專利名稱：一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在石油鉆井過程中自動(dòng)從泥漿振動(dòng)篩篩出的鉆井巖屑中采 取巖樣的機(jī)械裝置。
技術(shù)背景在鉆井過程中，通過在鉆具中高速流動(dòng)的泥漿將井下的鉆井巖屑攜帶至地面，然 后通過泥漿振動(dòng)篩將巖屑濾出，由于巖屑顆粒大小不一，堆積在靠砂坑的坡道處，一般鉆機(jī) 都配套有三臺(tái)泥漿振動(dòng)篩，每臺(tái)振動(dòng)篩的出砂坡道間相距有一米多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常輪換 配合使用。長期以來現(xiàn)場均由人工采集巖屑，然后將粘有鉆井泥漿的巖屑用水進(jìn)行清洗，取 回地質(zhì)房內(nèi)烘干后再進(jìn)行地質(zhì)分析。由于鉆井施工需要連續(xù)幾十天或幾個(gè)月的鉆進(jìn)工作， 在地質(zhì)要求的層位，一般需要每1 2米就要取一次巖屑，最短取樣時(shí)間間隔在2分鐘，每 次巖屑重量在500克左右，無論白天黑夜、刮風(fēng)下雨或嚴(yán)寒冷冬，都要嚴(yán)格按施工進(jìn)度進(jìn)行 取樣，工作環(huán)境惡劣且枯燥。為了保證取樣的準(zhǔn)確性，每個(gè)地質(zhì)錄井隊(duì)都要專門配備一定數(shù) 量的工人進(jìn)行撈砂取樣，由于個(gè)別人工作責(zé)任心差，有時(shí)將某一鉆井深度的地質(zhì)巖屑采樣 分成幾包，充做其它井深的巖屑樣品，因而給地質(zhì)巖屑的分析造成混亂，直接影響到地質(zhì)解 釋及石油勘探開發(fā)的效果
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制工作、采樣準(zhǔn)確可靠的地質(zhì) 錄井自動(dòng)取巖屑的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型由控制箱、動(dòng)力及控制電纜、鋼絲繩輪、鋼絲繩輪電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、游車 位置傳感器、電纜滑輪、鋼絲繩卡子、取砂器游車滑道、吊環(huán)、取砂器游車、取砂器游車滑輪、 伸縮套筒上筒、伸縮套筒下筒、進(jìn)水及控制閥、長拉桿螺栓、轉(zhuǎn)輪盤、電熱絲繞組、圓筒、取砂 盒、取砂器支桿、轉(zhuǎn)輪位置傳感器、齒盤電動(dòng)機(jī)、搖臂位置傳感器、齒盤、洗砂杯、齒條、洗砂 杯加熱絲、搖臂電動(dòng)機(jī)、超聲波換能器、齒輪、電磁閥、鏈條輪、取砂器桿、取砂器勺等組成， 其結(jié)構(gòu)組裝關(guān)系如下兩個(gè)相對設(shè)置的鋼絲繩輪之間設(shè)有鋼絲繩，兩鋼絲繩輪下方裝有一 個(gè)取砂器游車滑道，滑道上設(shè)有一個(gè)取砂器游車和多個(gè)電纜滑輪；取砂器游車上部通過鋼 絲繩卡子與鋼絲繩連接固定，下部通過伸縮筒上、下筒連接有一個(gè)齒盤、轉(zhuǎn)輪位置傳感器、 轉(zhuǎn)輪盤、洗砂杯、取砂器支桿、取砂器桿、進(jìn)水管控制閥，其中轉(zhuǎn)輪盤上均布有十個(gè)圓筒和電 熱絲繞組，圓筒內(nèi)分別設(shè)有取砂盒；伸縮筒上、下筒內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪盤高低位置的長拉桿螺 栓；齒盤的齒牙與轉(zhuǎn)輪盤里圈設(shè)有的鏈條輪相嚙合，并承托整個(gè)轉(zhuǎn)輪盤的重量，齒盤的側(cè)面 裝有齒盤電動(dòng)機(jī)；洗砂杯夾層中裝有超聲波換能器和洗砂杯加熱絲，底部裝有一個(gè)電磁閥； 取砂器支桿上設(shè)有搖臂位置傳感器和齒條，取砂器支桿前側(cè)裝有搖臂電動(dòng)機(jī)、帶有齒輪的 取砂器桿和取砂器勺；鋼絲繩輪內(nèi)設(shè)有鋼絲繩電動(dòng)機(jī)；鋼絲繩電動(dòng)機(jī)、齒盤電動(dòng)機(jī)、搖臂電 動(dòng)機(jī)、電磁閥、進(jìn)水管控制閥門、超聲波換能器、電熱絲繞組、洗砂杯加熱絲、游車位置傳感器、轉(zhuǎn)輪位置傳感器、搖臂位置傳感器通過動(dòng)力及控制電纜連接，動(dòng)力及控制電纜通過吊環(huán) 懸掛在電纜滑輪上，動(dòng)力及控制電纜與控制箱相連接。工作時(shí)，將該裝置安裝在裝有泥漿振 動(dòng)的泥漿罐箱體旁側(cè)支架上。