估计出取出的泥浆对应的钻杆实际深度，通过第一电动阀门控制是否对泥浆进行取样，通过泥沙分离器将岩粉与泥浆分离，通过抽沙泵将岩粉送到地层岩粉采集器中，普通的地层岩粉采集器为筒体，使用筒体收集岩粉只能起到储存作用，从抽沙泵抽入筒体的岩粉会堆成锥形，不能得到逐层堆叠的效果，从而达不到由下而上由深而浅的逐层堆叠，并且每个堆叠层与水平面都平行的展示效果。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种地层岩粉采集器，以克服现有技术的不足。
5.本实用新型的技术方案是：一种地层岩粉采集器，包括：
6.控制器；
7.取样筒，所述取样筒侧壁设有沿竖直方向分布的观察窗，观察窗为透明材质，可从外部通过观察窗观察取样筒内部，取样筒底部设有排水口，排水口处设有电动排水阀，电动排水阀与控制器电连接；
8.滤网，所述滤网设置在取样筒内，滤网与观察窗下端位于同一水平面；
9.进水管，所述进水管一端连通水源，进水管另一端连通取样筒上部；
10.电动进水阀，所述电动进水阀设置在进水管上，电动进水阀与控制器电连接；
11.水位传感器，所述水位传感器设置在取样筒内，所述水位传感器与控制器电连接。
12.进一步地，还包括：
13.测距传感器，所述测距传感器设置在取样筒顶部，测距传感器与控制器电连接；
14.标尺，所述标尺设置在取样筒上的观察窗侧部，标尺沿观察窗长度方向分布。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1）本实用新型通过取样筒存放岩粉，通过电动进水阀、电动排水阀和水位传感器控制取样筒内的水位，使得岩粉掉落在取样筒内时受到水的缓冲，而不会直接堆积成锥状，而是均匀的在取样筒内与水平面平行的平面上，通过滤网将岩粉兜住同时也能渗水，与电动进水阀、电动排水阀和水位传感器控配合，实现在保证岩粉能够均匀的铺在取样筒内与水平面平行的平面上的效果；
17.2）本实用新型通过测距传感器测量岩粉上表面与测距传感器的距离，从而将岩粉在取样筒内的位置与钻杆深度对应。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例的钻杆位移测量装置的立体视图；
20.图3为本实用新型实施例的钻杆位移测量装置的俯视图；
21.图4为图3中a
‑
a剖面线处的剖视图；
22.图5为图4中b处的局部视图；
23.图6为本实用新型实施例的电路连接框图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.实施实例1：参考图1与图6，一种地层岩粉采集器，包括：控制器9，这里的控制器9可采用plc、arduino、树莓派或工业电脑等带外围电路的控制组件；取样筒6
‑
3，所述取样筒6
‑
3侧壁设有沿竖直方向分布的观察窗6
‑
8，观察窗6
‑
8为透明材质，可从外部通过观察窗6
‑
8观察取样筒6
‑
3内部，取样筒6
‑
3底部设有排水口6
‑
10，排水口6
‑
10处设有电动排水阀6
‑
4，电动排水阀6
‑
4与控制器9导线连接；滤网6
‑
9，所述滤网6
‑
9设置在取样筒6
‑
3内，滤网6
‑
9与观察窗6
‑
8下端位于同一水平面；进水管6
‑
6，所述进水管6
‑
6一端连通水源，进水管6
‑
6另一端连通取样筒6
‑
3上部；电动进水阀6
‑
5，所述电动进水阀6
‑
5设置在进水管6
‑
6上，电动进水
阀6
‑
5与控制器9导线连接；水位传感器6
‑
7，所述水位传感器6
‑
7设置在取样筒6
‑
3内，所述水位传感器6
‑
7与控制器9导线连接。
27.进一步地，还包括：测距传感器6
‑
13，所述测距传感器6
‑
13设置在取样筒6
‑
3顶部，测距传感器6
‑
13与控制器9导线连接；标尺6
‑
11，所述标尺6
‑
11设置在取样筒6
‑
3上的观察窗6
‑
8侧部，标尺6
‑
11沿观察窗6
‑
8长度方向分布。
28.实施实例2：参考图1至图6，一种带岩粉自动取样装置的钻井系统，包括：泥浆池2；泥浆回流管5，所述泥浆回流管5一端连通泥浆池2，泥浆回流管5另一端连通钻孔1；钻头7；钻杆3，所述钻杆3下端与钻头7连接，钻杆3连接钻头7的一端插入钻孔1中；旋转台10，钻杆3上部连接旋转台10；泥浆泵8，所述泥浆泵8通过旋转台10与钻杆3内部通孔连通；地层岩粉采集器6，所述地层岩粉采集器6通过管道与泥浆回流管5连通；控制器9，这里的控制器9可采用plc、arduino、树莓派或工业电脑等带外围电路的控制组件；泥沙分离器12，所述泥沙分离器12设置在地层岩粉采集器6与泥浆回流管5之间，泥沙分离器12与控制器9导线连接，这里的泥沙分离器可采用专利号未cn201921590761.1的泥沙分离装置；第一电动阀门13，所述第一电动阀门13设置在泥沙分离器12与泥浆回流管5之间，第一电动阀门13与控制器9导线连接；抽沙泵11，所述抽沙泵11设置在泥沙分离器12与地层岩粉采集器6之间，抽沙泵11与控制器9导线连接；钻杆位移测量装置4，所述钻杆位移测量装置4设置在钻孔1中，钻杆位移测量装置4与控制器9导线连接。
