一种测试石油钻井液的自动旋转粘度计

1.本发明涉及自动旋转粘度计技术领域，特别涉及一种测试石油钻井液的自动旋转粘度计。


背景技术：

2.液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的粘性，粘性的大小用粘度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子，在石油钻井液的开采过程中，需要对石油钻井液的粘度进行检测，传统常采用旋转式粘度计测量石油钻井液的粘性阻力与液体动力粘度。
3.传统旋转式粘度计在对石油钻井液的测量过程中，需要将石油钻井液放置于容器中，再由旋转式粘度计的转子插入容器中以进行工作检测，但实际操作中，特别涉及对一些粘度大的石油钻井液检测过程中，转子带动粘稠的石油钻井液转动时，容易造成容器的不稳定，甚至出现容器随着偏移等情况的发生，导致测量结果不准确。
4.并且，当旋转式粘度计对容器内的石油钻井液进行检测时，由于转子的长度相同，因此在保证对容器夹紧的同时无法自适应的调节转子在容器内的插入深度，进而降低检测的精准性和便捷性。
5.同时，对于不同容器内装有的石油钻井液进行检测时，检测高度需求不同，且转子在容器内的高度一定，无法随着搅拌检测的进行调整其检测高度，检测稳定性差，检测可调性低。
6.而当对容器装夹固定完成并放置在工作台上进行工作时，粘度计机体转动时会产生振动，而由于装夹固定装置与粘度计机体固定连接，因此会造成装夹固定装置共振并将该振动传递至容器端，进而使得容器随之发生晃动并造成容器内的钻井液同步发生晃动，该晃动不会降低粘度计机体以及转子对容器内的钻井液的检测精度，同时长时间使用还会对容器造成破碎。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种测试石油钻井液的自动旋转粘度计，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测试石油钻井液的自动旋转粘度计，包括旋转粘度计本体，所述旋转粘度计本体包括底座，所述底座上设有垂直设置的升降支柱，所述升降支柱的外表面设有升降座，所述升降座的一侧设有粘度计机体，所述粘度计机体的底部输出端设有转子，所述转子的内顶部设有距离传感器，所述粘度计机体的底部设有容器辅助固定装置；
9.所述容器辅助固定装置包括固定连接于所述粘度计机体底部的固定座，所述固定座底部均匀阵列开设有多道导槽，所述导槽中滑动设有滑块，所述固定座的中部外表面设有转盘，所述滑块的底部设有高度调节组件，所述高度调节组件的底部输出端设有夹爪，所
述夹爪靠近所述转子的一侧底部均开设有夹紧槽，所述夹紧槽的内顶部设有第一气囊，所述第一气囊的底部设有弹性压板，所述弹性压板的底部设有压力传感器，所述滑块的底部且位于所述夹爪远离转子的一侧底部设有保护弹簧，所述保护弹簧的底部设有磁性楔形板，所述磁性楔形板的一侧壁与夹爪远离转子的侧壁滑动连接，所述磁性楔形板的另一侧壁滑动连接有挤压楔形板，所述挤压楔形板的顶部设有t型块，所述滑块的底部设有t型槽，所述t型块与t型槽相匹配；
10.所述挤压楔形板的远离转子的侧壁设有第二气囊，所述第一气囊的顶部设有通气软管，所述通气软管的另一端依次通过夹爪和挤压楔形板并与第二气囊相连通，所述滑块的底部且远离转子的一端设有侧板，所述侧板的内部设有限位槽，所述限位槽的内部滑动连接有限位块，所述限位块的一端与第二气囊的侧壁固定连接；
11.所述高度调节组件包括电磁铁，所述电磁铁的顶部与滑块的底部固定连接，所述电磁铁的底部设有连接弹簧，所述连接弹簧的底部设有磁性块，所述磁性块的底部与夹爪的顶部固定连接，所述电磁铁底部的磁性与磁性楔形板的顶部磁性相同，所述电磁铁底部的磁性与磁性块顶部的磁性相异。
