CN112775068A - 录井智能高效岩屑清洗*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩屑清洗设备领域，具体为一种录井智能岩屑清洗***，该***包括岩屑采集装置、岩屑过滤装置、岩屑收集装置、岩屑清洗装置、循环清洗装置和采集控制装置。由岩屑采集装置、岩屑过滤装置、岩屑收集装置、岩屑清洗装置、循环清洗装置和采集控制装置依次连接组成。本发明的有益效果是采用导砂管、双向冲洗技术以及可控压喷淋***实现岩屑的快速采集和高效清洗，与综合录井仪进行配合接收录井实时数据，实现岩屑按照迟到井深进行岩屑的采集。***实现了在狭小空间完成岩屑的快速采集、过滤、收集、清洗等工作，自动化地完成了岩屑的自动采集和清洗，清洗后的岩屑完全符合钻井现场岩屑取样的规定。
Description
技术领域
本发明涉及岩屑清洗设备领域，特别是涉及到一种录井智能高效岩屑清洗***。
背景技术
岩屑录井是地质录井的重要服务项目，是发现和评价油气层的重要依据。目前公司主要依靠人工捞取岩屑，存在着工作繁琐、劳动量大、易漏失真实岩屑等问题，多种因素的干扰会导致资料的质量较差，尤其是近年随着欠平衡、PDC钻头等钻井新技术的应用，钻井的速度大大加快，给现场录井人员人工捞取岩屑带来了很大困难，录井现场迫切需要一种岩屑自动捞砂装置代替人工的落后操作方式，新装置的发明将能够减轻劳动强度，提高资料质量，实现岩屑录井自动化，更好地满足现场录井和石油勘探开发的需要。
目前国内石油行业主要采用人工捞取岩屑的方法进行岩屑录井工作，实现岩屑的自动清洗一直是录井行业关注的问题。当前国内有几家公司进行了相关问题的研究，取得了一些进展并研发了相关的实验样机，但普遍存在清洗效率不高、装备笨重等缺陷，不能满足钻井现场环境下的高效快速清洗，因此在国内录井市场没有得到大范围推广。当前钻井环境发生了很多变化，钻井岩屑出口位置由于大量使用泥浆不落地装置，留给现场安装和使用岩屑清洗装置的空间狭小，造成早期的发明无法适应现场安装环境的变化，同时随着钻井技术的进步，钻井速度可以达到每分钟1米，常规的岩屑清洗装置无法满足快速钻进的需要，因此也需要发明一种录井智能高效岩屑清洗装置来解决以上的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种录井智能高效岩屑清洗***。
其技术方案如下：
录井智能岩屑清洗***，该***包括岩屑采集装置、岩屑过滤装置、岩屑清洗装置、岩屑收集装置；所述岩屑采集装置设置于井队振动筛下游，用于采集井队振动筛排出的岩屑并将岩屑输送到岩屑过滤装置；所述岩屑过滤装置设置于岩屑采集装置下游，用于对岩屑采集装置输送过来的岩屑进行过滤，然后将过滤后的岩屑输送到岩屑清洗装置；所述岩屑清洗装置设置于岩屑过滤装置下游，用于清洗过滤后的岩屑；所述岩屑收集装置设置于岩屑清洗装置下游，用于收集清洗后的岩屑。
进一步的，所述岩屑采集装置包括进样控制机构和连通于进样控制机构下游的导砂管；所述导砂管末端与岩屑过滤装置连通；所述岩屑采集装置还包括设置于导砂管内部的双向冲洗机构；所述岩屑过滤装置包括微型振动筛和架设于微型振动筛的上方的多级滤网；所述岩屑过滤装置还包括喷淋装置，所述喷淋装置第二潜水泵、第二管线、喷淋头，第二潜水泵出水口连通第二管线，第二管线连通喷淋头，所述喷淋头位于微型振动筛的上方；所述喷淋装置还包括喷淋水箱，第二潜水泵位于喷淋水箱内；所述喷淋水箱下方通过第三管线连通有沉淀水箱，所述第三管线上设置有第一阀门；还包括循环装置，所述循环装置包括第一潜水泵、第一管线，第一潜水泵位于喷淋水箱内，第一潜水泵出水口连通第一管线，第一管线连通进样控制机构。
更进一步的，所述岩屑清洗装置包括增压装置、定时控制装置、增压喷头；增压装置通过增压管线连通增压喷头，定时控制装置设置于增压管线上，所述定时控制装置通过控制管线的开合控制清洗时间；所述岩屑收集装置包括取样架、取样盘、电机；所述取样架包括呈圆形的承托部，承托部下方中心处设有转轴，承托部上周向放置多个取样盘，通过电机驱动转轴转动。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
该录井智能高效岩屑清洗装置采用进样控制装置与综合录井仪实时数据相结合的方式，实现岩屑取样重量（0.5-2.5kg）可设定，充分满足国内、外石油行业岩屑取样的需要。
