[實用新型]鉆井液粘度自動測量裝置

有效

• 申請號: 201320168732.2
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN203299085U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 楊曉東;宗群;莊志軍;孫建波
• 申請（專利權）人: 青島奧思特石油科技有限公司
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石油勘探鉆井液粘度測量裝置，具體地說，涉及一種鉆井液粘度自動測量裝置。

背景技術

在石油勘探鉆井生產中，鉆井液的粘度是一項重要的需要控制的指標，目前鉆井液粘度是人工取樣、人工用儀器測量來控制，主要儀器有漏斗粘度計和六速旋轉粘度計。人工取樣測量是間歇控制，不能實現在線自動測量。目前的粘度自動測量主要用于食品、醫療和工業液體，一般是低速測量，不能用于鉆井液粘度高速自動測量。

檢索到已有一種鉆井液粘度自動測量裝置的實用新型專利，是測量電機的電流變化來反映粘度的變化，與本實用新型不同，本實用新型是測量轉子負荷產生的扭矩的變化或旋轉角度變化來反映粘度的變化。與已有裝置相比，本實用新型更穩定更精確。

實用新型內容

針對現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種性能穩定的鉆井液粘度自動測量裝置，能夠更加準確的實現鉆井液粘度的自動測量和在線測控制。

本使用新型所述的鉆井液粘度自動測量裝置，包括外殼，設置于外殼內的電機、相對運動傳感系統、信號轉換模塊、控制盒，傳動軸，和轉子；電機的轉子軸與相對運動傳感系統上端連接，相對運動傳感系統下端連接傳動軸的內端，電機轉子軸的中心軸與傳動軸的中心軸重合；外殼底部設傳動軸出孔，傳動軸的外端穿過傳動軸出孔伸出外殼，與轉子固定連接；控制盒分別與電機、相對運動傳感系統、信號轉換模塊電連接，相對運動傳感系統與信號轉換模塊電連接。

進一步地，相對運動傳感系統可以設置成扭矩測量系統，相對應的結構為，

相對運動傳感系統包括扭矩傳感器，扭矩傳感器兩端有轉軸，一端轉軸與電機的轉子軸連接，另一端轉軸與傳動軸的內端連接；

當電機恒速旋轉時，電機軸帶動扭矩傳感器和轉子一起轉動，由于鉆井液具有一定的粘度，當轉子旋轉時，鉆井液的粘度對轉子產生相應的剪切力，此剪切力作用在電機傳動軸上就會產生一定的扭矩力，扭矩力轉換成電壓或電流信號，再通過信息轉換模塊轉換成相對應的鉆井液粘度數值，這樣就完成了鉆井液粘度的在線自動測量。

相對運動傳感系統還可以設置成角度測量系統，相對應的結構為，

相對運動傳感系統包括角度傳感器I、角度傳感器II、固定在電機轉子軸頂端的磁鐵I，和固定在傳動軸內端頭上的作用塊；磁鐵I與作用塊之間具有磁力作用；角度傳感器I和角度傳感器II與外殼固定連接，角度傳感器I通過安裝在電機轉子軸上的齒輪組I傳動，角度傳感器II通過安裝在傳動軸上的齒輪組II傳動，角度傳感器I和角度傳感器II分別與信號轉換模塊電連接。

其中：所述作用塊為磁鐵或鐵塊。

當電機恒速旋轉時，電機軸上安裝的磁鐵帶動傳動軸上安裝的作用塊一起轉動，由于鉆井液具有一定的粘度，當傳動軸轉動時需要克服轉子外表面產生的摩擦阻力，這樣就會使磁鐵和作用塊之間產生一定的偏轉角度，這個角度所反映的就是鉆井液的內部結構力，可以用來衡量粘度的大小。為了實現偏轉角度的測量，在電機的轉子軸和傳動軸上各安裝一個齒輪，分別與角度傳感器I、角度傳感器II以齒輪銜接，利用角度傳感器I和角度傳感器II偏轉角度的大小的差值就可以判斷鉆井液的粘度。將角度傳感器信號進行處理轉換成數字信號，再轉換成數據進行顯示和打印。這樣就完成了鉆井液粘度的在線自動測量。

其中角度傳感器也可以只設定一個，與安裝在電機轉子軸上的齒輪組I銜接，或與安裝在傳動軸上的齒輪組II銜接，此時需要對電機的恒速轉角進行標定，以便計算旋轉角度差。

所述電機，是指能夠控制恒速的直流電機或交流電機。

再進一步地，轉子外部設有定筒，定筒上端與外殼底部固定連接。定筒上設有能夠流通鉆井液的通孔，可根據實際需要確定通孔的數量和尺寸。定筒的作用是保護轉子，一是防止鉆井液的流動沖擊力造成轉子軸彎曲，二是減弱鉆井液的流動沖擊力對測量數據穩定性的影響。

所述控制盒是指自動控制電機轉速和其它電路輸出的集成電路盒。

所述信號轉換模塊是指將扭矩傳感器測量的扭矩轉換成電壓或電流信號，再將電壓或電流信號轉換成粘度數據的程序模塊。也可以是將旋轉角度傳感器測量的角度變化的電壓或電流信號轉換成粘度數據的程序模塊。

根據實際需要，可以對上述鉆井液粘度自動測量裝置進行優化和改進，可以對尺寸的大小進行選擇加工成實際需要的產品。