专利名称：石油钻井实时监测用粘度仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油钻井监测技术，是一种石油钻井实时监测用粘度仪。
背景技术：
对钻井液的实时监测是避免钻井事故发生的主要措施。而钻井液的粘度、切力实时监测又是必不可少的指标。现有的钻井液粘度、切力监测方法是人工到作业现场，将钻井液取回到化验室，然后采用六速手动旋转粘度计进行测试，这种方法的不足是由于这种检测是间歇式的，所以，钻井时进入不同的地层或水、油进入钻井液引起性能变化时不能及时发现，给钻井安全带来较大的威胁。另外，由于钻井液的温度变化，将带来性能变化，将钻井液从作业现场拿到化验室的过程，钻井液的温度产生了较大变化，影响了钻井液粘度指标的准确性。
发明内容
本发明的目的是，提供一种石油钻井实时监测用粘度仪，它能够实时监测钻井液的粘度，从而达到实时安全监控钻井的目的。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粘度仪，包括钻井液槽，钻井液槽内至少安装两个不同转速的旋转粘度计，旋转粘度计通过支架悬装在钻井液槽内，钻井液槽的一端开设钻井液进液口，另一端开设钻井液出液口，旋转粘度计设有外筒，每个外筒处均安装内筒，每个内筒上端均安装角度传感器，每个外筒上部的外壁上均安装动力传动部件，动力传动部件通过传动轴与电机连接。每个外筒的外壁上部均安装齿圈，齿圈与齿轮啮合，齿轮与传动轴连接，传动轴与电机连接，电机与第一支撑板连接，第一支撑板通过支架与钻井液槽连接。钻井液槽内安装第一外筒、第二外筒和第三外筒，每个外筒的转动均分别通过齿圈齿轮啮合由电动机驱动。第一外筒、第二外筒和第三外筒高度相同、直径相同，转速不同，第一外筒的转速为600转/分钟，第二外筒的转速为300转/分钟，第三外筒的转速为3转/分钟。内筒上端外壁上安装扭丝弹簧，扭丝弹簧上安装角度传感器。钻井液槽长度方向上的宽度不同，钻井液进液口处的宽度与第一外筒和第二外筒处的宽度相同，钻井液槽安装第三外筒处的宽度大于钻井液进液口处的宽度。传感器外周设置筒形罩，筒形罩上端与支撑板连接。支架上安装第二支撑板，轴承与第二支撑板连接，轴承位于外筒的上端外壁。本发明所述的石油钻井实时监测用粘度仪，能够对钻井液的粘度、切力实时监测，监测数据准确，粘度仪结构合理、不易损坏，传输信号准确，每个粘度计的外筒转速不同，夕卜筒转动通过钻井液影响内筒，当与扭丝弹簧达到平衡时，内筒即转过一定的角度，通过角度传感器将信号传输给计算机，再通过信号的处理转换成图表在屏幕上显示出来，供监测人员实时读取钻井液粘度、切力数据，从而根据粘度、切力数据采取相应安全防护措施，避免钻井事故的发生。
附图I是本发明的结构示意图；附图2是附图I的俯视结构示意图。
具体实施例方式对照附图对本发明做进一步说明。本发明所述的石油钻井实时监测用粘度仪，包括钻井液槽4，钻井液槽4内至少安装两个不同转速的旋转粘度计，旋转粘度计通过支架悬装在钻井液槽4内，钻井液槽4的一端开设钻井液进液口 8，另一端开设钻井液出液口 7，钻井液进液口 8和钻井液出液口 7均设置在钻进液槽4中部，进一步保证液体流动均匀；旋转粘度计设有外筒，每个外筒处均安装内筒，每个内筒上端均安装角度传感器10，每个外筒上部的外壁上均安装动力传动部件，动力传动部件通过传动轴与电机连接。
为了使旋转粘度计能够更好的、牢固的安装在钻井液槽内，并实现稳定的、连续的转速，使钻井液的粘度信号能够更及时准确的发送给计算机，在每个外筒的外壁上部均安装齿圈，齿圈与齿轮啮合，齿轮与传动轴连接，传动轴与电机连接，电机与第一支撑板5连接，第一支撑板5通过支架6与钻井液槽4连接。为了能进一步实现采用少的旋转粘度计监测较多的钻井液粘度、切力数据，可在钻井液槽4内安装第一外筒2、第二外筒16和第三外筒17，每个外筒的转动均分别通过齿圈齿轮啮合由电动机驱动。本发明所述的第一外筒2、第二外筒16和第三外筒17高度相同、直径相同，转速不同，第一外筒2的转速为600转/分钟，第二外筒16的转速为300转/分钟，第三外筒17的转速为3转/分钟，能够实现多种粘度指标的监测，用三个不同转速的旋转粘度计替代了手动六速旋转粘度计。为了准确传递钻井液粘度信号，在内筒上端外壁上安装扭丝弹簧9，扭丝弹簧9上安装角度传感器10。本发明所述的钻井液槽4长度方向上的宽度不同，钻井液进液口 8处的宽度与第一外筒2和第二外筒16处的宽度相同，钻井液槽4安装第三外筒17处的宽度大于钻井液进液口 8处的宽度。即第一外筒2和第二外筒16处的钻井液流速大，第三外筒17处的流速小。本发明所述的多个外筒内均安装多个内筒，多个外筒和多个内筒的结构均相同。即每个内筒外壁上端均安装扭丝弹簧，每个扭丝弹簧均与各自的角度传感器连接。本发明所述传感器外周设置筒形罩1，筒形罩I上端与支撑板连接。本发明所述支架6上安装第二支撑板15，轴承与第二支撑板15连接，轴承位于外筒的上端外壁。