钻井液粘度测量设备的制作方法

1.本实用新型涉及钻井辅助设备技术领域，特别是涉及一种钻井液粘度测量设备。


背景技术：

2.钻井液是用于钻井的流体，钻井液在钻井中有以下作用：(一)清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁；(二)平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏；(三)传递水功率、以帮助钻头破碎岩石；(四)为井下动力钻具传递动力；(五)冷却钻头、钻具。钻井液密度、钻井液粘度等常规性能对钻井工作有很大的影响。其中钻井液粘度是指钻井液流动时，固体颗粒之间，固体颗粒与液体分子之间，以及液体分子之间内摩擦力的总反映。
3.目前，钻井工作现场常采用马氏漏斗测定钻井液的粘度，其中，马氏漏斗的椎体的大径端部的直径为152mm，马氏漏斗的椎体的小径端和导流管端的直径为4.76mm，锥体长度为305mm，马氏漏斗总长为356mm。采用马氏漏斗测定钻井液的粘度的测定方式为：将一定量(通常为946ml)的钻井液放入马氏漏斗中，打开马氏漏斗的阀门，使得钻井液在重力作用下从马氏漏斗中自由流出，通过人工记录马氏漏斗中所有钻井液流出所需的时间，用时间(单位：秒)来表示钻井液的粘度。
4.但是，采用上述方法，通过马氏漏斗手动测定钻井液粘度，得到的钻井液粘度的误差大，影响钻井液粘度的精度，同时，现有的粘度测量设备功能较为单一，钻井液测量完之后，还需要人工对测量使用的马氏漏斗以及设备进行清洁，并且清洗产生的废液也得不到较好的处理，造成环境的污染。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种钻井液粘度测量设备，以解决现有技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种钻井液粘度测量设备，包括：
8.箱体，所述箱体内部从上向下依次设置有进液层、测量层和集液层，所述进液层和所述测量层之间设置有圆形隔板，所述圆形隔板沿周向设置有多个安装部，所述安装部上安装有量杯，各所述量杯的正上方均设置有进液管，所述进液管的上端贯穿所述箱体的顶部设置有进液连接部，所述量杯的正上方设置有清洗机构，所述清洗机构能够沿所述量杯的轴线方向上下运动以实现对所述量杯的清洗，所述测量层包括连接在所述量杯底部的出液漏斗，所述出液漏斗上设置有出液控制阀，所述出液漏斗的出液端设置有液体传感器和感应计时器，所述集液层位于所述测量层的正下方，所述集液层内设置有集液箱，所述集液箱与所述出液漏斗的出液端均相连通；
9.环形连接箱，所述环形连接箱环绕所述箱体设置，所述环形连接箱的底部设置有环形轨道，所述环形轨道上连接有运动座和驱动件，所述驱动件可驱动所述运动座沿所述环形轨道运动，所述运动座上设置有柱形壳体，所述柱形壳体内设置有测定机构，所述测定
机构包括电机、相对运动传感系统、信号转换模块、控制件、传动轴和转子，所述柱形壳体内部从上向下分别设置有驱动室、感应测量室和转动室，所述电机、信号转换模块和控制件设置在所述驱动室内，所述传动轴和转子设置在所述转动室内，所述相对运动传感系统设置在所述感应测量室内，所述相对运动传感系统上端和下端分别与所述电机的转子轴和所述传动轴相连接，所述转动室的侧壁上设置有进液部和出液部，所述进液部能够与任一所述出液漏斗相连接，所述出液部能够始终与所述集液箱相连接。
10.上述的钻井液粘度测量设备，所述清洗机构包括驱动单元、驱动杆和旋转板，所述旋转板连接在所述驱动杆的下端，所述旋转板沿周向设置有清洗刷。
11.上述的钻井液粘度测量设备，所述驱动杆的中心位置设置有供所述进液管贯穿的贯穿通道。
12.上述的钻井液粘度测量设备，所述相对运动传感系统6.2包括扭矩感应器，所述扭矩感应器的外壳与所述柱形壳体相连接，所述扭矩感应器的两端分别设置有同轴的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与所述电机的转子轴相连接，所述第二转轴与所述传动轴相连接。