该录井智能高效岩屑清洗装置的岩屑取样间距可以根据用户的设定进行取样，通常满足岩屑0.5m，1.0m，2.0m，5.0m等常用取样间距设定的需要，确保岩屑取样的准确无误。
该录井智能高效岩屑清洗装置采用双向冲洗结合可控压喷淋装置进行岩屑的清洗，岩屑的清洗速度非常快，速度能够达到1-2包/分钟，能够充分适应钻井快速钻进的需要。
该录井智能高效岩屑清洗装置采用双向冲洗结合可控压喷淋装置进行岩屑的清洗，岩屑清洗干净，真实还原岩屑原有的颜色，完全符合现场岩屑描述标准。
该录井智能高效岩屑清洗装置采用循环水控制装置完成岩屑的清洗，最后采用干净水进行最后的清洗，在确保岩屑清洗干净的同时，节约用水，较常规人工清洗岩屑节水能够达到80%。
该录井智能高效岩屑清洗装置设计合理、可分拆，便于搬运、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
该录井智能高效岩屑清洗装置能够解决人工捞取岩屑的各种缺点，具有降低劳动强度、提高岩屑捞取的准确性等一些列优点，未来将有很好的效益：（1）在市场全面推广应用，降低劳动用工数量；（2）提升岩屑录井的质量，提高油气层识别及解释水平；（3）解决录井工作中的徒手捞取环节，提高录井的自动化水平（4）是形成单独的岩屑录井项目的重要装备，未来将作为单独服务项目服务于国内外其他市场。
附图说明
图1是录井智能高效岩屑清洗***实施的工艺流程图；
图2是录井智能高效岩屑清洗***结构示意图；
图中：1、岩屑采集装置；2、循环装置；3、岩屑过滤装置；4、采集控制装置；5、采集控制软件；6、综合录井仪；7、岩屑收集装置；8、岩屑清洗装置；9、加热装置，10、井队振动筛，11、进样控制机构，12、导砂管，13、双向冲洗机构，15、喷淋水箱，16、清洗水箱，17、清水水箱，111、取样口，112、伺服电机，21、潜水泵，22、水压控制装置，23、分离型水箱，31、多级滤网，32、微型振动筛，33、喷淋装置，81、增压装置，82、定时控制装置，83、增压喷头，91、温度传感器、92、加热器，93、温控装置。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
请参阅图1和2，一种录井智能高效岩屑清洗***。包括采集装置1、循环装置2、过滤装置3、采集控制装置4、采集控制软件5、综合录井仪6、收集装置7、清洗装置8和加热装置9。
采集装置1包括进样控制机构11、导砂管12、双向冲洗机构13，其中进样控制机构11包括取样口111、伺服电机112。
循环装置2包括潜水泵21、水压控制模块22、分离型水箱23。
过滤装置3包括多级滤网31、微型振动筛32、喷淋装置33。
岩屑收集装置7包括电机控制71、取样架72、取样盘73。
清洗装置8包括增压装置81、定时控制82、增压喷头83。
加热装置9包括温度传感器91、加热器92、温控装置93
采集装置1包括进样控制机构11、导砂管12、双向冲洗机构13，其中进样控制机构11与导砂管12采用螺纹连接，进样控制机构11位于导砂管12的前方，双向冲洗机构13采用螺纹连接放置于导砂管12的中部。进样控制机构11包括取样口111、伺服电机112，通过伺服电机控制取样口的大小，来调节岩屑取样的数量。通常安装在钻井振动筛的下方，导砂管12从井队振动筛上延伸到泥浆罐的地面，与过滤装置3采用转动连接方式在一起，双向冲洗机构提供正向和逆向循环水对流经导砂管的岩屑进行清洗。
循环装置2包括潜水泵21、水压控制模块22、分离型水箱23，潜水泵21放置于水箱中，水压控制模块22采用螺纹连接安装在潜水泵21的出口管线上，分离型水箱23是两个由管道连接的水箱组合，上下两个水箱的管道连接采用法兰及控制阀连接，通过沉积进入底层水箱，当沉积物较多时，关闭控制阀替换掉底层水箱，快速完成沉积物去除，确保循环水的质量。岩屑在清洗的过程中，循环装置2同时开启并运行，循环水的水压通过水压控制模块22进行控制，***设计充分考虑井场上水资源紧缺，采用循环水对岩屑进行初次清洗，最后再采用干净清水进行清洗，节水性能较好，较常规人工清洗节水80%。
过滤装置3包括多级滤网31、微型振动筛32、喷淋装置33等模块，多级滤网采用焊接方式置于微型振动筛的前方，喷淋装置采用支架焊接方式置于微型振动筛的后方，当岩屑进入多级滤网31后完成岩屑的初次分选，去除假岩屑和杂物；然后进入微型振动筛32通过振动进行二次分选，完成岩屑的初次分选，通过喷淋装置33采用循环水对岩屑进行清洗。
