一种岩屑自动采集清洗分装系统的制作方法

1.本发明涉及油田领域，具体说是一种录井行业所用的岩屑自动采集清洗分装系统。


背景技术：

2.岩屑录井是现场油气识别最重要的手段，从行业起步以来一直采用人工的方式捞取岩屑。但是随着钻井技术的不断进步，钻井速度持续提高，在快速钻进时，通常需要每2分钟上下钻台进行一次取样，并且要2-3人同时工作，任务繁重、劳动强度大、环境危险，机械化程度始终处于落后水平，已无法满足当前石油勘探的要求。


技术实现要素：

3.为了克服现有的岩屑录井时采用人式方式捞取岩屑而使工人劳动强度大、工作环境危险的不足，本发明提供一种岩屑自动采集清洗分装系统，该岩屑自动采集清洗分装系统实现了岩屑取样、清洗、分装全自动化，提高了录井工作的质量，可以准确地反映地层岩性、含油性变化。
4.本发明的技术方案是：一种岩屑自动采集清洗分装系统，包括钻井液槽，还包括岩屑采集分离装置、岩屑清洗装置、岩屑分装装置，所述钻井液槽内的钻井液和岩屑通过岩屑采集管线进入岩屑采集分离装置，分离后的钻井液通过钻井液回液管线流回钻井液池，岩屑进入岩屑清洗装置；岩屑清洗装置进口通过净水管线连接洗砂池，清洗后的岩屑和水倒入岩屑分装装置，在岩屑分装装置内部，岩屑被分装，污水通过污水管线进入洗砂池循环利用。
5.所述岩屑采集分离装置、岩屑清洗装置、岩屑分装装置分别与电路控制系统相连，且岩屑清洗装置、岩屑分装装置通过plc控制装置与综合录井仪相连。
6.所述岩屑清洗装置包括清洗滚筒，清洗滚筒一端设有清洗滚筒岩屑入口，且清洗滚筒岩屑入口上连接净水管线，清洗滚筒另一端设有清洗滚筒岩屑出口，且清洗滚筒内部设有若干个搅拌片。
7.所述清洗滚筒中部为圆柱滚筒，岩屑出口端为锥形滚筒，锥形滚筒内壁上设有两个相互垂直的半圆挡板。
8.所述搅拌片位于圆柱滚筒内部，包括两个长搅拌片和两个短搅拌片，其中两个长搅拌片沿圆柱滚筒中心轴对称，长搅拌片的一条边与圆柱滚筒直径夹角为30
°
，另一条边与圆柱滚筒切线夹角为45
°
；所述短搅拌片位于圆柱滚筒中间内壁上，且沿圆柱滚筒中心对称。
9.所述岩屑分装装置包括若干个岩屑桶，岩屑桶底部为筛网，且岩屑桶沿圆周方向均布在托盘上方，托盘下方连接步进电机；所述托盘包括上层托盘和下层托盘，二者之间通过圆筒相连，且上层托盘与岩屑桶对应处设有筛网，下层托盘中心处设有通孔，通孔上连接污水管线。
10.所述岩屑采集分离装置包括分离桶，分离桶上部通过岩屑采集管线与钻井液槽相连，分离桶中部设有分离桶筛网，底部设有钻井液接盘，分离桶筛网上方的分离桶侧壁上开有分离桶岩屑出口，钻井液接盘上方的分离桶侧壁上开有钻井液出口，钻井液出口通过钻井液回液管线连接钻井液池；所述分离桶底部设有振动电机。
11.所述岩屑采集管线上设有电磁流量计和取样隔膜泵，所述钻井液回液管线上设有回注隔膜泵。
12.所述分离桶底部设有支架，且支架与分离桶之间设有减震弹簧。
13.本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，通过岩屑取样、岩屑与钻井液分离、岩屑清洗、岩屑分装四个步骤，利用相应的装置、工艺，完成了岩屑的自动采集清洗分装，提高了岩屑录井的机械化水平，提高了录井工作的质量，可以精准地捞取到细小岩屑，从而准确地反映地层岩性、含油性变化，对石油勘探开发具有重要意义。