13.上述的钻井液粘度测量设备，所述柱形壳体侧壁上设置有转动限制块，所述箱体的外侧壁上设置有环形限制槽，所述转动限制块限制在所述环形限制槽内且可沿所述环形限制槽进行转动。
14.上述的钻井液粘度测量设备，所述进液部包括设置在所述柱形壳体侧壁上的进液通道，所述进液通道内设置有弹性连通件；
15.所述出液漏斗的侧部设置有连接管，所述连接管的端部位于所述箱体的侧壁内部。
16.上述的钻井液粘度测量设备，所述箱体的外侧壁上设置有环形旋转槽，所述环形旋转槽内设置有连接通口，所述连接通口与所述连接管相连通。
17.上述的钻井液粘度测量设备，所述弹性连通件外套有转动件，所述转动件可沿所述环形旋转槽转动以实现所述弹性连通件与所述连接通口的连通。
18.上述的钻井液粘度测量设备，所述弹性连通件包括连通管，所述连通管的一端设置有滑动板，所述滑动板滑动连接在所述进液通道侧壁的滑动槽内，所述滑动板与滑动槽的侧壁之间设置有压缩弹簧。
19.在上述技术方案中，本实用新型提供一种钻井液粘度测量设备，具有以下有益效果：
20.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，箱体内部从上向下依次设置有进液层、测量层和集液层,进液层上设置有多个量杯，多个量杯能够储存不同的钻井液，也可以将多个量杯储存相同的钻井液，各量杯的出液漏斗出液端设置有液体传感器和感应计时器，如此能够实现既能够对不同钻井液的粘度进行测量，也可以对相同的钻井液进行多次测量，从而增加测量的准确性。
21.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，在各量杯的上方均设置有一个清洗机构，通过清洗机构能够对各量杯进行清洗，清洗水和废液输送至集液箱的内部，从而有效避免废液得不到较好的处理而造成环境的污染。
22.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，环形连接箱环绕箱体设置，在环
形连接箱内设置有柱形壳体，柱形壳体内设置有测定机构，测定机构能够实现对钻井液的粘度进行测量，如此通过使得钻井液粘度测量设备具有两种测量方式，从而提升测量的准确性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的箱体的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例提供的柱形壳体的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例提供的圆形隔板的结构示意图；
28.图5为本实用新型实施例提供的环形轨道的结构示意图；
29.图6为本实用新型实施例提供的进液部的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1、箱体；
32.1.1、进液层；1.2、测量层；1.3、集液层；1.4、圆形隔板；1.5、安装部；1.6、集液箱；1.7、环形限制槽；
33.2、量杯；
34.2.1、进液管；2.2、进液连接部；2.3、出液漏斗；2.4、出液控制阀；2.5、液体传感器；2.6、感应计时器；2.7、连接管；
35.3、清洗机构；
36.3.1、驱动单元；3.2、驱动杆；3.3、旋转板；3.4、清洗刷；
37.4、环形连接箱；
38.4.1、环形轨道；4.2、运动座；4.3、驱动件；
39.5、柱形壳体；
40.5.1、驱动室；5.2、感应测量室；5.3、转动室；5.4、转动限制块；
41.6、测定机构；
42.6.1、电机；6.2、相对运动传感系统；6.3、信号转换模块；6.4、控制件；6.5、传动轴；6.6、转子；
43.7、进液部；
44.7.1、进液通道；7.2、连通管；7.3、滑动板；7.4、压缩弹簧；7.5、连接通口。
具体实施方式
