基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及地质钻探工程钻井液处理技术领域，更具体的说是涉及一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统。


背景技术：

2.地质钻探施工过程中，有效控制钻井液的固相含量和改善钻井液的性能，对防止绳索取心钻杆内壁结皮，避免坍塌缩径及卡钻等孔内事故，提高钻进效率，延长钻具使用寿命等具有重大意义。随着钻探技术的不断进步，孔底动力钻具、液动潜孔锤等钻探新技术、新方法、新工艺和新工具的不断推广应用，对钻井液性能提出更高的要求。
3.与此同时钻探实施过程中废弃的钻井液，如果不经处理随意排放，长期沉淀就会对附近的植被、土壤、地下水等自然环境和人类的生存环境造成很大的危害；同时，也没有对废液中可用的钻井液进行回收再循环利用，造成钻井液的浪费。
4.本技术人于2019年1月18日申请了授权公告号为cn209942767u，名称为一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统的实用新型专利，包括初净化模块、固相分离模块、钻井液配置模块，其中初净化模块、固相分离模块、钻井液配置模块依次并排排列，且为模块化撬装结构；初净化模块包括沉砂罐以及收集槽，固相分离模块包括循环罐以及收集槽，钻井液配置模块包括制浆罐以及钻井液输送管线，制浆罐、循环罐与所述沉砂罐的罐顶与罐底间均用罐间由壬和罐间蝶阀连通。该本实用新型的地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统可执行多种加工模式，该处理系统改善了钻井液性能，确保地质钻探优质、安全、高效、低耗施工。
5.但是对于以上专利来说，虽然可以提供多种加工模式，然而在各种加工模式的启动和运行的判断上智能化程度较低，而且，对于复杂的钻井液状态来说，没有精确的参数判断，对设备运行状态的实时分析，其运行的模式驱动也是不科学的。另外，由于现有的方案中缺乏云端智能调节与控制功能，难以满足使用需求。
6.因此，如何提供一种智能化程度高、且能够实现云端控制的钻井液一体处理系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统，旨在解决上述技术问题，本实用新型提供的系统在本技术人原有的专利方案上进行改进，因此，对原技术方案的具体结构不再赘述。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统，包括地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统；还包括：
10.钻井液性能参数测定模块；所述钻井液性能参数测定模块包括安装在制浆罐的储备仓内部和循环罐的循环仓内部的温度计、泥浆密度计、ph计和液位计；钻井液返回孔管道
上具有一条并联的循环支路，所述钻井液性能参数测定模块还包括依次串联在所述循环支路上的固相含量测定仪、泥浆含砂量测定仪、旋转粘度计、api滤失仪、泥浆切力计和高温高压失水仪；
11.运行负载监测模块；所述运行负载监测模块包括分别安装在所述钻井液返回孔管道和钻井液返出孔管道上的流量计，以及安装在搅拌器转轴和离心机转轴上的转速测量计；
12.云端智能控制模块；所述云端智能控制模块分别与所述钻井液性能参数测定模块和所述运行负载监测模块中的仪器的信号输出端连接，且用于采集数据信号后进行分析、传输和反馈；
13.远端服务器；所述远端服务器与所述云端智能控制模块实现远程信号传输连接。
14.通过上述技术方案，本实用新型提供的技术方案在实现钻井液“不落地”清洁化生产和提高资源绿色低碳利用的基础上，包括钻井液性能参数及负载在线动态连续实时监测与采集，结合云端智能控制、钻井液固相控制与废弃钻井液处理等智能控制系统，提升钻井液在线监测、处理和资源循环利用能力，智能化程度高，能够自动对钻井液进行处理和监控。
15.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述云端智能控制模块包括信号接收单元、数据分析单元、专家系统分析单元、信号输出单元和执行信号反馈单元；所述信号接收单元与所述钻井液性能参数测定模块和所述运行负载监测模块中的仪器的信号输出端连接；所述数据分析单元与所述信号接收单元电性连接；所述专家系统分析单元与所述数据分析单元电性连接；所述信号输出单元与所述专家系统分析单元电性连接，所述信号输出单元与所述远端服务器连接；所述执行信号反馈单元与所述信号输出单元电性连接，且与所述地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统的驱动件的控制部电性连接。本实用新型采用智能化的分析单元和专家系统进行双重分析判定，对于不易分析判断的数据通过专家分析系统进行识别，智能化程度更高。