12.优选的，所述升降支柱的一侧且沿其轴向设有齿条，所述升降座的一侧设有电机安装部，所述电机安装部侧壁设有电动机，所述电动机的输出轴端设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条传动啮合。
13.优选的，所述电机安装部的一侧设有电磁伸缩杆件，所述电磁伸缩杆件的输出端沿靠近所述齿条的一侧延伸，所述电磁伸缩杆件的输出端设有卡头，所述卡头与所述齿条的齿槽配合插设。
14.优选的，所述升降座的一侧设有检测器安装部，所述检测器安装部的一侧设有红外线探测器，所述红外线探测器的探测方向沿水平方向指向所述容器辅助固定装置的一侧，所述红外线探测器的探测端与所述弹性压板的底部处于同一水平线。
15.优选的，所述夹紧槽的内壁粘合设有弹性尼龙块，所述弹性尼龙块的外侧面为圆弧面。
16.优选的，所述转盘底部均匀铰接有多根联动杆，所述联动杆的另一端分别与所述滑块的顶部相铰接，所述联动杆沿所述固定座的中心呈环形阵列设置。
17.优选的，所述转盘的一侧设有手把，所述手把外部套设有橡胶防滑套。
18.优选的，所述转盘的一侧设有棘轮部，所述粘度计机体底部且对应棘轮部的位置设有铰接座，所述铰接座通过销杆件设有扣件，所述扣件的一端为扣齿端，所述扣件的另一端为按压端，所述扣件的扣齿端与所述棘轮部的齿槽配合卡设，所述铰接座与所述扣件之间所连接的所述销杆件的外表面设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述铰接座和所述扣件固定连接。
19.优选的，所述固定座中部开设有所述转子穿过的通孔，多道所述导槽沿所述固定座的中心呈环形阵列设置，且所述导槽的导向指向呈散射状导向。
20.优选的，所述升降座的一侧设有控制箱，所述控制箱内部集合有处理器和控制芯片。
21.本发明的技术效果和优点：
22.1.本发明通过设置电动机、主动齿轮和齿条等部件的相互配合，控制电动机进行
工作，驱使主动齿轮与齿条啮合传动，从而驱使升降座以及粘度计机体进行升降，通过红外线探测器检测到装有待测液的容器上端口位置时，此时容器辅助固定装置刚好位于容器上端口的位置，则可由容器辅助固定装置与容器进行配合固定，达到自动控制粘度计机体高度位置的目的。
23.2.本发明通过设置电磁伸缩杆件和卡头等部件的相互配合，在粘度计机体升降至合适位置后，通过控制电磁伸缩杆件的伸缩杆进行伸长，直至卡头与齿条的齿槽配合插设，进一步对粘度计机体的位置进行限定，保证检测过程中的稳定性。
24.3.本发明通过设置棘轮部和转盘等部件的相互配合，在容器辅助固定装置配合卡入容器上端口后，通过对棘轮部进行扳转，由转盘通过多根联动杆牵引滑块，使得滑块沿导槽的导向移动，使四个夹爪进行同时缩合或扩张，进而可使夹爪对容器的上端口夹持固定，保证检测过程中容器的稳定性。
25.4.本发明通过高度调节组件和夹紧槽等部件的相互配合，在对容器内的石油钻井液实际检测时适应性更强，且调节性更好，满足不同直径的容器以及容器内不同高度的石油钻井液，检测精度更高，检测稳定性更强，并且在对容器的装夹过程中实现由固定装夹变为弹性装夹，有效的提高对容器的减震缓冲保护性能，保证容器的稳定性和检测的精准性。
附图说明
26.图1为本发明立体结构的第一视图；
27.图2为本发明立体结构的第二视图；
28.图3为图2中a处的放大图；
29.图4为本发明立体结构的第三视图；
30.图5为图4中b处的放大图；
31.图6为本发明的容器辅助固定装置的立体结构示意图；
32.图7为本发明中容器辅助固定装置的第一立体局部结构视图；
33.图8为本发明中容器辅助固定装置的第二立体局部结构视图；
34.图9为本发明中夹爪的正视剖视示意图；