29.进一步地，所述地层岩粉采集器6包括：取样筒6
‑
3，所述取样筒6
‑
3侧壁设有沿竖直方向分布的观察窗6
‑
8，观察窗6
‑
8为透明材质，可从外部通过观察窗6
‑
8观察取样筒6
‑
3内部，取样筒6
‑
3底部设有排水口6
‑
10，排水口6
‑
10处设有电动排水阀6
‑
4，电动排水阀6
‑
4与控制器9导线连接；滤网6
‑
9，所述滤网6
‑
9设置在取样筒6
‑
3内，滤网6
‑
9与观察窗6
‑
8下端位于同一水平面；进水管6
‑
6，所述进水管6
‑
6一端连通水源，进水管6
‑
6另一端连通取样筒6
‑
3上部；电动进水阀6
‑
5，所述电动进水阀6
‑
5设置在进水管6
‑
6上，电动进水阀6
‑
5与控制器9导线连接；水位传感器6
‑
7，所述水位传感器6
‑
7设置在取样筒6
‑
3内，所述水位传感器6
‑
7与控制器9导线连接。
30.进一步地，还包括：测距传感器6
‑
13，所述测距传感器6
‑
13设置在取样筒6
‑
3顶部，测距传感器6
‑
13与控制器9导线连接；标尺6
‑
11，所述标尺6
‑
11设置在取样筒6
‑
3上的观察窗6
‑
8侧部，标尺6
‑
11沿观察窗6
‑
8长度方向分布。
31.进一步地，所述钻杆位移测量装置4包括：固定圈4
‑
1，所述固定圈4
‑
1与钻孔1相匹配，固定圈4
‑
1固定连接在钻孔1中，固定圈4
‑
1与钻孔1同轴；测量部4
‑
3，所述测量部4
‑
3通过弹性伸缩杆4
‑
2连接在固定圈4
‑
1上，测量部4
‑
3通过弹性伸缩杆4
‑
2的弹性推力始终与钻杆3表面接触；所述测量部4
‑
3包括：测量本体4
‑3‑
1，所述测量本体4
‑3‑
1上设有闭合成一个圈的滑道4
‑3‑
2，测量本体4
‑3‑
1上位于钻杆3一侧的滑道4
‑3‑
2的侧部露出测量本体4
‑3‑
1表面成为滚珠开口4
‑3‑
3，与滚珠开口4
‑3‑
3处的滑道4
‑3‑
2轴线垂直的平面在滚珠开口4
‑3‑
3处的截面为大于1/2半圆的圆冠；滚珠4
‑
4，所述滚珠4
‑
4与滑道4
‑3‑
2相匹配，滚珠4
‑
4包括1颗以上并活动安装在滑道4
‑3‑
2内，滚珠4
‑
4沿滑道4
‑3‑
2长度方向占满滑道4
‑3‑
2，位于滚珠开口4
‑3‑
3处的滚珠4
‑
4露出滚珠开口4
‑3‑
3；弹性回复开关4
‑
6，所述计数开关设置在测量本体4
‑3‑
1上，弹性回复开关4
‑
6与控制器9导线连接；滑孔4
‑3‑
4，所述滑孔4
‑3‑
4为直孔，滑孔4
‑3‑
4设置在测量本体4
‑3‑
1上，滑孔4
‑3‑
4一端连通弹性回复开关4
‑
6的按钮端部，
滑孔4
‑3‑
4另一端连通滑道4
‑3‑
2；撞针4
‑
5，所述撞针4
‑
5与滑道4
‑3‑
2相匹配，撞针4
‑
5滑动安装在滑孔4
‑3‑
4内，撞针4
‑
5一端凸出滑道4
‑3‑
2，撞针4
‑
5另一端与弹性回复开关4
‑
6的按钮端部接触，撞针4
‑
5凸出滑道4
‑3‑
2的长度小于1/3滑道4
‑3‑
2半径。
32.进一步地，所述测量部4
‑
3包括2个以上，测量部4
‑
3通过弹性伸缩杆4
‑
2沿固定圈4
‑
1一周均匀分布。
33.进一步地，所述滚珠开口4
‑3‑
3处的滑道4
‑3‑
2与钻杆3平行。
34.一种带岩粉自动取样装置的钻井系统的取样方法，所述取样方法包括以下步骤：
35.s01、控制器9控制电动进水阀6
‑
5打开，电动排水阀6
‑
4关闭，通过水位传感器6
‑
7测量取样筒6
‑
3内的水位，将水位控制在观察窗6
‑
8上端之上；
36.s02、钻杆位移测量装置4测量钻孔1深度，每隔设定深度d控制器9控制第一电动阀门13、泥沙分离器12、和抽沙泵11持续打开t时间段；
37.s03、控制器9控制测距传感器6
‑
13测量岩粉表面与测距传感器6
‑
13之间的距离s，控制器9控制钻杆位移测量装置4对钻杆在竖直方向的位移求微分得到钻杆1在竖直方向下降的速度v1，控制器9控制钻杆位移测量装置4测量钻杆当前深度h0，控制器9将对应时段内的钻孔1深度减去补偿深度h1得到实际深度h，补偿深度为 quote ，v2为泥浆流速，并将对应时段内的钻孔1深度同s一一对应储存在控制器9中。
38.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。