本實(shí)用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置。

背景技術(shù)：

隨著頁巖氣勘探開發(fā)的持續(xù)推進(jìn)，川渝地區(qū)大位移井、水平井，特別是三維叢式水平井大幅增加，其中頁巖氣部署的水平井中90%為三維水平井，而且水平段越來越長。水平井鉆井中，大斜度段和水平井段的下井壁位置極易形成巖屑床堆積，造成摩阻、扭矩大幅增加，還可能導(dǎo)致卡鉆、憋泵等復(fù)雜情況，嚴(yán)重影響鉆具使用壽命和鉆進(jìn)安全，造成工程延遲成本增加。同時(shí)井眼清潔不足還可能導(dǎo)致測井工具下入難，下套管固井難，固井質(zhì)量差等問題。而巖屑計(jì)量是評判鉆井過程中井內(nèi)巖屑返出情況的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過巖屑計(jì)量可以表征井內(nèi)巖屑的剩余量，利于工程技術(shù)人員及時(shí)制定措施，減少井下事故。因而亟需研究能夠在輸送過程中實(shí)現(xiàn)巖屑在線計(jì)量的新技術(shù)，以便于實(shí)時(shí)判斷井底巖屑情況，從而保障長水平段鉆井的安全性和提高鉆進(jìn)效率。

公開號為cn210719361u的現(xiàn)有技術(shù)公開了一種新型的巖屑稱重裝置，其包括固定支架和圓弧形料斗，所述固定支架由豎直支架和兩個l形支架一體形成，在固定支架低端的l形支架上設(shè)置有料斗，所述料斗與固定支架連接處設(shè)置有稱重傳感器，在料斗底部的固定支架兩側(cè)安裝有接近開關(guān)，所述稱重傳感器連接有顯示器，所述料斗底部安裝有震動電機(jī)，所述固定支架上設(shè)置有液壓搖臂，用于連接固定支架和料斗。雖然該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)檢測巖屑數(shù)據(jù)，但需要定制設(shè)備，巖屑裝到設(shè)定料位后，就要自動翻轉(zhuǎn)倒出巖屑，此段時(shí)間不能進(jìn)入巖屑，否則無法計(jì)量，其存在計(jì)量不連續(xù)的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供了一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，本實(shí)用新型通過增加幾個傳感器就能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井返出巖屑連續(xù)且精確的稱重，相較于現(xiàn)有技術(shù)來說，結(jié)構(gòu)更為簡單，對現(xiàn)有設(shè)備的改動也較小，現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)，能簡單、經(jīng)濟(jì)的對現(xiàn)場進(jìn)行改裝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：包括處理器、螺旋輸送機(jī)、重量傳感器、振動傳感器、圈數(shù)檢測器、左支撐柱、右支撐柱和底座，所述螺旋輸送機(jī)包括螺旋軸、進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口和出料口分別設(shè)置在螺旋軸兩端的上方和下方；螺旋輸送機(jī)通過左支撐柱和右支撐柱固定在底座上；所述重量傳感器分別固定在左支撐柱的下方和右支撐柱的下方，用于檢測螺旋輸送機(jī)的重量；所述振動傳感器固定在左支撐柱上，用于檢測螺旋輸送機(jī)的振動加速度；所述圈數(shù)檢測器設(shè)置在螺旋輸送機(jī)上，用于檢測螺旋軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)；重量傳感器、振動傳感器和圈數(shù)檢測器均與處理器連接，處理器根據(jù)重量傳感器、振動傳感器和圈數(shù)檢測器檢測的數(shù)據(jù)對輸送過程中的巖屑進(jìn)行稱重。

所述圈數(shù)檢測器為螺旋探測器或轉(zhuǎn)速器，為螺旋探測器時(shí)，螺旋探測器設(shè)置在螺旋軸的上方；為轉(zhuǎn)速器時(shí)，轉(zhuǎn)速器設(shè)置在螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)動軸上。