采集控制装置4是一套数据采集装置，与采集装置1、循环装置2、；收集装置7、清洗装置8、加热装置9等装置通过数据线连接，实现以上装置工作状态的硬件数据采集与控制。采集控制软件5安装在计算机上，通过数据线与采集控制装置4连接，负责数据的软件采集与软件控制，是***的顶层控制。采集控制软件5通过数据线与综合录井仪6联网，采用WITS标准接收综合录井仪的实时数据。在岩屑在收集和清洗的过程中，采集控制装置4和采集控制软件5同步运行，采集控制装置4主要采集所有装置的硬件参数，实时监控所有装置的运行情况，如果出现问题或发生故障会对用户发出报警。采集控制软件5可以根据用户设定的取样量，调节采集装置1中取样口的大小，确保岩屑采集的足量；同时接收综合录井仪设定的取样间隔，确保岩屑按照迟到井深完成岩屑取样，并向岩屑收集装置7发送旋转取样架信号，提示用户进行取样。
岩屑收集装置7包括电机控制71、取样架72、取样盘73等模块，取样架72为圆形设计，取样架72上放置多个取样盘73，电机控制71与取样架72通过转动轴连接，控制取样架72的旋转。电机控制72与采样控制器4通过数据线连接，采样控制器4通过网线与采集控制软件5连接，实时接收综合录井仪6发送的数据信号，当电机控制71接收到综合录井仪6的旋转信号时，按照用户设定的取样间隔控制取样73盘的旋转，定时完成岩屑的收集，通过电机控制71的旋转完成岩屑的多次收集和取样，方便用户收集、存储多份岩屑。
清洗装置8包括增压装置81、定时控制82、增压喷头83，增压装置83与增压喷头83采用螺纹连接，增压装置83负责水压的调节，定时控制82与增压喷头83通过水管线采用螺纹进行连接，定时控制82通过控制管线的开合控制清洗时间。当岩屑进入收集装置7后，线型喷头会对收集装置7中的岩屑进行高压喷淋冲洗，水压可控，通过定时控制装置对岩屑清洗的时间进行定时控制，按照用户清洗速度的要求进行岩屑清洗，具备每分钟完成1-2包岩屑的清洗能力。
加热装置9包括温度传感器91、加热器92、温控装置93等模块，温度传感器91、加热器92、温控装置93安装在水箱中，主要实现水温的自动加热控制功能。当岩屑清洗时气温较低时，加热装置2会同时开启并运行，当温度传感器91检测到水温小于设定的温度时，开启温控装置93进行水的加热，当达到设定温度时自动停止加热，确保水温保持在合理的温度范围内，保证在冬季等寒冷天气也能够完成岩屑的正常清洗。
该录井智能高效岩屑清洗***在构建时：
1、现查勘查钻井振动筛以及泥浆不落地设备的布局情况，根据井场的布局完成设备的布置及设计。
2、安装好岩屑采集装置、岩屑过滤装置、岩屑收集装置、岩屑清洗装置、循环清洗装置和采集控制***等模块及软件***，录井智能高效岩屑清洗装置整体示意图如图1所示。
3、与综合录井仪进行通讯连接，接收综合录井仪的迟到井深、取样间隔等数据。
4、配置好岩屑取样的重量、喷洗的水压、冲洗时间等技术参数。
5、开启设备进行试运行，重点观察岩屑取样是否足量，岩屑冲洗是否干净，根据结果适当调整参数。
6、开启设备正式运行，开启水循环***，根据当天气温情况，决定是否开启水加热***，设备开始取样。
7、采集控制***完成所有模块的数据采集工作，同时监控各个模块是否正常工作，并进行提示报警。
8、采集装置1接收到采集控制软件5的岩屑取样量的设定和取样间隔等数据，进样控制机构11调节取样口大小接取岩屑。
9、循环***2的循环水带动岩屑进入导砂管12，岩屑在导砂管12中流经双向冲洗机构13时，完成岩屑运行中的初次清洗。
10、岩屑从导砂管12出来落入过滤装置3，通过多级滤网完成岩屑的分选，去除不符合要求的岩屑。
12、岩屑进入微型振动筛，完成岩屑的二次分选，分选出合格岩屑。
13、岩屑进入清洗装置8，通过线型喷头对岩屑进行定时高压喷洗。
14、清洗后的岩屑落入岩屑收集装置7的取样盘中，当岩屑收集装置7接收到信号时旋转取样架，准备接收下一份岩屑，同时提示用户。
15、整个过程中，采集控制软件5一直在工作监控所有装置的运行情况，当设备发生故障或者不正常时，提供报警提示进行设备检修。
如图2所示是录井智能高效岩屑清洗***的详细组成结构图，其中***中的主要组成包括：
采集装置1包括进样控制机构11、导砂管12、双向冲洗机构13
其中进样控制机构11包括取样口111、伺服电机112。
循环装置2包括潜水泵21、水压控制模块22、分离型水箱23。
过滤装置3包括多级滤网31、微型振动筛32、喷淋装置33。
岩屑收集装置7包括电机控制71、取样架72、取样盘73。
清洗装置8包括增压装置81、定时控制82、增压喷头83。