35.图10为图9中c处放大示意图。
36.图中：1、底座；101、升降支柱；102、齿条；2、升降座；201、电机安装部；202、检测器安装部；3、粘度计机体；301、转子；4、容器辅助固定装置；401、固定座；402、导槽；403、滑块；4031、夹爪；4032、高度调节组件；4033、夹紧槽；4034、弹性压板；4035、第一气囊；4036、通气软管；4037、第二气囊；4038、限位块；4039、限位槽；404、转盘；4041、棘轮部；4042、手把；405、联动杆；406、磁性块；407、连接弹簧；408、电磁铁；409、侧板；4010、挤压楔形板；4011、磁性楔形板；4013、保护弹簧；4014、t型槽；4015、t型块；5、电动机；501、主动齿轮；6、电磁伸缩杆件；601、卡头；7、控制箱；8、铰接座；801、扣件；802、扭簧；9、红外线探测器。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
38.本发明提供了如图1-9所示的一种测试石油钻井液的自动旋转粘度计，包括旋转粘度计本体，旋转粘度计本体包括底座1，底座1的顶部设有垂直设置的升降支柱101，升降支柱101的外表面设有升降座2，升降座2的一侧设有粘度计机体3，粘度计机体3的底部输出端设有转子301，转子301的内顶部设有距离传感器，通过距离传感器检测到容器内液面深度，进而判断转子301插入容器的深度是否满足需求，转子301转动可以对容器内的石油钻井液的粘度进行检测，粘度计机体3的底部设有容器辅助固定装置4，通过容器辅助固定装置4不仅可以对容器进行固定，有效的提高转子301在容器内转动时的稳定性和高效性，同时还能对转子301在容器内的插入深度进行调节，进一步的保证转子301的检测深度满足要求，且适应性更强，检测精度更高。
39.升降支柱101的一侧且沿其轴向设有齿条102，升降座2的一侧设有电机安装部201，电机安装部201的侧壁设有电动机5，电动机5的输出轴端设有主动齿轮501，且主动齿轮501与齿条102传动啮合，通过控制电动机5进行工作，驱使主动齿轮501与齿条102啮合传动，从而驱使升降座2以及粘度计机体3进行升降。
40.电机安装部201的一侧设有电磁伸缩杆件6，电磁伸缩杆件6的输出端沿靠近齿条102的一侧延伸，且电磁伸缩杆件6的输出端设有卡头601，在粘度计机体3升降至合适位置后，通过控制电磁伸缩杆件6的伸缩杆进行伸长，直至卡头601与齿条102的齿槽配合插设，进一步对粘度计机体3的位置进行限定，保证检测过程中的稳定性。
41.升降座2的一侧设有检测器安装部202，检测器安装部202上设有红外线探测器9，且红外线探测器9的探测方向沿水平方向指向容器辅助固定装置4的一侧，当红外线探测器9检测到装有待测液的容器上端口位置时，此时容器辅助固定装置4刚好位于容器上端口的位置，则可由容器辅助固定装置4与容器进行配合固定。
42.升降座2的一侧设有控制箱7，控制箱7内部集合有处理器和控制芯片，红外线探测器9将检测信号传输给处理器，由控制芯片对电动机5和电磁伸缩杆件6做出反应，达到自动控制粘度计机体3高度位置的目的。
43.容器辅助固定装置4包括连接于粘度计机体3底部的固定座401，固定座401中部开设有转子301穿过的通孔，固定座401底部开设有多道导槽402，多道导槽402沿固定座401的中心呈环形阵列设置，且多道导槽402的导向指向呈散射状导向，导槽402中滑动设有滑块403，滑块403在导槽402内滑动并对滑块403的位置进行调节。
44.滑块403底部设有高度调节组件4032，高度调节组件4032的底部输出端设有夹爪4031，通过高度调节组件4032对夹爪4031的高度进行调节，并且对应的调节夹爪4031对容器顶部的装夹效果。