附图说明
14.图1是本发明的示意图；图2是本发明的流程图；图3是岩屑采集分离装置的结构示意图；图4是岩屑清洗装置的结构示意图；图5是岩屑清洗装置中半圆挡板的左视图；图6是岩屑清洗装置中半圆挡板的俯视图；图7是岩屑分装装置中长、短搅拌片的右视图；图8是岩屑分装装置中长、短搅拌片的俯视图；图9是岩屑分装装置的结构示意图；图10是岩屑分装装置中上层托盘的示意图；图11是岩屑分装装置中下层托盘的示意图。
15.图中1-岩屑采集分离装置，2-岩屑清洗装置，3-岩屑分装装置，4-电路控制系统，5-钻井液槽，6-岩屑采集管线，7-钻井液回注管线，8-钻井液池，9-综合录井仪，10-电热板，11-洗砂池，12-净水管线，13-污水管线，14-信号线，15-plc控制装置，21-净水泵，22-清洗滚筒岩屑入口，23-清洗滚筒，24-短搅拌片，25-长搅拌片，26-半圆挡板，27-清洗滚筒岩屑出口，28-变频器，29-减速电机，31-岩屑桶，32-托盘，32-1-上层托盘，32-2-筛网，32-3-下层托盘，32-4-通孔，33-污水泵，34-污水管线，35-步进电机，36-岩屑桶支架，111-电磁流量计，112-取样隔膜泵，113-分离桶岩屑入口，114-防溅罩，115-分离桶，116-分离桶筛网，117-分离桶岩屑出口，118-钻井液接盘，119-减震弹簧，120-振动电机，121-支架，122-钻井液出口，123-回注隔膜泵。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步说明：由图1至图11所示，一种岩屑自动采集清洗分装系统，包括钻井液槽5、钻井液池8、综合录井仪9，还包括岩屑采集分离装置1、岩屑清洗装置2、岩屑分装装置3，所述钻井液槽5内的钻井液和岩屑通过岩屑采集管线6进入岩屑采集分离装置1，进入岩屑分离，分离后的
钻井液通过钻井液回液管线7流回钻井液池8，岩屑进入岩屑清洗装置2；岩屑清洗装置2进口通过净水管线12连接洗砂池11，净水进入岩屑清洗装置2岩屑进行清洗，清洗后的岩屑和水倒入岩屑分装装置3，在岩屑分装装置3内部，岩屑进行分装，污水经污水管线13排至洗砂池11循环利用。所述岩屑采集分离装置1、岩屑清洗装置2、岩屑分装装置3分别与电路控制系统4相连，且岩屑清洗装置2、岩屑分装装置3通过信号线14与plc控制装置15相连，plc控制装置15与综合录井仪9相连。
17.所述岩屑采集分离装置1包括分离桶115，分离桶115底部为圆柱形，上部为锥形的防溅罩114，分离桶115上部通过岩屑采集管线6与钻井液槽5相连，所述岩屑采集管线6上设有电磁流量计111和取样隔膜泵112。分离桶115中部设有分离桶筛网116，底部设有钻井液接盘118，分离桶筛网116上方的分离桶侧壁上开有分离桶岩屑出口117，钻井液接盘118上方的分离桶侧壁开有钻井液出口122，钻井液出口122通过钻井液回液管线7连接钻井液池8，所述钻井液回液管线7上设有回注隔膜泵123。所述分离桶115底部设有振动电机120，分离桶115底部还固定有支架121，且支架121与分离桶115之间设有减震弹簧119。
