[发明专利]一种基于抽吸模式的岩屑自动取样装置及岩屑自动取样方法

说明书

本发明公开了一种基于抽吸模式的岩屑自动取样装置及取样方法，该装置包括泥浆取样泵的泵入口连接三通阀，三通阀的另外两个接口中，一个接口通过取样管线与高架槽相连接，另一个接口通过取样管线与循环清洗水箱相连接，泥浆取样泵的泵出口与固液分离装置的入口之间通过泥浆管线相连接，在固液分离装置上安装振动电机，倾斜面的上部为岩屑出口，岩屑出口的底部为岩屑存储机箱的入口，倾斜面的下部为泥浆出口，该泥浆出口连接三通阀。本发明所公开基于抽吸模式的岩屑自动取样装置，通过泵抽吸的方式从振动筛前端获取钻井液，并从中分离出岩屑样本，可以有效解决人工取样方式中由于岩屑经过振动筛混叠所造成的岩屑地层代表性变差的问题。

技术领域

本发明属于石油工程勘探领域，特别涉及该领域中的一种基于抽吸模式的岩屑自动取样装置及岩屑自动取样方法。

背景技术

在石油勘探过程中，通过对井底返出的岩屑进行地质分析是发现油气层的一种重要方法，目前国内外仍采用人工获取岩屑的方法，取样准确性和时效性无法保证，已无法满足快速钻井的需求，由错误的地质样本得到的分析结果不仅起不到指导石油勘探的作用，反而可能产生严重的误导，制约了石油勘探技术的发展。

由于捞取对象是由泥浆从井底传送至地面的，为了起到平衡地层压力，减少摩擦、清洁井眼的作用，泥浆内会加入各种添加剂以改善泥浆的性能，其自身呈现出粘稠、易干涸的特点。设备需要同泥浆打交道，所以需要克服泥浆带来的影响，这就对设备关键环节可靠性和稳定性提出了更加苛刻的要求。并且不同井队井架构造也千差万别，安装空间受限，系统不仅需要适应不同的井架构造，还不能影响正常的钻井作业；由于钻井提速，现在从开钻到完井作业周期通常为1～2个月，最长也就6个月，设备需要经常性的拆卸与运输，所以对设备的体积与重量都有严格的要求。

现有技术中的岩屑取样装置主要存在以下问题：

（1）系统没有形成闭环控制，缺少对泥浆流速，所捞取岩屑重量的检测，无法根据钻井现场实际工况调整岩屑捞取工艺；（2）泥浆的取样和回流均使用泵抽的方式实现，而泵很难在高粘稠、易干涸、颗粒物多的泥浆环境下保持长期稳定运行，并且方案中的回流泵与管线是垂直关系，颗粒物更易将泵堵塞，造成故障，增加维护成本，影响作业效率；（3）岩屑最多仅能存储1盒，自动化程度较低，同人工捞取没有差别，没有让人力得到真正解放；（4）体积大、超重，在空间受限的钻井现场，很难寻找到合适的安装位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于抽吸模式的岩屑自动取样装置及岩屑自动取样方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于抽吸模式的岩屑自动取样装置，其改进之处在于：泥浆取样泵的泵入口连接三通阀，三通阀的另外两个接口中，一个接口通过取样管线与高架槽相连接，并在该取样管线前端与高架槽之间安装取样过滤头，另一个接口通过取样管线与循环清洗水箱相连接，泥浆取样泵的泵出口与固液分离装置的入口之间通过泥浆管线相连接，在固液分离装置上安装振动电机，固液分离装置的底部为倾斜面，倾斜面的上部为岩屑出口，岩屑出口的底部为岩屑存储机箱的入口，倾斜面的下部为泥浆出口，该泥浆出口连接三通阀，三通阀的另外两个接口中，一个接口通过泥浆管线与循环清洗水箱相连接，另一个接口通过泥浆管线与泥浆罐相连接。

进一步的，固液分离装置为振动筛；振动电机为双振动电机。

进一步的，在岩屑存储机箱的入口之下放置岩屑盒。

进一步的，还包括控制装置工作的控制采集箱，控制采集箱包括采集控制板、五口两位电磁阀、两口两位电磁阀和振动电机控制器，双向功能气动器件依靠五口两位电磁阀进行气路切换，单向功能气动器件依靠两口两位电磁阀进行气路切换。

进一步的，采集控制板包括信号采集电路、电机驱动电路、外设控制电路、状态检测电路、数据存储电路和无线通信电路。

进一步的，信号采集电路包括信号调理电路，模拟开关、24位ADC、差分放大器和V/I转换电路。