专利名称：钻井泥浆连续自动测量排量、比重、粘度仪的制作方法
技术领域：
本发明为石油勘探井，煤矿开发井、水文地质工程井，井口出口泥浆排量、比重、 粘度连续自动测量仪器。达到科学化钻井。科学化测量各种泥浆参数。全部数字化记 录每个参数。全部仪器自动化、全曲线化、轻便化、现代化、新式仪器。
一背景技术：
在石油钻井中出口泥浆油田井，煤矿井，各种开发井，钻井井下、钻井岩屑泥浆 性能好带出井口地面。钻井过程所有泥浆几种参数多年来，全用人手测量。泥浆排量、 比重、粘度变化大小(秒)。没有自动连续测量仪器，泥浆比重几十年来用"水平仪" 检测井口出口泥桨比重。钻井过程中泥桨随时变化的，泥浆是钻井上似如人的血液一 样的作用。泥浆性能好是钻井上生命线。但钻井过程中三个主要参数跟钻井进度变化。 当钻井进入地层有水层、油层、天然气层，泥浆性能变化。泥浆比重、粘度过大过小 不行；要用多种化学剂；来调整泥位性能比重粘度不大不小；正适合。达到适用快速 安全钻井用比重、粘度性能好。 .
钻井一口井，钻井在新疆地区五千米深井，要投资上8000万到9000万元。一口 井用费相当巨大，可一口井泥浆费用占本井的三分之一费用。钻井队配有泥浆班6—8 人，经常处理调整泥浆性能、比重、粘度、排量不大不小。用药量大，要人多干活。 钻井上用泥浆性能上变化技术十分复杂，特设有专用人结构。钻井泥浆性能好，是快 速钻井中大大提高钻井降低成本，不出事故井'，縮短勘探时间
在石油钻井过程中需要经常性起钻、下钻、起下钻时，若泥浆比重过大，粘度过 大，有时钻井钻具几百吨重量，钻具在井筒中大重量下，很难控制，司钻人稍不小心， 就会将钻具卡住，发生大的事故井，造成损失巨大。甚至造成卡钻井多。中国全国有 4000多台钻机(钻井队)每年因卡钻发生经济损失上百亿美元。石油钻井队是一个大 钱坑。堵不满大坑。因此研制石油钻井出口泥浆排量、比重、粘度相当重要。所有石 油钻井队队长、工程师人。钻井中每时每刻天天有人连续性手工测比重、粘度、排量 大小。正常钻进中，每10—20分钟要测量一次，全套泥浆参数。当钻井进尺很快， 更要连续性测量。钻井主要快速钻井大大降低钻井成本。主要是提高科学化钻井，才 能大大降低钻井成本， 一个先进钻井队一年要节约几百万元。上面讲的，论证钻井泥 浆性能好有十分重要意义。二、该技术设计图1:
连续自动测量泥浆粘度变化大小，达到石油钻井，煤矿开发井中井队队长天天观 察井口泥浆性能变化。作为钻井队队长，技术工程师都要知道井口泥浆性能变化大小。 指导钻井。如泥浆比重、粘度过大，容易造成井发生卡钻事故。粘度过高；也最容易 发生卡钻，造成钻井钻杆扭断。钻井用钻杆是从日本、德国、俄罗斯进口钻杆好贵啊， 因此石油钻井，油田生产开发井中用泥浆特别重要。研究钻井出口泥浆排量、比重、 粘度自动测量三个参数。试制成功后才申请专利。泥浆连续自动测量三个主要参数成 功，是国内、国外近百年来设有研究出来。中国石油上从1965年到2007年，进口英、 德、美三国录井仪上几百台，共花用百多亿美元。也未有排量、比重、粘度连续自动 测量仪器，进口录井仪未有作用。白白浪费外汇上百亿美元，并经过三四十年全国各 油田长期使用无用仪器。