加热装置9包括温度传感器91、加热器92、温控装置93。
Claims (15)
1.录井智能岩屑清洗***，包括安装有采集控制软件的计算机和综合录井仪，综合录井仪和计算机通讯连接，其特征在于，还包括与计算机通讯连接的岩屑采集装置、岩屑过滤装置、岩屑清洗装置、岩屑收集装置；所述岩屑采集装置设置于井队振动筛下游，用于采集井队振动筛排出的岩屑并将岩屑输送到岩屑过滤装置；所述岩屑过滤装置设置于岩屑采集装置下游，用于对岩屑采集装置输送过来的岩屑进行过滤，然后将过滤后的岩屑输送到岩屑清洗装置；所述岩屑清洗装置设置于岩屑过滤装置下游，用于清洗过滤后的岩屑；所述岩屑收集装置设置于岩屑清洗装置下游，用于收集清洗后的岩屑。
2.根据权利要求1所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑采集装置包括进样控制机构和连通于进样控制机构下游的导砂管；所述导砂管末端与岩屑过滤装置连通。
3.根据权利要求2所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑采集装置还包括设置于导砂管内部的双向冲洗机构。
4.根据权利要求1所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑过滤装置包括微型振动筛和架设于微型振动筛的上方的多级滤网。
5.根据权利要求4所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑过滤装置还包括喷淋装置，所述喷淋装置第二潜水泵、第二管线、喷淋头，第二潜水泵出水口连通第二管线，第二管线连通喷淋头，所述喷淋头位于微型振动筛的上方。
6.根据权利要求5所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述喷淋装置还包括喷淋水箱，第二潜水泵位于喷淋水箱内。
7.根据权利要求6所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述喷淋水箱下方通过第三管线连通有沉淀水箱，所述第三管线上设置有第一阀门。
8.根据权利要求7所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，还包括循环装置，所述循环装置包括第一潜水泵、第一管线，第一潜水泵位于喷淋水箱内，第一潜水泵出水口连通第一管线，第一管线连通进样控制机构。
9.根据权利要求8所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述第一管线上设置有水压控制装置。
10.根据权利要求1所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑清洗装置包括增压装置、定时控制装置、增压喷头；增压装置通过增压管线连通增压喷头，定时控制装置设置于增压管线上，所述定时控制装置通过控制管线的开合控制清洗时间，所述增压喷头位于岩屑收集装置上方。
11.根据权利要求10所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑清洗装置还包括容纳岩屑收集装置的清洗水箱，所述清洗水箱排水管与喷淋水箱连通。
12.根据权利要求11所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑清洗装置还包括清水水箱、第三潜水泵，第三潜水泵置于清水水箱内，第三潜水泵连通增压管线。
13.根据权利要求6-9任一所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述喷淋水箱内设有第一加热装置，所述第一加热装置包括第一加热器、第一温控装置、第一温度传感器。
14.根据权利要求12所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述清水水箱内设有第二加热装置，所述第二加热装置包括第二加热器、第二温控装置、第二温度传感器。
15.根据权利要求1-12、14任一所述的录井智能岩屑清洗***，其特征在于，所述岩屑收集装置包括取样架、取样盘、电机；所述取样架包括呈圆形的承托部，承托部下方中心处设有转轴，承托部上周向放置多个取样盘，通过电机驱动转轴转动。
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