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专利名称：钻井液性能参数微机检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻井液性能参数检测装置。
背景技术：
目前，对钻井液性能参数如流变性能参数、失水性能参数、润滑性能参数、膨胀性能参数的检测，现有的钻井液性能参数检测装置为单一功能的检测装置，当对多种钻井液性能参数进行检测时，需多台检测装置，操作不便。

发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可检测钻井液多种性能参数的钻井液性能参数微机检测装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是钻井液性能参数微机检测装置，其特征是机箱7上固定一支撑杆6，支撑杆6上端与座板4由横梁轴5活动连接，支撑杆6上设有移动托盘19，控制电机1与座板4由螺栓固定连接，控制电机1的主轴2上设有传动齿轮3，传动齿轮3与传动齿轮11相啮合，传动齿轮11固定在套筒轴12上，套筒轴12的下端部穿过座板4上的套筒孔13，套筒轴12的上端部由轴承与外壳14固定连接，外壳14与座板4由螺栓固定连接，套筒轴12内为空腔，套筒轴12的空腔内设有传感器装置，传感器装置由外壳15、信号线座8、传感器9、内筒轴10、轴承构成，外壳15的下部套在套筒轴12的空腔内，外壳15的顶部由螺钉与外壳14固定连接，外壳15内为空腔，内筒轴10、传感器9、信号线座8位于外壳15的空腔内，内筒轴10的的上端和中部分别由轴承与外壳15相连接，传感器9与内筒轴10的顶端固定连接，信号线座8位于传感器9上方，传感器9由信号线座8上的信号线与机箱7内的剪切应力传感器信号处理电路相连接，控制电机1内设有速率传感器，速率传感器与机箱7内的剪切速率传感器信号处理电路相连接；机箱7内设有失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路。
所述的失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路，分别通过接口电路与微机系统相连接；控制电机(1)由导线与电动机PWM控制及驱动电路相连接，并由D/A转换与微机系统通信连接。实现自动测量。
本实用新型采用上述结构，由控制电机1、传动齿轮3、传动齿轮11带动套筒轴12旋转，套筒轴12的下端部(当座板4向后旋转90，套筒轴12成水平状态时为右端部)与泥浆杯18螺纹连接时，通过内筒轴10、传感器9测流变性能参数；当与回转筒34螺纹连接时，通过内筒轴10、传感器9测润滑性能参数；当套筒轴12的下端部与回转轴22的上端部螺纹连接时，通过液位传感器25，测失水性能参数。机箱7内设有膨胀传感器信号处理电路，通过后面板21的膨胀仪插孔与位移传感器36相连接测膨胀性能参数。本实用新型可实现测钻井液的流变性能参数、失水性能参数、润滑性能参数、膨胀性能参数多种性能检测。本实用新型主要特点体现在以下几个方面1.该装置为一套钻井液主要性能参数综合检测和处理装置能自动检测流变性能参数，失水性能参数，膨胀性能参数和润滑性能参数检测。
2.实现了钻井液主要性能参数微机自动检测，数字显示，曲线显示和数据存储。
3.具有功能完善的数据处理和数据分析功能，能对钻井液流型进行自动识别并进行相关的数据处理。
4.通过数据处理，建立钻井液性能参数微机数据库。
5.具有数据网络传输功能。


图1是钻井液性能参数微机检测系统硬件组成原理图图2是本实用新型外视图图3是总体结构剖面图图4是机箱前面板图图5是机箱后面板图图6是流变机械部分及传感器示意图图7是失水机械部分及传感器示意图图8是膨胀机械部分及传感器示意图图9是润滑机械部分及传感器示意图图10是剪切应力传感器信号处理电路原理图图11是剪切速率传感器信号处理电路原理图图12是失水传感器信号处理电路原理图图13是膨胀传感器信号处理电路原理图图14是电动机PWM控制及驱动电路原理图图中1-控制电机，2-主轴，3-传动齿轮，4-座板，5-横梁，6-支撑杆，7-机箱，8-信号线座，9-传感器，10-内筒轴，11-传动齿轮，12-套筒轴、13-套筒孔、14-外壳、15-外壳、16-外转筒、17-内传筒、18-泥浆杯、19-移动托盘、20-前面板、21-后面板、22-回传轴、23-泥浆杯、24-过滤层、25-液位传感器、26-导流孔、27-水平底座、28-进气口、29-出口、30-失水量筒、31-导向杆、32-滑块、33-传力杆、34-回转筒、35-泥浆杯、36-位移传感器、37-导杆、38-活塞、39-出液口、40-测试杯、41-进液口。