16.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述信号输出单元与所述远端服务器通过互联网、gprs终端或者北斗卫星终端实现无线连接。具有闭环管理和可视化的优势，管理效果更好。
17.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述远端服务器为手机或者电脑。能够实现可视化的远端操控。
18.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述信号输出单元电性连接有报警器；所述远端服务器内置有报警单元。能够实时对检测问题进行报警。
19.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述数据分析单元对于测定的钻井液参数和运行负载参数设定有标准范围值。能够根据范围值进行判定，专家系统可以对于检测值接近范围值的状态进行进一步判定。
20.优选的，在上述一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统中，所述循环支路的两端安装有电磁阀。能够便于对循环支路的控制和清洗。
21.本实用新型还提供的基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统的方法为：对所述钻井液性能参数测定模块和所述运行负载监测模块的数据进行采集，根据所述
云端智能控制模块的智能自动分析和所述远端服务器的信号交互传递，对地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统实现钻井液净化循环模式、钻井液加重配置模式、钻井液配药模式和废弃钻井液处理模式的切换控制。
22.具体的：
23.当钻井液启动正常循环时，循环罐和沉砂罐的相应元件启动，并实时对所述钻井液性能参数测定模块和所述运行负载监测模块的数据进行采集分析；
24.当检测储备仓和/或循环仓的液面低于设定值时，制浆管和循环罐的相应元件同时启动，进行制浆；
25.当所述钻井液性能参数测定模块检测的数据异常需要加药处理时，制浆管和循环罐的相应元件以及加药罐同时启动，进行加药操作；
26.当所述钻井液性能参数测定模块检测的钻井液的固相含量超过设定值时，制浆管和循环罐的相应元件以及废浆砂泵同时启动，进行废弃钻井液处理。
27.所述高温高压失水仪用于对泥皮厚度进行检测。
28.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统，具有以下有益效果：
29.1、本实用新型提供的技术方案在实现钻井液“不落地”清洁化生产和提高资源绿色低碳利用的基础上，包括钻井液性能参数及负载在线动态连续实时监测与采集，结合云端智能控制、钻井液固相控制与废弃钻井液处理等智能控制系统，提升钻井液在线监测、处理和资源循环利用能力，智能化程度高，能够自动对钻井液进行处理和监控。
30.2、本实用新型采用智能化的分析单元和专家系统进行双重分析判定，对于不易分析判断的数据通过专家分析系统进行识别，智能化程度更高。
31.3、本实用新型可根据野外现场不同工作环境可以使用互联网、gprs终端或者北斗卫星终端把现场实时工程数据无线传输至远程服务器上，用户通过手机或电脑即可查看到现场的实时或历史工程数据。
32.4、本实用新型可通过系统基于手机端或电脑端远程查看钻探现场的实时数据和视频图像，方便进行钻探信息采集、监控、处理和远程技术支持。
33.5、本实用新型能够实现智能化的对不同的加工模式的切换，运行效果更好。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1附图为本实用新型提供的基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统的框架图；
36.图2附图为本实用新型提供的基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统的结构示意图；
37.图3附图为本实用新型提供的云端智能控制模块的框架图。
38.其中：
39.10-钻井液性能参数测定模块；
40.100-温度计；101-泥浆密度计；102-ph计；103-液位计；104-循环支路； 105-固相含量测定仪；106-泥浆含砂量测定仪；107-粘度计；108-api滤失仪； 109-泥浆切力计；110-高温高压失水仪；111-电磁阀；
41.20-运行负载监测模块；
42.200-流量计；
43.30-云端智能控制模块；