18.所述岩屑清洗装置2包括清洗滚筒23，所述清洗滚筒23中部为水平的圆柱滚筒，一端为清洗滚筒岩屑入口22，另一端清洗滚筒岩屑出口27，其中清洗滚筒岩屑入口22上连接净水管线12。所述清洗滚筒23上岩屑出口一侧连接有锥形滚筒，锥形滚筒内壁上设有两个相互垂直交叉的半圆挡板26，这样滚筒旋转时，便于岩屑推出。圆柱滚筒内部设有若干个搅拌片，所述搅拌片包括两个长搅拌片25和两个短搅拌片24，其中两个长搅拌片25沿圆柱滚筒中心轴对称，长搅拌片25的一条边与圆柱滚筒直径夹角为30
°
，另一条边与圆柱滚筒切线夹角为45
°
；所述短搅拌片24位于圆柱滚筒中间内壁上，且沿圆柱滚筒中心对称。所述清洗滚筒23底部设有减速电机29，减速电机29通过变频器28连接综合录井仪15。
19.所述岩屑分装装置3包括若干个岩屑桶31，每个岩屑桶31底部均设有筛网，且岩屑桶31沿圆周方向均布在托盘32上方。所述托盘32包括上层托盘32-1和下层托盘32-3，二者之间通过圆筒相连，且上层托盘32-1与岩屑桶31对应处设有筛网32-2，下层托盘32-3中心处设有通孔32-4，通孔32-4上连接污水管线34，污水管线34上设有污水泵33。托盘32下方连接有岩屑筒支架36，且岩屑筒支架36内部设有步进电机35。
20.该岩屑自动采集清洗分装系统的工作过程为（如图2）：步骤s1，岩屑取样。取样隔膜泵112放置在钻井液槽5中，根据电磁流量计111设定的流量实时抽取岩屑与钻井液的混合物，通过岩屑采集管线6输送到分离桶115内。
21.步骤s2，岩屑与钻井液分离。岩屑与钻井液的混合物经分离桶岩屑入口113流到分离桶筛网116上，在振动电机120的振动作用下，岩屑由分离桶岩屑出口117流出；钻井液透过分离桶筛网116落在钻井液接盘118上，由钻井液出口122经钻井液回注管线7排放到钻井液池中。
22.步骤s3，岩屑清洗。由分离桶岩屑出口117流出的岩屑由清洗滚筒岩屑入口22进入清洗滚筒23，净水泵21抽取洗砂池11中的水由净水管线12注入清洗滚筒23，plc控制装置15接收来自综合录井仪9的迟到井深信号，通过变频器28与减速电机29相连，控制滚筒的旋转方向，在一个迟到时间内，滚筒正向旋转清洗岩屑，在下一个迟到时间之前反向旋转，将岩屑和水的混合物从清洗滚筒岩屑出口27推出，下落到岩屑分装装置3的岩屑桶31中。
23.步骤s4，岩屑分装。这里采用10个岩屑桶，10个岩屑桶31排列成圆形放置在托盘32
上，污水透过上层托盘32-1上的筛网32-2流出，经过下层托盘32-3上的通孔32-4流出，污水泵33抽取污水，经污水管线13排至洗砂池11，进行循环利用；有步进电机35连接plc控制装置15，使步进电机35按迟到时间进行旋转，每次旋转都使下一个岩屑桶正对岩屑出口，确保一个迟到时间内的岩屑落入岩屑桶中，当一包岩屑落入桶中后，托盘32旋转一次，等待下一包岩屑下落。
24.该岩屑自动采集清洗分装系统先利用隔膜泵抽取岩屑与钻井液的混合物，经振动筛进行岩屑与钻井液分离，采用旋转清洗的方式对岩屑进行清洗，最后根据综合录井的迟到井深对岩屑进行分装，实现了岩屑录井的自动化，满足了石油勘探的要求。