45.具体的，高度调节组件4032包括电磁铁408，电磁铁408的顶部与滑块403的底部固定连接，电磁铁408的底部设有连接弹簧407，连接弹簧407的底部设有磁性块406，磁性块406的底部与夹爪4031的顶部固定连接，电磁铁408底部的磁性与磁性块406顶部的磁性相异，因此当电磁铁408通电后借助磁吸力会带动磁性块406向上移动，磁性块406向上移动时同步带动夹爪4031向上移动，夹爪4031向上移动时同步带动容器向上移动，间接的增大转子301在容器内的插入深度。
46.夹爪4031靠近转子301的一侧底部均开设有夹紧槽4033，夹紧槽4033的外侧粘合
设有弹性尼龙块，且弹性尼龙块的外侧面为圆弧面，通过弹性尼龙块的设置防止对容器上端口造成磨损，夹紧槽4033与容器顶端进行卡合，有效的保证容器位置的稳定性以及夹紧力满足要求。
47.夹紧槽4033的内顶部设有第一气囊4035，第一气囊4035的底部设有弹性压板4034，弹性压板4034的底部设有压力传感器，通过压力传感器检测到的弹性压板4034对容器顶部的压力值，当压力值到达所设的压力预设值时，说明此时夹爪4031对容器的装夹满足需求，弹性压板4034与容器的顶部进行挤压接触，不仅有效的提高对容器的限位保护作用，同时还能校正容器位置，保证容器处于竖直放置状态，滑块403的底部且位于夹爪4031远离转子301的一侧底部设有保护弹簧4013，保护弹簧4013的底部设有磁性楔形板4011，磁性楔形板4011的一侧壁与夹爪4031远离转子301的侧壁滑动连接，借助保护弹簧4013提高磁性楔形板4011滑动的稳定性和复位效果，电磁铁408底部的磁性与磁性楔形板4011的顶部磁性相同，因此当电磁铁408通电并且与磁性楔形板4011之间的距离减小时，借助电磁铁408对磁性楔形板4011的磁斥力会带动磁性楔形板4011拉伸保护弹簧4013向下移动，尤其的，当电磁铁408未工作时，由于磁性楔形板4011的顶部和磁性块406的磁性相同，因此借助磁性块406对磁性楔形板4011顶部的磁斥力使得磁性楔形板4011在初始状态下拉伸保护弹簧4013并与磁性块406的底部存在一定间隙，同时保护弹簧4013具有一定的弹力，因此在磁性楔形板4011的自重以及受到楔形挤压时不会向下发生滑动。
48.磁性楔形板4011的另一侧壁滑动连接有挤压楔形板4010，挤压楔形板4010的顶部设有t型块4015，滑块403的底部设有t型槽4014，t型块4015与t型槽4014相配合，借助t型块4015和t型槽4014匹配滑动配合，实现挤压楔形板4010发生横向移动的稳定性，同时当电磁铁408未通电时，挤压楔形板4010受到挤压时无法与磁性楔形板4011发生楔形配合带动其向下滑动，而当电磁铁408通电时借助与磁性楔形板4011顶部的磁斥力带动磁性楔形板4011拉伸保护弹簧4013向下移动，则挤压楔形板4010与磁性楔形板4011之间存在缝隙，则挤压楔形板4010可以向夹爪4031端发生横向移动。
49.挤压楔形板4010的远离转子301的侧壁设有第二气囊4037，第一气囊4035的顶部设有通气软管4036，通气软管4036的另一端依次通过夹爪4031和挤压楔形板4010并与第二气囊4037相连通，通气软管4036具备一定的弹性，且通气软管4036从磁性楔形板4011顶部与磁性块406底部之间的空隙中穿过，尤其的当挤压楔形板4010向靠近夹爪4031端移动时，借助通气软管4036自身的弹性形变有效的避免通气软管4036受到挤压楔形板4010的挤压造成其结构的损伤并降低气体传递效率，滑块403的底部且远离转子301的一端设有侧板409，侧板409的内部设有限位槽4039，限位槽4039的内部滑动连接有限位块4038，限位块4038的一端与第二气囊4037的侧壁固定连接，限位槽4039和限位块4038的限位滑动作用进一步的提高夹爪4031滑动的稳定性和限位效果，避免在侧板409随滑块403向转子301端移动时对夹爪4031的装夹稳定性造成影响。