所述振動傳感器鑲嵌在左支撐柱上。

所述右支撐柱為伸縮式結(jié)構(gòu)，所述左支撐柱和右支撐柱的上端均固定有用于安裝螺旋輸送機(jī)的連接軸，螺旋輸送機(jī)可在右支撐柱伸縮時(shí)升降。

所述右支撐柱包括底柱、液壓氣缸、活動柱和導(dǎo)向柱，底柱固定在底座上，液壓氣缸和導(dǎo)向柱均固定在底柱的上端，活動柱的下端通過液壓氣缸和導(dǎo)向柱固定在底柱上，上端與螺旋輸送機(jī)連接。

采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本實(shí)用新型包括處理器、螺旋輸送機(jī)、重量傳感器、振動傳感器、圈數(shù)檢測器、左支撐柱、右支撐柱和底座，相較于井場現(xiàn)有的巖屑輸送設(shè)備來說，僅僅通過在合適的位置增加重量傳感器、振動傳感器和圈數(shù)檢測器就能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井返出巖屑連續(xù)且精確的稱重，結(jié)構(gòu)更為簡單，對現(xiàn)有設(shè)備的改動也較小，現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)，能簡單、經(jīng)濟(jì)的對現(xiàn)場進(jìn)行改裝。

2、本實(shí)用新型將右支撐柱設(shè)置為伸縮式結(jié)構(gòu)，其能夠根據(jù)需要控制螺旋輸送機(jī)升降，使螺旋輸送機(jī)具有水平輸送和傾斜輸送的功能，有效地?cái)U(kuò)大了螺旋輸送機(jī)的適用范圍。

3、本實(shí)用新型采用特定結(jié)構(gòu)的右支撐柱，具有結(jié)構(gòu)簡單但伸縮效果好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記為：1、螺旋輸送機(jī)，2、螺旋軸，3、進(jìn)料口，4、出料口，5、重量傳感器，6、振動傳感器，7、螺旋探測器，8、轉(zhuǎn)速器，9、左支撐柱，10、右支撐柱，11、底座，12、連接軸，13、底柱，14、液壓氣缸，15、活動柱，16、導(dǎo)向柱。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例公開了一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，如圖1所示，包括處理器、螺旋輸送機(jī)1、重量傳感器5、振動傳感器6、圈數(shù)檢測器、左支撐柱9、右支撐柱10和底座11。其中，所述螺旋輸送機(jī)1包括螺旋軸2、進(jìn)料口3和出料口4，進(jìn)料口3和出料口4分別設(shè)置在螺旋軸2兩端的上方和下方；螺旋輸送機(jī)1通過左支撐柱9和右支撐柱10固定在底座11上；所述重量傳感器5分別固定在左支撐柱9的下方和右支撐柱10的下方，用于檢測螺旋輸送機(jī)1的重量；所述振動傳感器6固定在左支撐柱9上，用于檢測螺旋輸送機(jī)1的振動加速度；所述圈數(shù)檢測器設(shè)置在螺旋輸送機(jī)1上，用于檢測螺旋軸2的轉(zhuǎn)動圈數(shù)；所述處理器（圖中未示出）為井場控制中心的處理設(shè)備，重量傳感器5、振動傳感器6和圈數(shù)檢測器均與處理器連接，處理器根據(jù)重量傳感器5檢測的數(shù)據(jù)、振動傳感器6檢測的數(shù)據(jù)和圈數(shù)檢測器檢測的數(shù)據(jù)對輸送過程中的巖屑進(jìn)行稱重。

所述圈數(shù)檢測器為螺旋探測器7或轉(zhuǎn)速器8，為螺旋探測器7時(shí)，螺旋探測器7可通過螺旋輸送機(jī)1的殼體設(shè)置在螺旋軸2的上方，以激光等非接觸信號采集轉(zhuǎn)動圈數(shù)。為轉(zhuǎn)速器8時(shí)，轉(zhuǎn)速器8設(shè)置在螺旋輸送機(jī)1的轉(zhuǎn)動軸上。