三、 该设计图上，技术上是很好的。很先进新技术，成功产品。从设计上到制作 成功仪器，达到钻井生产适用目的。仪器结构精小，制作不复杂，仪器容易制作成功， 投资不大，并实现三个功能同时进行工作，并设用(A、 B标向器)制作成功了，进 泥浆(口)又能切断进泥浆(口)。要(19.19A日)要工作，需要用很灵话，速度很 快，准确可靠性很好。并增设用电磁环尔(20)继续连续性工作(19.19A)优越性。 因为钻井时间很长。要连续性不停测量粘度。并且设用泥浆(12)流进桶(7)里泥 浆(8)上升顶浮球(9)上升顶接触点(10)接通电等等第二大优点。这一方法，准 确可靠性好。并增设用电磁环尔(20)继续连续性工作点(19.19A日)优越性。因为 钻井时间很长。要连续性不停测量粘度。并且设用泥浆(12)流进桶(7)里泥浆(8) 上升顶浮球(9)上升。顶接触点(10)接通电等第三大优点。这一方法准确，可靠 性好。即采用"水长船高"原理。
四、 设计图1:上浮珠(9)上升是进入泥浆(12)进入泥桶(7)里泥浆上升顶 上浮珠上升顶接触点(10)电信输入电磁铁。(U4)上有电，电磁铁作用力。拉杆(2) 拉下铁板(4.5)瞬间放出桶(7)里泥浆(8)瞬时桶(7)里泥浆全放出时接触点(10) 脱开无电电磁铁(1)上拉杆(2)回顶回上去时。桶(7)底有密封垫(6)不漏泥浆。 这里重复说一下，因浮球(9)下降，接触点(10)脱开才无电信。因浮球(9)上升 顶接触点(10)电通时、电信号给电磁铁(1.14)同时工作，同时(21)电脑仪，时 间快慢。由进泥浆(12)快慢决定。这样，即接触点(10)接通电、即记录粘度，记 录时间。当接触点(10)脱开时间正好为开始；即记录泥浆粘度时间开始。两者开始时间和电信时间为设计上的需要的泥浆粘度长.时间；粘度秒出来了。计算机上自动化 连结性记录，泥浆粘度大小(秒)目的已实现。
五、该设计图上怎样达到，钻井出口泥浆连续性测量粘度，变化大小？进入泥浆 管直径十公分。泥浆容量为3000毫升体积体积大小，取决于进入泥浆管直径大小。 可用进泥浆变量泥桨桶大小成正比关系。
(一) 图1上浮球(9)起作。浮珠才是实现泥浆粘度自动测量钻井过程中的泥浆 从钻井开始，钻井连续性钻进井，钻进中井下泥浆不停的从井口进入井下，钻井钻杆 内进入泥浆再从井下井底钻头出水眼4一5 4)10—20公分大，泥浆流出钻头外，也是 钻井钻杆外，泥浆从钻杆外循环出井口，我们讲"井口泥浆"就是上述来历。因此钻 井泥浆是钻井生命线。钻井全依靠泥浆性能变化大小，泥浆性能好不好，是安全快进 钻井重要性。研究目的，提高钻井经济效果，中国石油钻井每年全国投资好几千亿美 元，若发生卡钻井，钻井有五大事故井出现，是很难避免的大事故发生了。不是人们 所想象的容观事故，钻井中事故同火车、飞机、汽车相同。因此我从事石油田已有50 几年了。有能力研究成功了。外事井预防五大事故，仪器功能。中讲6个专利都未有 作用，再好专利技术不用你有耐何得了呢？.