44.300-信号接收单元；301-数据分析单元；302-专家系统分析单元；303
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信号输出单元；304-执行信号反馈单元；
45.40-远端服务器。
具体实施方式
46.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，所描述的实施例仅仅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做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。
47.参见附图1至附图3，本实用新型实施例公开了一种基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统，包括地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统；还包括：
48.钻井液性能参数测定模块10；钻井液性能参数测定模块10包括安装在制浆罐的储备仓内部和循环罐的循环仓内部的温度计100、泥浆密度计101、ph 计102和液位计103；钻井液返回孔管道上具有一条并联的循环支路104，钻井液性能参数测定模块10还包括依次串联在循环支路104上的固相含量测定仪105、泥浆含砂量测定仪106、旋转粘度计107、api滤失仪108、泥浆切力计109和高温高压失水仪110；
49.运行负载监测模块20；运行负载监测模块20包括分别安装在钻井液返回孔管道和钻井液返出孔管道上的流量计200，以及安装在搅拌器转轴和离心机转轴上的转速测量计；
50.云端智能控制模块30；云端智能控制模块30分别与钻井液性能参数测定模块10和运行负载监测模块20中仪器的信号输出端连接，且用于采集数据信号后进行分析、传输和反馈；
51.远端服务器40；远端服务器40与云端智能控制模块30实现远程信号传输连接。
52.为了进一步优化上述技术方案，云端智能控制模块30包括信号接收单元 300、数据分析单元301、专家系统分析单元302、信号输出单元303和执行信号反馈单元304；信号接收单元300与钻井液性能参数测定模块10和运行负载监测模块20中仪器的信号输出端连接；数据分析单元301与信号接收单元300电性连接；专家系统分析单元302与数据分析单元301电性连接；信号输出单元303与专家系统分析单元302电性连接，信号输出单元303与远端服务器40连接；执行信号反馈单元304与信号输出单元303电性连接，且与地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统的驱动件的控制部电性连接。
53.为了进一步优化上述技术方案，信号输出单元303与远端服务器40通过互联网、gprs终端或者北斗卫星终端实现无线连接。
54.为了进一步优化上述技术方案，远端服务器40为手机或者电脑。
55.为了进一步优化上述技术方案，信号输出单元303电性连接有报警器；远端服务器40内置有报警单元。
56.为了进一步优化上述技术方案，数据分析单元301对于测定的钻井液参数和运行负载参数设定有标准范围值。
57.为了进一步优化上述技术方案，循环支路104的两端安装有电磁阀111。
58.本实用新型提供的基于云端智能控制及可视化的钻井液一体处理系统的方法为：对钻井液性能参数测定模块10和运行负载监测模块20的数据进行采集，根据云端智能控制模块30的智能自动分析和远端服务器40的信号交互传递，对地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统实现钻井液净化循环模式、钻井液加重配置模式、钻井液配药模式和废弃钻井液处理模式的切换控制。
59.具体的：
60.当钻井液启动正常循环时，循环罐和沉砂罐的相应元件启动，并实时对钻井液性能参数测定模块10和运行负载监测模块20的数据进行采集分析；
61.当检测储备仓和/或循环仓的液面低于设定值时，制浆管和循环罐的相应元件同时启动，进行制浆；
62.当钻井液性能参数测定模块10检测的数据异常需要加药处理时，制浆管和循环罐的相应元件以及加药罐同时启动，进行加药操作；
63.当钻井液性能参数测定模块10检测的钻井液的固相含量超过设定值时，制浆管和循环罐的相应元件以及废浆砂泵同时启动，进行废弃钻井液处理。
64.为了进一步优化上述技术方案，高温高压失水仪用于对泥皮厚度进行检测。
65.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
66.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。