為了提高振動加速度的檢測精度，優(yōu)選在左支撐柱9上開設(shè)有凹孔，從而通過凹孔將振動傳感器6鑲嵌固定在左支撐柱9上。

本實(shí)施例在線實(shí)時(shí)稱重的原理為：

s1、稱重開始時(shí)，先通過螺旋探測器7或轉(zhuǎn)速器8采集螺旋軸2的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，在采集過程中，每當(dāng)螺旋軸2的轉(zhuǎn)動圈數(shù)值等于螺旋軸2的螺距數(shù)量值時(shí)計(jì)為一個轉(zhuǎn)動周期，然后將轉(zhuǎn)動圈數(shù)值歸零并重新累計(jì)，進(jìn)行后一轉(zhuǎn)動周期的劃分，依此得到多個連續(xù)的轉(zhuǎn)動周期。其中，螺旋軸2的螺距數(shù)量是指螺旋軸2上螺牙之間間距的數(shù)量，其具體數(shù)據(jù)可根據(jù)實(shí)際使用的螺旋軸2得出。以螺旋軸2的螺距數(shù)量值為依據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)動周期的劃分，能夠在后一轉(zhuǎn)動周期開始時(shí)，使前一轉(zhuǎn)動周期內(nèi)的巖屑剛好全部從出料口4輸出。

s2、通過重量傳感器5獲取螺旋輸送機(jī)1在每個轉(zhuǎn)動周期開始時(shí)刻的初始重量和結(jié)束時(shí)刻的實(shí)時(shí)重量，對初始重量和實(shí)時(shí)重量進(jìn)行校準(zhǔn)，并根據(jù)校準(zhǔn)后的初始重量和實(shí)時(shí)重量計(jì)算出每個轉(zhuǎn)動周期結(jié)束時(shí)刻的巖屑重量，實(shí)現(xiàn)巖屑重量的實(shí)時(shí)稱重；其中，相鄰兩轉(zhuǎn)動周期之間，前一轉(zhuǎn)動周期結(jié)束時(shí)刻螺旋輸送機(jī)1的實(shí)時(shí)重量為后一轉(zhuǎn)動周期開始時(shí)刻的初始重量。

進(jìn)一步的，可采用下述公式校準(zhǔn)：

g=g0*g/（g±g1）

式中，g表示校準(zhǔn)后的重量，g0表示校準(zhǔn)前的重量，g表示重力加速度，g1表示縱向方向的振動加速度，±表示加速度方向向下或向上。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，為了擴(kuò)大裝置的適用范圍，本實(shí)施例將右支撐柱10設(shè)置為伸縮式結(jié)構(gòu)，并在左支撐柱9和右支撐柱10的上端均固定設(shè)置用于安裝螺旋輸送機(jī)1的連接軸12，從而使得螺旋輸送機(jī)1可在右支撐柱10伸縮時(shí)升降。

具體的，如圖2所示，所述右支撐柱10包括底柱13、液壓氣缸14、活動柱15和導(dǎo)向柱16，底柱13固定在底座11上，液壓氣缸14和導(dǎo)向柱16均固定在底柱13的上端，活動柱15的下端通過液壓氣缸14和導(dǎo)向柱16固定在底柱13上，連接軸12設(shè)置在活動柱15的上端，螺旋輸送機(jī)1通過連接軸12設(shè)置在左支撐柱9和右支撐柱10上。其中，螺旋輸送機(jī)1在液壓氣缸14伸縮時(shí)，其與左支撐柱9和右支撐柱10之間能夠產(chǎn)生一定的相對位移，以便于螺旋實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的升降，從而使螺旋輸送機(jī)1具有水平輸送和傾斜輸送的功能。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，本說明書中所公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。