技术特征：
1.一种岩屑自动采集清洗分装系统，包括钻井液槽（5），其特征在于：还包括岩屑采集分离装置（1）、岩屑清洗装置（2）、岩屑分装装置（3），所述钻井液槽（5）内的钻井液和岩屑通过岩屑采集管线（6）进入岩屑采集分离装置（1），分离后的钻井液通过钻井液回液管线（7）流回钻井液池（8），岩屑进入岩屑清洗装置（2）；岩屑清洗装置（2）进口通过净水管线（12）连接洗砂池（11），清洗后的岩屑和水倒入岩屑分装装置（3），在岩屑分装装置（3）内部，岩屑被分装，污水通过污水管线（13）进入洗砂池（11）循环利用。2.根据权利要求1所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述岩屑采集分离装置（1）、岩屑清洗装置（2）、岩屑分装装置（3）分别与电路控制系统（4）相连，且岩屑清洗装置（2）、岩屑分装装置（3）通过plc控制装置（15）与综合录井仪（9）相连。3.根据权利要求1所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述岩屑清洗装置（2）包括清洗滚筒（23），清洗滚筒（23）一端设有清洗滚筒岩屑入口（22），且清洗滚筒岩屑入口（22）上连接净水管线（12），清洗滚筒（23）另一端设有清洗滚筒岩屑出口（27），且清洗滚筒（23）内部设有若干个搅拌片。4.根据权利要求3所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述清洗滚筒（23）中部为圆柱滚筒，岩屑出口端为锥形滚筒，锥形滚筒内壁上设有两个相互垂直的半圆挡板（26）。5.根据权利要求3所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述搅拌片位于圆柱滚筒内部，包括两个长搅拌片（25）和两个短搅拌片（24），其中两个长搅拌片（25）沿圆柱滚筒中心轴对称，长搅拌片（25）的一条边与圆柱滚筒直径夹角为30
°
，另一条边与圆柱滚筒切线夹角为45
°
；所述短搅拌片（24）位于圆柱滚筒中间内壁上，且沿圆柱滚筒中心对称。6.根据权利要求1所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述岩屑分装装置（3）包括若干个岩屑桶（31），岩屑桶（31）底部为筛网，且岩屑桶（31）沿圆周方向均布在托盘（32）上方，托盘（32）下方连接步进电机（35）；所述托盘（32）包括上层托盘（32-1）和下层托盘（32-3），二者之间通过圆筒相连，且上层托盘（32-1）与岩屑桶（31）对应处设有筛网（32-2），下层托盘（32-3）中心处设有通孔（32-4），通孔（32-4）上连接污水管线（34）。7.根据权利要求1所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述岩屑采集分离装置（1）包括分离桶（115），分离桶（115）上部通过岩屑采集管线（6）与钻井液槽（5）相连，分离桶（115）中部设有分离桶筛网（116），底部设有钻井液接盘（118），分离桶筛网（116）上方的分离桶侧壁上开有分离桶岩屑出口（117），钻井液接盘（118）上方的分离桶侧壁上开有钻井液出口（122），钻井液出口（122）通过钻井液回液管线（7）连接钻井液池（8）；所述分离桶（115）底部设有振动电机（120）。8.根据权利要求7所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述岩屑采集管线（6）上设有电磁流量计（111）和取样隔膜泵（112），所述钻井液回液管线（7）上设有回注隔膜泵（123）。9.根据权利要求7所述的岩屑自动采集清洗分装系统，其特征在于：所述分离桶（115）底部设有支架（121），且支架（121）与分离桶（115）之间设有减震弹簧（119）。

技术总结
一种岩屑自动采集清洗分装系统。主要解决现有的岩屑录井时采用人式方式捞取岩屑而使工人劳动强度大、工作环境危险的问题。包括岩屑采集分离装置（1）、岩屑清洗装置（2）、岩屑分装装置（3），所述钻井液槽（5）内的钻井液和岩屑通过岩屑采集管线（6）进入岩屑采集分离装置（1），分离后的钻井液通过钻井液回液管线（7）流回钻井液池（8），岩屑进入岩屑清洗装置（2）；岩屑清洗装置（2）进口通过净水管线（12）连接洗砂池（11），清洗后的岩屑和水倒入岩屑分装装置（3）。该岩屑自动采集清洗分装系统实现在岩屑取样、清洗、分装全自动化，提高了录井工作的质量，可以准确地反映地层岩性、含油性变化。含油性变化。含油性变化。


技术研发人员：张鹏 李吉军 曲永兴 袁伯琰 高玉凯 李博 李富强 赵晓东 张紫衡 杨雷 李昀 郑广东 周波 申献星 王继霞 姚冰 邓小军
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2023/9/23