此種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置可以通過定時(shí)控制取樣， 可以與其它錄井儀器配合控制取樣，也可以通過數(shù)據(jù)線纜連接到地質(zhì)駐井房，在駐井房手 動(dòng)遠(yuǎn)程控制取樣或連接到計(jì)算機(jī)串口設(shè)備上，由計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制取樣。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)合理、工作可靠、利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，能 夠同時(shí)保存多個(gè)井段地質(zhì)巖屑樣品，采樣準(zhǔn)確可靠，超聲波清洗干凈節(jié)水，減少地質(zhì)隊(duì)人 員配置，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并可避免冬季凍結(jié)事故，保證地質(zhì)錄井巖屑取樣工作的順利進(jìn) 行。

附圖1為本實(shí)用新型的現(xiàn)場安裝示意圖。附圖2為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3為取砂盒、圓筒和轉(zhuǎn)輪盤之間位置關(guān)系的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步說明。如附圖2所示，本實(shí)用新型由控制箱1、動(dòng)力及控制電纜2、鋼絲繩輪3、鋼絲繩輪電 動(dòng)機(jī)4、鋼絲繩5、游車位置傳感器6、電纜滑輪7、鋼絲繩卡子8、取砂器游車滑道9、吊環(huán)10、 取砂器游車11、取砂器游車滑輪12、伸縮套筒上筒13、伸縮套筒下筒14、進(jìn)水及控制閥15、 長拉桿螺栓16、轉(zhuǎn)輪盤17、電熱絲繞組18、圓筒19、取砂盒20、取砂器支桿21、轉(zhuǎn)輪位置傳 感器22、齒盤及電動(dòng)機(jī)23、搖臂位置傳感器24、齒盤25、洗砂杯沈、齒條27、洗砂杯加熱絲 觀、搖臂電動(dòng)機(jī)四、超聲波換能器30、齒輪31、電磁閥32、鏈條輪33、取砂器桿34、取砂盒軸
35、取砂器勺36組成。其中，轉(zhuǎn)輪盤17為一中空圓盤體，其上均布10個(gè)圓筒19和電熱絲 繞組18，中孔內(nèi)壁上設(shè)有鏈條輪33，一側(cè)盤面封閉，另一側(cè)盤面設(shè)有用以封閉保溫的蓋門。 取砂盒20呈方形，頂面敞口，底面帶有圓孔及篩網(wǎng)38(見附圖3)，盒體側(cè)面中心橫穿有一 個(gè)管37，管37的兩端與取砂盒20的兩側(cè)板連接成一體，可以穿在轉(zhuǎn)輪盤17的取砂盒軸35 上，并可繞取砂盒軸35旋轉(zhuǎn)，其下部設(shè)有金屬底板，盒體重心位置低于砂盒軸35，保證上敞 口始終垂直朝上。洗砂杯26是一個(gè)設(shè)有夾層杯體，夾層中裝有超聲波換能器30、洗砂杯加 熱絲觀，洗砂杯沈底部裝有一個(gè)電磁閥32 ；取砂器支桿21上裝有搖臂位置傳感器M和 齒條27，在取砂器支桿21前側(cè)裝有搖臂電動(dòng)機(jī)四、帶有齒輪31的取砂器桿34和取砂器勺36。當(dāng)鉆井施工需要進(jìn)行地質(zhì)巖屑采集時(shí)，控制箱1發(fā)出指令，控制鋼絲繩電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn) 動(dòng)，鋼絲繩5牽引取砂器游車11到要取巖屑的坡道處，通過搖臂電動(dòng)機(jī)四轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)取砂 器桿；34轉(zhuǎn)動(dòng)將取砂器勺36伸送到坡道鐵板上，接取滑落下來的鉆井巖屑，達(dá)到取樣所需時(shí) 間后，取砂器勺36接滿巖屑，控制箱1再發(fā)出指令，控制搖臂電動(dòng)機(jī)四反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)取砂 器桿；34轉(zhuǎn)動(dòng)將取砂器勺36縮回；當(dāng)達(dá)到洗砂杯沈上方時(shí)，取砂器桿34上的齒輪31沿著 取砂器支桿21的齒條27旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)取砂器桿34及取砂器勺36轉(zhuǎn)動(dòng)，將取來的巖屑翻轉(zhuǎn)倒 入洗砂杯沈中；此時(shí)，控制箱1控制開啟進(jìn)水管控制閥15向洗砂杯沈中注水，注滿后，控