45.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
46.如图1
‑
6所示，本实用新型实施例提供一种钻井液粘度测量设备，包括箱体1和环形连接箱4，箱体1内部从上向下依次设置有进液层1.1、测量层1.2和集液层1.3，进液层1.1和测量层1.2之间设置有圆形隔板1.4，圆形隔板1.4沿周向设置有多个安装部1.5，安装部
1.5上安装有量杯2，各量杯2的正上方均设置有进液管2.1，进液管2.1的上端贯穿箱体1的顶部设置有进液连接部2.2，量杯2的正上方设置有清洗机构3，清洗机构3能够沿量杯2的轴线方向上下运动以实现对量杯2的清洗，测量层1.2包括连接在量杯2底部的出液漏斗2.3，出液漏斗2.3上设置有出液控制阀2.4，出液漏斗2.3的出液端设置有液体传感器2.5和感应计时器2.6，集液层1.3位于测量层1.2的正下方，集液层1.3内设置有集液箱1.6，集液箱1.6与出液漏斗2.3的出液端均相连接；环形连接箱4环绕箱体1设置，环形连接箱4的底部设置有环形轨道4.1，环形轨道4.1上连接有运动座4.2和驱动件4.3，驱动件4.3可驱动运动座4.2沿环形轨道4.1运动，运动座4.2上设置有柱形壳体5，柱形壳体5内设置有测定机构6，测定机构6包括电机6.1、相对运动传感系统6.2、信号转换模块6.3、控制件6.4、传动轴6.5和转子6.6，柱形壳体5内部从上向下分别设置有驱动室5.1、感应测量室5.2和转动室5.3，电机6.1、信号转换模块6.3和控制件6.4设置在驱动室5.1内，传动轴6.5和转子6.6设置在转动室5.3内，相对运动传感系统6.2设置在感应测量室5.2内，相对运动传感系统6.2上端和下端分别与电机6.1的转子6.6轴和传动轴6.5相连接，转动室5.3的侧壁上设置有进液部7和出液部，进液部7能够与任一出液漏斗2.3相连接，出液部能够始终与集液箱1.6相连接。
47.具体的，箱体1的形状为圆柱形，在箱体1的内部从上向下依次设置有进液层1.1、测量层1.2和集液层1.3，进液层1.1和测量层1.2之间以及测量层1.2和集液层1.3之间可以通过分隔板相互分隔开，从而形成从上向下依次独立的进液层1.1、测量层1.2和集液层1.3，分隔板的形状为圆形，在进液层1.1和测量层1.2之间的圆形隔板1.4上设置有多个安装部1.5，安装部1.5可以是安装通道、安装通口或安装凹槽，多个安装部1.5沿圆形隔板1.4的周向间隔设置，在各安装部1.5上分别安装有一个量杯2，量杯2能够容纳和储存一定量的钻井液，在各量杯2的正上方均设置有进液管2.1，进液管2.1的下端位于量杯2的正上方或位于量杯2的内部，进液管2.1的上端贯穿箱体1的顶部设置有进液连接部2.2，进液连接部2.2可以是连接管件或连接套，通过进液连接部2.2能够与钻井液输送机构相连接，也可以与清洗水输送机构相连接，如此通过进液连接部2.2和进液管2.1能够向量杯2中输送钻井液或对量杯2进行清洗的水，在量杯2的正上方还设置有清洗机构3，清洗机构3能够实现对各量杯2进行清洗，清洗机构3可以是驱动杆3.2和清洗刷3.4，也可以是驱动件4.3和冲洗件，清洗机构3能够沿量杯2的轴线方向上下运动从而实现对量杯2的清洗。
48.本实施例中，测量层1.2包括连接在量杯2底部的出液漏斗2.3，出液漏斗2.3和量杯2可以是一体式结构，出液漏斗2.3和量杯2可以是现有技术中的马氏漏斗，量杯2和出液漏斗2.3的材质可以是塑料或不锈钢，量杯2和出液漏斗2.3具有较好的透明性和耐磨耗性，绝缘性好，导热性低，出液漏斗2.3的出液端设置有液体传感器2.5和感应计时器2.6，出液漏斗2.3上设置有出液控制阀2.4，出液控制阀2.4能够控制出液漏斗2.3的打开或关闭，出液漏斗2.3的出液端设置有液体传感器2.5和感应计时器2.6，液体传感器2.5位于出液漏斗2.3的出液端的内侧壁上，液体传感器2.5用于检测出液漏斗2.3内液体流动，液体传感器2.5与控制器电连接，控制器与感应计时器2.6无线连接，当液体传感器2.5检测到出液漏斗2.3内有钻井液流动时，控制器控制感应计时器2.6记录第一时间，当液体传感器2.5检测到出液漏斗2.3没有钻井液流动时，控制器控制感应计时器2.6记录第二时间，感应计时器2.6根据第一时间与第二时间计算得到钻井液粘度。与现有技术中需要人工控制计时开始和计时结束的方法相比，本实用新型提供的钻井液粘度测定装置，得到的钻井液粘度误差小，钻