技術(shù)特征：

1.一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：包括處理器、螺旋輸送機(jī)（1）、重量傳感器（5）、振動傳感器（6）、圈數(shù)檢測器、左支撐柱（9）、右支撐柱（10）和底座（11），所述螺旋輸送機(jī)（1）包括螺旋軸（2）、進(jìn)料口（3）和出料口（4），進(jìn)料口（3）和出料口（4）分別設(shè)置在螺旋軸（2）兩端的上方和下方；螺旋輸送機(jī)（1）通過左支撐柱（9）和右支撐柱（10）固定在底座（11）上；所述重量傳感器（5）分別固定在左支撐柱（9）的下方和右支撐柱（10）的下方，用于檢測螺旋輸送機(jī)（1）的重量；所述振動傳感器（6）固定在左支撐柱（9）上，用于檢測螺旋輸送機(jī)（1）的振動加速度；所述圈數(shù)檢測器設(shè)置在螺旋輸送機(jī)（1）上，用于檢測螺旋軸（2）的轉(zhuǎn)動圈數(shù)；重量傳感器（5）、振動傳感器（6）和圈數(shù)檢測器均與處理器連接，處理器根據(jù)重量傳感器（5）、振動傳感器（6）和圈數(shù)檢測器檢測的數(shù)據(jù)對輸送過程中的巖屑進(jìn)行稱重。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：所述圈數(shù)檢測器為螺旋探測器（7）或轉(zhuǎn)速器（8），為螺旋探測器（7）時(shí)，螺旋探測器（7）設(shè)置在螺旋軸（2）的上方；為轉(zhuǎn)速器（8）時(shí)，轉(zhuǎn)速器（8）設(shè)置在螺旋輸送機(jī)（1）的轉(zhuǎn)動軸上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：所述振動傳感器（6）鑲嵌在左支撐柱（9）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：所述右支撐柱（10）為伸縮式結(jié)構(gòu)，所述左支撐柱（9）和右支撐柱（10）的上端均固定有用于安裝螺旋輸送機(jī)（1）的連接軸（12），螺旋輸送機(jī)（1）可在右支撐柱（10）伸縮時(shí)升降。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，其特征在于：所述右支撐柱（10）包括底柱（13）、液壓氣缸（14）、活動柱（15）和導(dǎo)向柱（16），底柱（13）固定在底座（11）上，液壓氣缸（14）和導(dǎo)向柱（16）均固定在底柱（13）的上端，活動柱（15）的下端通過液壓氣缸（14）和導(dǎo)向柱（16）固定在底柱（13）上，上端與螺旋輸送機(jī)（1）連接。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開了一種鉆井巖屑在線實(shí)時(shí)稱重裝置，包括處理器、螺旋輸送機(jī)、重量傳感器、振動傳感器、圈數(shù)檢測器、左支撐柱、右支撐柱和底座，螺旋輸送機(jī)通過左支撐柱和右支撐柱固定在底座上；重量傳感器分別固定在左支撐柱的下方和右支撐柱的下方，振動傳感器固定在左支撐柱上，圈數(shù)檢測器設(shè)置在螺旋輸送機(jī)上，重量傳感器、振動傳感器和圈數(shù)檢測器均與處理器連接，處理器根據(jù)重量傳感器、振動傳感器和圈數(shù)檢測器檢測的數(shù)據(jù)對輸送過程中的巖屑進(jìn)行稱重。本實(shí)用新型通過增加幾個傳感器就能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井返出巖屑連續(xù)且精確的稱重，相較于現(xiàn)有技術(shù)來說，結(jié)構(gòu)更為簡單，對現(xiàn)有設(shè)備的改動也較小，現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)，能簡單、經(jīng)濟(jì)的對現(xiàn)場進(jìn)行改裝。

技術(shù)研發(fā)人員：李雷;張繼川;白璟;謝意;李枝林;萬夫磊;明顯森;黃崇君;姚建林;范黎明;賈利春;劉殿琛;彭陶均;張林

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.11.05

技術(shù)公布日：2021.06.11