50.红外线探测器9的探测端与弹性压板4034的底部处于同一水平线，因此当红外线探测器9检测到装有待测液的容器上端口位置时，容器的上端口正处于弹性压板4034的内壁顶部，此时借助对转盘404的转动实现弹性压板4034对容器的上端口进行夹紧。
51.固定座401的中部设有转盘404，转盘404底部铰接有多根联动杆405，且联动杆405的另一端分别与滑块403相铰接，多根联动杆405沿固定座401的中心呈环形阵列设置，转盘
404的一侧设有手把4042，手把4042外部套设有橡胶防滑套，通过对手把4042进行扳转，由转盘404通过多根联动杆405牵引滑块403，进而带动滑块403沿导槽402的导向移动，并通过高度调节组件4032带动夹爪4031进行同时缩合或扩张，进而使夹爪4031对容器的上端口夹持固定，保证检测过程中容器的稳定。
52.转盘404的一侧设有棘轮部4041，粘度计机体3底部且对应棘轮部4041的位置设有铰接座8，铰接座8通过销杆件设有扣件801，扣件801的一端为扣齿端，扣件801的另一端为按压端，铰接座8与扣件801之间所连接的销杆件上设有扭簧802，且扭簧802的两端分别与铰接座8、扣件801固定，在上述夹爪4031对容器上端口配合固定后，扣件801的扣齿端在扭簧802的作用下与棘轮部4041的齿槽配合卡设，从而有效防止转盘404发生偏转，保证夹持稳定，通过对扣件801的按压端进行按压，即可使扣件801的扣齿端与棘轮部4041的齿槽脱离，此时转盘404即可进行旋转。
53.使用时，本发明控制箱7控制电动机5进行工作，电动机5驱使主动齿轮501与齿条102啮合传动，从而驱使升降座2以及粘度计机体3进行升降，通过红外线探测器9检测到装有待测液的容器上端口位置时，此时容器辅助固定装置4刚好位于容器上端口的位置，具体的夹紧槽4033的内壁顶部与容器的上端口处于同一高度，则可由容器辅助固定装置4与容器进行配合固定，达到自动控制粘度计机体3高度位置的目的。
54.当粘度计机体3升降至合适位置后，通过控制电磁伸缩杆件6的伸缩杆进行伸长，直至卡头601与齿条102的齿槽配合插设，进一步对粘度计机体3的位置进行限定，保证检测过程中的稳定性。
55.当夹紧槽4033的内壁顶部配合卡入容器上端口后，通过手把4042对转盘404进行转动，由转盘404通过多根联动杆405牵引滑块403，使得滑块403沿导槽402的导向移动，滑块403向转子301中心端移动时同步带动底部的侧板409向转子301中心移动，侧板409移动并通过第二气囊4037带动另一端的挤压楔形板4010、磁性楔形板4011和夹爪4031向容器端移动并与容器的侧壁贴合，同时滑块403进一步向转子301端移动，则此时侧板409不断挤压第二气囊4037，第二气囊4037内的气体沿通气软管4036到达第一气囊4035内，第一气囊4035体积增大并带动底部的弹性压板4034向下移动，弹性压板4034向下移动时对容器的顶部进行限位挤压，压力传感器检测到的压力值增大，并借助多组弹性压板4034同步向下挤压对容器顶部的水平面进行校准，有效的提高容器顶部的水平度和稳定性，同时和夹紧槽4033的侧壁配合提高容器位置的精准度。
56.当侧板409不断挤压第二气囊4037使其内部气体通过通气软管4036进入第一气囊4035内部，第一气囊4035体积到达所设的最大值时，第一气囊4035带动弹性压板4034向下挤压容器顶部到达最大程度，压力传感器检测到的压力值到达所设的压力预设值，此时说明夹爪4031对容器的装夹程度满足需求，同时侧板409、挤压楔形板4010、磁性楔形板4011和夹爪4031均相互抵触，装置稳定且装夹效果好。