井液粘度精度高。本实施例提供的钻井液粘度测定装置使用前，需要先进行校验，通过蒸馏水或自来水流过量杯2和出液漏斗2.3，从而对其测量的准确性进行检测和校验。集液层1.3位于测量层1.2的正下方，集液层1.3内设置有集液箱1.6，集液箱1.6与出液漏斗2.3的出液端均相连接，集液箱1.6能够承接各出液漏斗2.3输出的钻井液和对量杯2以及出液漏斗2.3进行清洗的清洗水，集液箱1.6上还可以设置有出液口，通过出液口能够将集液箱1.6内的钻井液和水输出。
49.本实施例中，环形连接箱4环绕箱体1设置，环形连接箱4的截面形状为环形，环形连接箱4和箱体1可以是一体式结构，通过环形隔板分隔形成环形连接箱4和箱体1，在环形连接箱4的底部设置有环形轨道4.1，环形轨道4.1沿环形连接箱4的周向设置，环形轨道4.1上设置有运动座4.2和驱动件4.3，驱动件4.3可驱动运动座4.2沿环形轨道4.1进行运动，驱动件4.3可以是驱动电机、驱动小车或其他的驱动机构，在运动座4.2上设置有柱形壳体5，柱形壳体5可以可固定连接在运动座4.2上，也可以可拆卸的连接在运动座4.2上，柱形壳体5能够随运动座4.2一起沿环形轨道4.1运动，在柱形壳体5内设置有测定机构6，测定机构6包括电机6.1、相对运动传感系统6.2、信号转换模块6.3、控制件6.4、传动轴6.5和转子6.6，柱形壳体5内部从上向下分别设置有驱动室5.1、感应测量室5.2和转动室5.3，驱动室5.1和感应测量室5.2之间以及感应测量室5.2和转动室5.3之间通过分隔板相互隔开，电机6.1、信号转换模块6.3和控制件6.4设置在驱动室5.1内，传动轴6.5和转子6.6设置在转动室5.3内，相对运动传感系统6.2设置在感应测量室5.2内，相对运动传感系统6.2上端和下端分别与电机6.1的转子轴和传动轴6.5相连接，转子轴和传动轴6.5同轴设置，转子轴和相对运动传感系统6.2的上端可以通过法兰连接，控制件6.4和电机6.1、信号转换模块6.3、相对运动传感系统6.2均相连接，转动室5.3的侧壁上设置有进液部7和出液部，进液部7能够与任一出液漏斗2.3相连接，出液部能够始终与集液箱1.6相连接，通过进液部7可出液部能够将量杯2内钻井液输送至转动室5.3的内部，钻井液通过量杯2、出液漏斗2.3和进液部7输送至转动室5.3的内部，当需要将转动室5.3内的钻井液输出时，可通过出液部将钻井液输出至集液箱1.6的内部，出液部可以是一个出液管体，出液管体与集液箱1.6的内部相连通。当电机6.1恒速旋转室，带动相对运动传感系统6.2的转轴和传动轴6.5以及转子6.6一起运动，转子6.6表面受到钻井液粘度的作用，产生剪切阻力，这种剪切阻力通过相对运动传感系统6.2的扭矩感应器测量得到扭矩信号，扭矩信号传输至信号转换模块6.3和控制器得到相应的钻井液粘度数据，钻井液粘度不同时，产生的扭矩力不同，所以测量扭矩的变化就达到了测量粘度变化的目的。
50.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，箱体1内部从上向下依次设置有进液层1.1、测量层1.2和集液层1.3,进液层1.1上设置有多个量杯2，多个量杯2能够储存不同的钻井液，也可以将多个量杯2储存相同的钻井液，各量杯2的出液漏斗2.3出液端设置有液体传感器2.5和感应计时器2.6，如此能够实现既能够对不同钻井液的粘度进行测量，也可以对相同的钻井液进行多次测量，从而增加测量的准确性。
