[发明专利]一种钻井液润滑性自动化在线监测仪

说明书

本发明公开了一种钻井液润滑性自动化在线监测仪，其包括密封样品室、电机、摩擦环、摩擦块、加力器以及压力测量元件、扭矩测量元件、数据采集箱以及计算机，其中密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；电机连接传动轴，传动轴伸入密封样品室中且传动轴下端连接摩擦环；扭矩测量元件安装在密封样品室内腔的底部，扭矩测量元件上端通过支架安装摩擦块，摩擦块位于所述摩擦环的外围且其上安装有正压力测量元件；扭矩测量元件、正压力测量元件分别通过信号线连接数据采集箱，数据采集箱连接计算机。与现有技术相比，本发明涉及的仪器实现了钻井液润滑性的自动化在线测量，解决了钻井液的挥发问题，减少了系统摩擦力对测量结果的影响，提高了测量精度。

技术领域

本发明属于钻井液润滑性测量设备领域，尤其涉及一种用于钻井液润滑性自动化在线测量的润滑仪，适用于现场钻井液润滑性的自动化在线测量。

背景技术

钻井液的润滑性是钻井液的重要性能之一，钻井液润滑性的优劣直接影响着钻柱与井壁之间的摩擦力，影响着钻柱的旋转扭矩和起下钻阻力，摩擦力太大时往往会引起卡钻等事故，从而影响钻井工程的正常进行。近年来随着钻井技术的发展，特别是复杂压力层系调整井，大斜度定向井的发展，钻井液的润滑性日益受到重视，迫切需要实现钻井液润滑性的实时测量，自动控制，连续记录和数据远传，从而实现钻井液润滑性的自动化控制。

长期以来，钻井液的润滑性一直采用滤饼粘附系数测定仪、EP极压润滑仪和斜面滤饼润滑仪三种仪器测量，三种仪器均为室内实验仪器，但不能用于现场的自动化在线监测。

2014年，专利CN104929620 A 将EP极压润滑仪进行了改造，首先将手工加压用扭力扳手改为通过电脑控制的自动加压，其次将采集的电机电流数据信号通过PLC或其它可编程控制器通过电缆或无线数传模块接入钻井实时监测系统采集模块，成为钻井实时监测系统的一部分。三是钻井液在线测量极压润滑仪的工作时间和工作程序，均由电脑通过可编程控制器控制。

但是，该仪器用于现场钻井液润滑性测量还存在诸多问题，首先该仪器不能实现钻井液的自动化取样；第二，钻井液仪器长期敞口室外放置，钻井液会蒸发；第三，如果要用泵自动取样和防止钻井液蒸发，就必须将测试的样品室密封，因而就必须采用机械动密封，这必然增加电传动轴与密封件之间的摩擦增大，因此在成电机的电流增大，造成摩擦力测量偏大，引起测量的误差较大。

发明内容

本发明提供一种钻井液润滑性自动化在线监测仪，其目的是实现钻井液润滑性的自动化在线测量、解决钻井液的挥发问题以及减少系统摩擦力对测量结果的影响，从而提高测量精度。

本发明的技术方案是：包括密封样品室、电机、摩擦环、摩擦块、加力器以及压力测量元件、扭矩测量元件、数据采集箱以及计算机，其中所述密封样品室分别连接钻井液进样口和钻井液出样口；所述电机连接传动轴，所述传动轴伸入密封样品室中且传动轴下端连接所述的摩擦环；所述扭矩测量元件安装在密封样品室内腔的底部，所述扭矩测量元件上端通过支架安装摩擦块，所述摩擦块位于所述摩擦环的外围且其上安装有正压力测量元件；所述扭矩测量元件、正压力测量元件分别通过信号线连接数据采集箱，所述数据采集箱连接计算机。

进一步的，所述传动轴与密封样品室之间采用釜用动密封密封。

进一步的，所述摩擦块为相对布置的两块。

进一步的，所述钻井液进样口通过管线连接取样泵，所述钻井液出样口通过管线连接背压阀。

进一步的，所述电机采用恒速电机。

进一步的，所述电机转速为60RPM。