(二) 设计上(图1)泥浆粘度自动测量是世界钻井难关，创新科学从基本点出 发，用液体流动，液体(泥浆)上升也下降设用浮球原理，浮球同电配合好，同电磁 铁(1、 14)产生磁力线，应用本技术使浮球(9)接触点(10)发出电信号，使全部 设计上(图1) 一起来完成钻井泥浆继续自动测量粘度变化大小(时间)。在钻井连续 性工作是图1来实现的。(要承认中国几十年来钻井上核心技术全是外国人的技术。 未有中国人研究出来，石油上核心科技术成功用泥浆钻井中先进技术。也有人不服气。 用事实说话，讲出中国研究出一门科技成功产品用石油钻2008101328450井上。)
钻井泥浆连续自动测量(粘度仪器结构)图1说明是
I、 电磁铁 2、拉板 3、弹簧 4、铁板 5、遮挡泥浆板
6、防泥浆漏密封垫 7、桶 8、桶里泥浆 9、浮球 10、接触点
II、 进泥浆管 12、泥浆 13、 AB标向器(B头) 14、电磁铁
15、拉杆 16、弹簧 17、 A头转向 18、 AB转向器轴 19、进泥浆孔眼 20、电磁环尔 21、电信号输入计算机里 22、电源 23、双电路线该发明是一种钻井连续自动测泥桨比重仪器。都能使用钻井，煤矿开发井，水文 地质勘探工程井。全能使用得上。测量泥浆比重大小变化新仪器。全国50几年来全 用"水平仪"检测泥桨比重大小，都用人手工记录泥浆比重大小。每天每半小时人工 测量， 一次两次比重，看有无变化。记录本上给钻井队队长看。钻井过程中泥桨比重 过大过小都不行。泥浆比重过大，钻进中压死油层，气层井，完井后，开发油井气井 不出油、气井。泥浆比重过小，井下岩屑泥浆带不出井口，到地面。还会造成钻井卡 住钻杆，扭断钻杆是进口钻杆好贵的。钻井泥叛性能好与不好是钻井的生命线。泥浆 排量、比重、粘度上性能不好是钻不成井的。钻井上地质勘探井，油田开发井设计上 设有合理用泥浆比重。发生井喷要加重晶石粉上百吨。打井用泥浆有专门机构研究泥 桨科研人。 縦欲脉
设计图2上，主要采用井口出口泥浆比重不大，清水里加细细粉泥浆，有胶结构 体物混合成为泥浆，要合理使用泥浆性能。光用清水钻不成井；清水带不出井下岩屑 出井口地面，井下岩屑过多，会容易造成井卡，钻井用的钻头直径比钻杆大，钻具在 井筒里上下移动，稍不注意，就会引起卡钻，或者扭断钻井钻杆是进口钻杆好贵，钻 井因此新研制连续自动测量泥浆比重粘度很有必要性，研制中采用的欧姆电原理，弹 簧原理，两者相互配合好，如井口泥桨(9)流进管(8)上泥浆有微小压力。水也有 轻微小压力，下面弹簧(6)随着上面泥浆压力伸下伸上移动。即弹簧(6)压力跟上 面泥浆压力，相同起变化。
这里主要用微型弹性好的弹簧材料制作，选用好的弹簧(6)材料会制作成功。世 在人为要精细耐心制作出精密仪器，并且作出一台好用。滑行点(3)电信号(1)输 进计算机一 (电脑仪)里自动记录出泥浆比重大小。由电脑仪设计好，自动绘出比重 (1: 500录井图)曲线图，钻井队队长用，看曲线一目了然。
作新仪器箱体上，要有防空气流动，风吹要影响泥浆测量比重精度。测量前可以 调节灵敏度，好用。中国石油上全国已有4500台钻井队生产井，在国外已有五百多 台钻机工作。都能用得上，国外也未有的自动测量、比重、粘度仪器。大好时期。
钻井泥浆连续自动测量比重仪器结构图
图2说明是-
1、电信号输出双线 2、单根线 3、滑电信号头 4、支柱板 5、上下移动线 6、微型弹簧 7、活动压板 8、进入泥浆管 9、从井口流进泥浆管内流出去一、 设计该发明技术
使用在钻井、煤矿开发井、水文地质工程井，进行连续测量泥浆排量仪，新仪器 使用在各种钻井上，都能适用很强。
主要在钻井出口泥浆从地面大泥浆池，用大泵量注入井下返出口，流出井口泥浆 排量大小。用泥浆泵一般在100—250个大气压(管线上有泵压表)当钻井中泥浆排 量小，钻井进度很快，井下钻碎岩屑泥浆带不出井口，很容易造成卡钻具，多年来使 用大泵，用双泵泥浆排量大，单双泵冲程数换算出泵排量，当今钻井泥浆排量这样换 算出来的。当钻井进入地层里有出水是多少不知道，研制新仪器，要精确测出井口出 口真实排量大小。