51.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，在各量杯2的上方均设置有一个清洗机构3，通过清洗机构3能够对各量杯2进行清洗，清洗水和废弃的钻井液能够输送至集液箱的内部，从而有效避免废液得不到较好的处理而造成环境的污染。
52.本实用新型实施例提供的钻井液粘度测量设备，环形连接箱4环绕箱体1设置，在
环形连接箱4内设置有柱形壳体5，柱形壳体5内设置有测定机构6，测定机构6能够实现对钻井液的粘度进行测量，如此通过使得钻井液粘度测量设备具有两种测量方式，从而提升测量的准确性。
53.本实施例中，优选的，清洗机构3包括驱动单元3.1、驱动杆3.2和旋转板3.3，旋转板3.3连接在驱动杆3.2的下端，旋转板3.3的形状为圆形，旋转板3.3的径向尺寸小于量杯2的径向尺寸，旋转板3.3沿周向设置有清洗刷3.4，清洗刷3.4能够对量杯2的内部进行刷洗；驱动杆3.2的中心位置设置有供进液管2.1贯穿的贯穿通道，进液管2.1的下端沿贯穿通道向下穿出，进液管2.1的上端从驱动杆3.2穿出。
54.本实施例中，优选的，相对运动传感系统6.2包括扭矩感应器，扭矩感应器的外壳与柱形壳体5相连接，扭矩感应器的两端分别设置有同轴的第一转轴和第二转轴，第一转轴与电机6.1的转子轴相连接，第二转轴与传动轴6.5相连接，转子轴和第一转轴可以通过法兰连接，电机6.1恒速旋转时，带动扭矩感应器的第二转轴和传动轴6.5以及转子6.6一起运动，转子6.6表面受到钻井液粘度的作用，产生剪切阻力，这种剪切阻力通过扭矩感应器测量得到扭矩信号，扭矩信号传输至信号转换模块6.3和控制器得到相应的钻井液粘度数据，钻井液粘度不同时，产生的扭矩力不同，所以测量扭矩的变化就达到了测量粘度变化的目的
55.本实施例中，优选的，柱形壳体5侧壁上设置有转动限制块5.4，箱体1的外侧壁上设置有环形限制槽1.7，转动限制块5.4限制在环形限制槽1.7内且可沿环形限制槽1.7进行转动；转动限制块5.4限制在环形限制槽1.7内，当运动座4.2和柱形壳体5一起沿运动轨道进行运动时，会使得转动限制块5.4沿环形限制槽1.7运动，通过转动限制块5.4和环形限制槽1.7能够对柱形壳体5的运动起到限制作用，避免柱形壳体5在运动过程中出现偏移。
56.本实施例中，优选的，进液部7包括设置在柱形壳体5侧壁上的进液通道7.1，进液通道7.1内设置有弹性连通件，出液漏斗2.3的侧部设置有连接管2.7，连接管2.7的端部位于箱体1的侧壁内部；连接管2.7和出液漏斗2.3上均设置有打开阀，通过打开阀能够控制连接管2.7和出液漏斗2.3的打开和关闭，如此可实现对量杯2内钻井液输出的方向进行调节可控制。
57.本实施例中，优选的，箱体1的外侧壁上设置有环形旋转槽，环形旋转槽沿周向设置有连接通口7.5，连接通口7.5与连接管2.7相连通，连接通口7.5和连接管2.7之间固定连接；弹性连通件外套有转动件，转动件可沿环形旋转槽进行转动以实现弹性连通件与连接通口7.5的连通，如此当转动件沿环形旋转槽进行转动时，弹性连通件运动到与连接通口7.5相对应的位置时，弹性连通件就与连接通口7.5相连通，从而能够承接从量杯2和出液漏斗2.3输出的钻井液，将钻井液输送至转动室5.3的内部。
58.本实施例中，优选的，弹性连通件包括连通管7.2，连通管7.2的一端设置有滑动板7.3，滑动板7.3滑动连接在进液通道7.1侧壁的滑动槽内，滑动板7.3能够沿滑动槽运动，滑动板7.3的侧壁和滑动槽的侧壁之间设置有压缩弹簧7.4，当转动件沿环形旋转槽运动时，此时压缩弹簧7.4处于压缩状态，如此当弹性连通件运动到与连接通口7.5相对应的位置时，在压缩弹簧7.4的作用下，连通管7.2与连接通口7.5相连通，此时通过打开阀控制连接管2.7的打开，就能够将钻井液输送至转动室5.3的内部，连通管7.2的端部和连通口的侧壁分别设置有倾斜部和倾斜抵压部，如此使得连通管7.2能够从连接通口7.5内滑出。
59.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。