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图10、图11、图12、图13、图14所示，钻井液性能参数微机检测装置，机箱7上固定一支撑杆6，支撑杆6上端与座板4由横梁轴5活动连接，支撑杆6上设有移动托盘19，控制电机1与座板4由螺栓固定连接，控制电机1的主轴2上设有传动齿轮3，传动齿轮3与传动齿轮11相啮合，传动齿轮11固定在套筒轴12上，套筒轴12的下端部穿过座板4上的套筒孔13，套筒轴12的上端部由轴承与外壳14固定连接，外壳14与座板4由螺栓固定连接，套筒轴12内为空腔，套筒轴12的空腔内设有传感器装置，传感器装置由外壳15、信号线座8、传感器9、内筒轴10、轴承构成，外壳15的下部套在套筒轴12的空腔内，外壳15的顶部由螺钉与外壳14固定连接，外壳15内为空腔，内筒轴10、传感器9、信号线座8位于外壳15的空腔内，内筒轴10的的上端和中部分别由轴承与外壳15相连接，传感器9与内筒轴10的顶端固定(粘接)连接，信号线座8位于传感器9上方，传感器9由信号线座8上的信号线与机箱7内的剪切应力传感器信号处理电路相连接，控制电机1内设有速率传感器(现有的电机自带有速率传感器)，速率传感器与机箱7内的剪切速率传感器信号处理电路相连接；机箱7内设有失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路，并分别通过接口电路与微机系统相连接；控制电机1由导线与电动机PWM控制及驱动电路相连接，并由D/A转换与微机系统通信连接。
如图6、图2、图4所示，当测流变性能参数时，套筒轴12的下端部与外转筒16上端部螺纹连接，内传筒17搁置在外转筒16内，内筒轴10插入内传筒17内固定连接，泥浆杯18内盛满钻井液，泥浆杯18放置在移动托盘19上，调节移动托盘19的位置(上下移动)，使内传筒17、外转筒16浸入泥浆杯18的钻井液内，内转筒17与外转筒16之间浸满钻井液，通过前面板20打开电源，启动控制电机1并调节控制电机1的转速，由传感器9测量在不同的剪切速率下的不同剪切应力值，通过计算得出待测钻井液的流变性能参数。
如图7、图5所示，当测失水性能参数时，回转轴22的上端部与套筒轴12的下端部螺纹连接，回转轴22的下端部位于泥浆杯23内，泥浆杯23上部设有进气口28，泥浆杯23内底部设有过滤层24，泥浆杯23的底部设有出口29，出口29下方设有失水量筒30，失水量筒30、液位传感器25分别位于水平底座27上，水平底座27上开有导流孔26，导流孔26的一端与失水量筒30的底端相通，导流孔26的另一端与液位传感器25相接触，水平底座27搁置在移动托盘19上；液位传感器25由信号线与后面板21的失水仪插孔连接，失水仪插孔与失水传感器信号处理电路相连接。根据液位传感器的信号到得失水量(即失水性能参数)。
如图2、图9所示，当测润滑性能参数时，座板4向后旋转90度，套筒轴12成水平状态，回转筒34的左端部与套筒轴12的右端部螺纹连接，内筒轴10穿过回转筒34与传力杆33固定连接(插入式固定连接)，滑块32位于回转筒34外侧壁上，导向杆成U型其一端与座板4固定连接(插入式固定连接)，另一端插入滑块导孔中，滑块32与传力杆33固定连接，泥浆杯35位于移动托盘19上，泥浆杯35内盛满待测钻井液，回转筒34下部浸入钻井液内，在回转筒34的旋转下，带动滑块32沿导向杆31移动，从而通过传力杆33，将滑块32所受的的摩擦力传递给传感器9，从而通过剪切应力传感器信号处理电路计算出待测钻井液的磨擦系数(即润滑性能参数)。
如图8、图13所示，当测膨胀性能参数时，位移传感器36由信号线与后面板21的膨胀仪插孔相连接，膨胀仪插孔由信号线与膨胀传感器信号处理电路相连接，测试杯40下部设有进液口41，测试杯40上部设有出液口39，测试杯40内为空腔，空腔内设有活塞38，活塞38下部为待测岩样，活塞38上顶有导杆37，位移传感器36与测试杯40固定连接，位移传感器36位于导杆37上端并相接触；岩样位于测试杯40内，从进液口41进水，岩样产生膨胀，使活塞38上移，位移传感器36将位移信号传给膨胀传感器信号处理电路从而得出位移量(即膨胀性能参数)。岩样与水混合后可称为钻井液。