二、 设计图3上，是这样来实现的，精确测出出水量多少，当今钻井出口泥浆有 十几米长大铁管(4)500—600公分)，井口出P泥浆很平缓的流过到出口处进入振动 筛，这正好要放图3整体测量仪，从现场实际出发点，有人用档板技本，安放出口处 档板，泥浆流出口处，泥浆震荡很大，冲得档板振动荡太大了记不准出口泥浆排量， 失败。
图3用泥浆槽泥浆大小上升该浮珠上升(1)随泥浆(2)上升顶走(7)用活动轮(11) 带动(7、 7)上升，但设计上(11)比(7、 7)重量轻，接触点中有隔板，通电不通 电(8、 8) (9、 9) (9、 16)两根线，是随泥浆上升(2)而记录电信号(14)进入电 脑仪上记录出口上下升实际排量。
这样该(1)上升大小，按(7、 7)同(9、 9)上按分隔不同，则(7、 9)跟泥浆 (2)上升，浮珠(1)上升使(7、 9)引起变化，这样变化同井口出口泥浆量大小而 相同变化，这一个设计要经过井口实际试验好用，达到钻井井口出口泥浆连续测量排 量而实现，也经过很艰难研究，研制成功新试到泥浆排量出口大小。 钻井泥浆连续自动测量排量仪器结构图
图3说明是
1、泥浆上浮珠2、槽上泥浆 3、泥桨槽'4、仪器支架 5、固定两块永磁铁块 6、接触电信号点 7、剖面图(7图形状) 8、隔绝绿板9、铜板 10、支线上下移动 11、带动电信号活动滚筒 12、移动绳 13、滑轮 14、电原 15、伸上伸下移动绳 16、移动单根线
权利要求
1、石油钻井泥浆连续自动测量粘度其特征是设计图1在钻井出口泥浆(12)流过管(11)进入桶(7)里泥浆(8)开始上升顶浮珠(9)上升顶接触点(10)接通电信号输出有三个是①当接触点(10)接通电信号进入计算机(21)由电脑仪记上泥浆粘度流速时间结止；②当接触点(10)接通电信号进入两个电磁铁(1，14)上有电作用，电磁铁(1)拉下铁板(4、5)瞬时速放出桶(7)里泥浆(8)桶无泥浆(8)空桶；电磁铁(14)拉上(4B转向器)A头转动15度(B头不转动)井口进泥浆孔(19)对准孔(19A)上进清水冲洗管(11)里泥巴；这样，A头切断进泥浆(12)停止；③当接触点(10)脱开无电信号，两个电磁铁(1、14)无电作用，弹簧(3)顶上铁板(4、5)到桶(7)底密封垫(6)不漏出泥浆；桶(7)空桶等待泥浆(12)进入桶(7)里泥浆(8)流进泥浆时间为泥浆粘度流进时间开始；④增设电迅尔(20)为备用，因钻井时间长，当AB转向器发生故障，速用(20)保证泥浆连续性测量粘度(直进泥浆)；⑤万一AB转向器和电磁缺迅尔(20)都出问题，直从井口进入泥浆(12)进入桶(7)里泥浆(8)开始上升顶浮珠(9)再顶接触点(10)接通电信号进入计算机和两个电磁铁上连续性长，连续测量粘度时间；
2、 钻井连续自动测量泥浆比重其特征是设计图2上，传出电信号线(1)，单线(2)，滑行尖点(3)，支座(4)上下移 动(5)线，弹簧(6)，伸下伸上移动好，压极(7)，进入泥浆管(8)，从井口进入 泥浆(9)，这样结构成整体仪器
3、 钻井连续自动测量泥浆排量其特征是设计图3上，泥桨上浮珠(1)泥浆(2)槽底(3)支架(4)两块磁铁块(5) 双线电信号接触点有(7、 9)隔绝缘板(8、 8)移动绳(10)扶住活动上下铁块(11、 12)滑轮(13)电信号输出(14),上上下下放移动线(15)，接电信号根线(16)， 这样结构成整体仪器。
全文摘要
石油勘探井、生产井出井口泥浆，研制连续测量比重、粘度、排量。钻井下由泥浆带岩屑出井口。钻井用泥浆比重、粘度过大，钻井最容易造成卡钻事故发生。井口泥浆出口比重、粘度多年来手工检测。未有自动连续测量仪器。钻井三种参数要同钻井实际相同才能达到实用好。减少用化学剂，减少人力，大大提高钻井经济效益。泥浆粘度自动测量仪国内、国外没有新技术产品。数字化、曲线化、自动化、轻便化、现代化、新式仪器。该发明创造名称钻井泥浆连续自动测量排量、比重、粘度仪。
文档编号E21B49/00GK101446198SQ20081013284
公开日2009年6月3日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者晖 杨 申请人:晖 杨