本发明所述的三个旋转粘度计结构相同，与钻井液槽4及支撑架连接关系相同，如图I所示，钻井液槽4内安装的三个旋转粘度计分别具有如下结构第一外筒2内安装第一内筒11，第一外筒2通过齿圈12和第一齿轮20卩齿合,第一齿轮20与第一传动轴21连接，第一传动轴21与第一电机22连接；第二外筒16内安装第二内筒19，第二外筒16通过齿圈12和第二齿轮14啮合，第二齿轮14与第二传动轴13连接，第二传动轴13与第二电机3连接；第三外筒17内安装第三内筒18，第三外筒17通过齿圈12和第三齿轮25啮合，第三齿轮25与第三传动轴24连接，第三传动轴24与第三电机23连接。所述三个电机也可以合并为一个电机，通过改变齿圈、齿轮的齿比使3个旋转粘度计的转速不同。本发明所述的旋转粘度计可以测量牛顿流体绝对粘度；塑性流体塑性粘度、动切力、静粘度和静切力；塑性流体、流动指数η和稠度系数k值。本发明所述实时监测粘度仪将钻井液通过进液口泵入钻井液槽4内，钻井液槽内的三个不同转速的旋转粘度计，第一外筒2的转速为600转/分钟、第三外筒16的转速为300转/分钟、第三外筒17的转速为3转/分钟，由于每个内筒外壁上端均安装扭丝弹簧，每个外筒转动时，从而使钻井液推动其相应的内筒转动相应的角度，角度传感器将3个电信号传递给计算机，这3个电信号通过计算机软件处理后在计算机屏幕上实时显示出表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、η 值等数据。例如通过第一个旋转粘度计发出的电信号在计算机上显示出表观粘度，通过第一个和第二个旋转粘度计发出的电信号可以计算显示出塑性粘度动切力及η值，通过第三个旋转粘度计发出的信号可以在计算机上显示出静切力。
权利要求
1.石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于包括钻井液槽(4)，钻井液槽(4)内至少安装两个不同转速的旋转粘度计，旋转粘度计通过支架悬装在钻井液槽(4)内，钻井液槽(4)的一端开设钻井液进液口(8)，另一端开设钻井液出液口(7)，旋转粘度计设有外筒，每个外筒处均安装内筒，每个内筒上端均安装角度传感器(10)，每个外筒上部的外壁上均安装动力传动部件，动力传动部件通过传动轴与电机连接。
2.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于每个外筒的外壁上部均安装齿圈，齿圈与齿轮啮合，齿轮与传动轴连接，传动轴与电机连接，电机与第一支撑板(5)连接，第一支撑板(5)通过支架与钻井液槽(4)连接。
3.根据权利要求I或2所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于钻井液槽(4)内安装第一外筒(2)、第二外筒(16)和第三外筒(17)，每个外筒的转动均分别通过齿圈齿轮啮合由电动机驱动。
4.根据权利要求3所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于第一外筒(2)、第二外筒(16)和第三外筒(17)高度相同、直径相同，转速不同，第一外筒(2)的转速为600转/分钟，第二外筒(16)的转速为300转/分钟，第三外筒(17)的转速为3转/分钟。
5.根据权利要求I所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于内筒(11)上端外壁上安装扭丝弹簧(9)，扭丝弹簧(9)上安装角度传感器(10)。
6.根据权利要求3所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于钻井液槽(4)长度方向上的宽度不同，钻井液进液口(8)处的宽度与第一外筒(2)和第二外筒(16)处的宽度相同，钻井液槽(4)安装第三外筒(17)处的宽度大于钻井液进液口(8)处的宽度。
7.根据权利要求5所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于传感器外周设置筒形罩(I )，筒形罩(I)上端与支撑板连接。
8.根据权利要求2所述的石油钻井实时监测用粘度仪，其特征在于支架(6)上安装第二支撑板(15)，轴承与第二支撑板(15)连接，轴承位于外筒的上端外壁。
全文摘要
本发明提供了一种石油钻井实时监测用粘度仪，包括钻井液槽，钻井液槽内至少安装两个不同转速的旋转粘度计，旋转粘度计通过支架悬装在钻井液槽内，钻井液槽的一端开设钻井液进液口，另一端开设钻井液出液口，旋转粘度计设有外筒，每个外筒处均安装内筒，每个内筒上端均安装角度传感器，每个外筒上部的外壁上均安装动力传动部件，动力传动部件通过传动轴与电机连接。本发明能够实时监测钻井液的粘度，从而达到实时安全监控钻井的目的。
文档编号G01N11/14GK102830044SQ20121018237
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月5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