57.之后通过扣件801的扣齿端与棘轮部4041相互啮合实现夹紧固定，并借助夹紧槽4033进一步的提高对容器的夹紧稳定性。
58.而当距离传感器检测到转子301未到达容器内并对石油钻井液的合适检测深度时，需要对转子301插入容器内的深度进一步的调节，此时控制箱7控制电磁铁408通电，电磁铁408通电时具备磁性并借助对磁性块406的磁吸力带动磁性块406挤压连接弹簧407向
上移动，磁性块406向上移动时同步带动夹爪4031向上移动，夹爪4031向上移动时带动夹紧槽4033内的容器向上移动，相对的容器向上移动时转子301相对容器向下移动，进而提高转子301插入容器内的钻井液的深度。
59.尤其的，当电磁铁408通电具备磁性并带动磁性块406向上移动时，电磁铁408对磁性楔形板4011顶部的磁斥力不断增大，进而借助该磁斥力带动磁性楔形板4011拉伸保护弹簧4013向下移动，磁性楔形板4011向下移动时由于相对挤压楔形板4010发生楔形配合向下移动，则挤压楔形板4010与夹爪4031之间出现间隙，由于在实际工作时需要容器底部与底座1相接触提高其稳定性，则控制箱7启动电磁伸缩杆件6的输出端反向移动并使得卡头601与齿条102内的齿槽脱离啮合，电动机5启动并带动主动齿轮501转动，主动齿轮501转动时通过与齿条102的啮合带动升降座2向下移动，升降座2向下移动时同步带动粘度计机体3以及底部的容器辅助固定装置4和容器通过向下移动相同的高度，进而使得容器的底部时刻与底座1的顶部相接触，提高容器内的石油钻井液在受到自动旋转粘度计进行搅拌检测时的稳定性和高效性。
60.通过该调节过程使得弹性压板4034对容器的顶部仍处于稳定的夹紧状态，容器的顶部不断向上挤压弹性压板4034，弹性压板4034的顶部挤压第一气囊4035，进而使得压力传感器检测到的压力值始终到达所设的压力预设值，且第一气囊4035内的气体通过通气软管4036反向流通至第二气囊4037内部，第二气囊4037体积增大且第二气囊4037的两端与侧板409和挤压楔形板4010紧密贴合，磁性楔形板4011向下移动一定距离，挤压楔形板4010向夹爪4031端移动相对应的距离值，侧板409与挤压楔形板4010由原本的固定接触变为通过第二气囊4037的弹性接触，当粘度计机体3工作时产生振动，并将该振动通过滑块403传动至侧板409端，此时侧板409通过第二气囊4037自身的弹性性能对该振动进行缓冲保护，并配合磁性块406顶部的连接弹簧407，共同提高夹爪4031对容器的夹紧稳定性。
61.当距离传感器检测到的距离值到达所设的距离预设值时，说明转子301插入容器内的钻井液到达合适深度，控制箱7控制各部分停止工作，粘度计机体3启动并带动转子301转动，转子301转动时对容器内的钻井液进行搅拌检测，尤其的此时容器被夹爪4031装夹固定，而夹爪4031的顶部受到连接弹簧407的弹力连接，侧端受到第二气囊4037的弹性连接，进而有效的对粘度计机体3工作时的振动进行减震缓冲，保证容器的稳定性和检测的精准性，完成检测后只需要按照上述过程反向工作取下容器即可。
62.该装置在对容器内的石油钻井液实际检测时适应性更强，且调节性更好，满足不同直径的容器以及容器内不同高度的石油钻井液，检测精度更高，检测稳定性更强，并且在对容器的装夹过程中实现由固定装夹变为弹性装夹，有效的提高对容器的减震缓冲保护性能，保证容器的稳定性和检测的精准性。
63.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。