权利要求1.钻井液性能参数微机检测装置，其特征是机箱(7)上固定一支撑杆(6)，支撑杆(6)上端与座板(4)由横梁轴(5)活动连接，支撑杆(6)上设有移动托盘(19)，控制电机(1)与座板(4)由螺栓固定连接，控制电机(1)的主轴(2)上设有传动齿轮(3)，传动齿轮(3)与传动齿轮(11)相啮合，传动齿轮(11)固定在套筒轴(12)上，套筒轴(12)的下端部穿过座板(4)上的套筒孔(13)，套筒轴(12)的上端部由轴承与外壳(14)固定连接，外壳(14)与座板(4)由螺栓固定连接，套筒轴(12)内为空腔，套筒轴(12)的空腔内设有传感器装置，传感器装置由外壳(15)、信号线座(8)、传感器(9)、内筒轴(10)、轴承构成，外壳(15)的下部套在套筒轴(12)的空腔内，外壳(15)的顶部由螺钉与外壳(14)固定连接，外壳(15)内为空腔，内筒轴(10)、传感器(9)、信号线座(8)位于外壳(15)的空腔内，内筒轴(10)的上端和中部分别由轴承与外壳(15)相连接，传感器(9)与内筒轴(10)的顶端固定连接，信号线座(8)位于传感器(9)上方，传感器(9)由信号线座(8)上的信号线与机箱(7)内的剪切应力传感器信号处理电路相连接，控制电机(1)内设有速率传感器，速率传感器与机箱(7)内的剪切速率传感器信号处理电路相连接；机箱(7)内设有失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的钻井液性能参数微机检测装置，其特征是所述的失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路，分别通过接口电路与微机系统相连接；控制电机(1)由导线与电动机PWM控制及驱动电路相连接，并由D/A转换与微机系统通信连接。
3.根据权利要求1所述的钻井液性能参数微机检测装置，其特征是所述的套筒轴(12)的下端部与外转筒(16)上端部螺纹连接，内传筒(17)搁置在外转筒(16)内，内筒轴(10)插入内传筒(17)内固定连接，泥浆杯(18)内盛满钻井液，泥浆杯(18)放置在移动托盘(19)上，内传筒(17)、外转筒(16)浸入泥浆杯(18)的钻井液内，内转筒(17)与外转筒(16)之间浸满钻井液。
4.根据权利要求1所述的钻井液性能参数微机检测装置，其特征是所述的套筒轴(12)的下端部与回转轴(22)的上端部螺纹连接，回转轴(22)的下端部位于泥浆杯(23)内，泥浆杯(23)上部设有进气口(28)，泥浆杯(23)内底部设有过滤层(24)，泥浆杯(23)的底部设有出口(29)，出口(29)下方设有失水量筒(30)，失水量筒(30)、液位传感器(25)分别位于水平底座(27)上，水平底座(27)上开有导流孔(26)，导流孔(26)的一端与失水量筒(30)的底端相通，导流孔(26)的另一端与液位传感器(25)相接触，水平底座(27)搁置在移动托盘(19)上；液位传感器(25)由信号线与后面板(21)的失水仪插孔连接，失水仪插孔与失水传感器信号处理电路相连接。
5.根据权利要求1所述的钻井液性能参数微机检测装置，其特征是所述的座板(4)向后旋转90度，套筒轴(12)成水平状态，套筒轴(12)的右端部与回转筒(34)的左端部螺纹连接，内筒轴(10)穿过回转筒(34)与传力杆(33)固定连接，滑块(32)位于回转筒(34)外侧壁上，导向杆成U型其一端与座板(4)固定连接，另一端插入滑块导孔中，滑块(32)与传力杆(33)固定连接，泥浆杯(35)位于移动托盘(19)上，泥浆杯(35)内盛满钻井液，回转筒(34)下部浸入钻井液内。
6.根据权利要求1所述的钻井液性能参数微机检测装置，其特征是所述的膨胀仪插孔由信号线与膨胀传感器信号处理电路相连接，位移传感器(36)由信号线与后面板(21)的膨胀仪插孔相连接，测试杯(40)下部设有进液口(41)，测试杯(40)上部设有出液口(39)，测试杯(40)内为空腔，空腔内设有活塞(38)，活塞(38)下部为待测岩样，活塞(38)上顶有导杆(37)，位移传感器(36)与测试杯(40)固定连接，位移传感器(36)位于导杆(37)上端并相接触；岩样位于测试杯(40)内。
专利摘要本实用新型涉及一种钻井液性能参数检测装置。钻井液性能参数微机检测装置，其特征是机箱(7)上固定一支撑杆(6)，支撑杆(6)上端与座板(4)由横梁轴(5)活动连接，控制电机(1)由传动齿轮(3)、传动齿轮(11)与套筒轴(12)相连接，套筒轴(12)的下端部穿过座板(4)上的套筒孔(13)，套筒轴(12)的上端部由轴承与外壳(14)固定连接，套筒轴(12)的空腔内设有传感器装置，机箱(7)内设有失水传感器信号处理电路、膨胀传感器信号处理电路、剪切应力传感器信号电路、剪切速率传感器信号处理电路。本实用新型可实现测钻井液的流变性能参数、失水性能参数、润滑性能参数、膨胀性能参数多种性能检测。
文档编号G01N11/00GK2708318SQ20042006490
公开日2005年7月6日 申请日期2004年6月10日 优先权日2004年6月10日
发明者刘银, 龚元明, 宋佳声 申请人:中国地质大学(武汉)