4制進(jìn)水管控制閥15關(guān)閉，啟動(dòng)超聲波換能器30工作，帶動(dòng)洗砂杯沈超聲波振蕩，清洗巖 屑，清洗完后，系統(tǒng)通過控制箱1開啟電磁閥32，通過轉(zhuǎn)輪盤17的圓孔，將巖屑沖入到底部 帶有孔及篩網(wǎng)38的取砂盒20中，水從篩網(wǎng)38中濾去，將巖屑留存在取砂盒20中，完成一 次取巖屑作業(yè)。此時(shí)，系統(tǒng)通過控制箱1控制，通過齒盤電動(dòng)機(jī)23旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒盤25動(dòng)作， 通過齒牙嚙合使鏈條輪33轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)輪盤17轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得下一個(gè)取砂盒20正處于進(jìn)水 管控制閥15的孔道下方，完成下一次取巖屑的準(zhǔn)備工作。當(dāng)下一個(gè)巖屑的時(shí)間到來后，系 統(tǒng)重復(fù)上述動(dòng)作，完成接巖屑、倒入杯中、超聲波清洗、沖入取砂保存的全部過程。當(dāng)需要換 到其它坡道處取巖屑的時(shí)候，通過驅(qū)動(dòng)鋼絲繩輪電動(dòng)機(jī)4，控制鋼絲繩5驅(qū)動(dòng)取砂器游車 11游走，實(shí)現(xiàn)變換坡道取巖屑。如果是在寒冷的冬季施工，為了防止取砂器勺36、洗砂杯沈 和轉(zhuǎn)輪盤17凍結(jié)，對取砂器勺36的電熱絲、洗砂杯加熱絲28、電熱絲繞組18進(jìn)行電加熱， 同時(shí)，對進(jìn)水管控制閥門15纏繞電熱絲加熱保護(hù)，為了防止轉(zhuǎn)輪盤17中的熱量散失嚴(yán)重， 設(shè)計(jì)圓筒19圍著能夠旋轉(zhuǎn)的取砂盒20，由于圓筒19的存在，無論取砂盒20在任何位置，都 能避免轉(zhuǎn)輪盤17中的熱量通過盤上的開孔散發(fā)出去，防止取砂盒20中的巖屑凍結(jié)。 為了使用安全該裝置動(dòng)力電源采用12V或24V安全電壓供電。所采用的電動(dòng)機(jī)均 為帶齒輪減速機(jī)的電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型通過鋼絲繩輪3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼絲繩5移動(dòng)控制取砂器 游車11行進(jìn)，亦可采用長螺桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺栓移動(dòng)的方式控制取砂器游車11。本實(shí)用新型中 采用的游車位置傳感器6、轉(zhuǎn)輪位置傳感器22和搖臂位置傳感器對，是系統(tǒng)為了定位取砂 器游車11、轉(zhuǎn)輪盤17、取砂器勺36位置的傳感器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確控制，它們可以是光電開 關(guān)、電感開關(guān)、霍爾開關(guān)或角度位移類型的傳感器。
權(quán)利要求1.一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置，由控制箱(1)、動(dòng)力及控制電纜O)、鋼絲繩輪 (3)、鋼絲繩輪電動(dòng)機(jī)(4)、鋼絲繩(5)、游車位置傳感器(6)、電纜滑輪(7)、鋼絲繩卡子(8)、 取砂器游車滑道(9)、吊環(huán)(10)、取砂器游車(11)、取砂器游車滑輪(12)、伸縮套筒上筒 (13)、伸縮套筒下筒(14)、進(jìn)水管控制閥(15)、長拉桿螺栓(16)、轉(zhuǎn)輪盤(17)、電熱絲繞組 (18)、圓筒(19)、取砂盒(20)、取砂器支桿(21)、轉(zhuǎn)輪位置傳感器(22)、齒盤及電動(dòng)機(jī)(23)、 搖臂位置傳感器(M)、齒盤(25)、洗砂杯( )、齒條(27)、洗砂杯加熱絲( )、搖臂電動(dòng)機(jī) (四)、超聲波換能器(30)、齒輪(31)、電磁閥(32)、鏈條輪(33)、取砂器桿(34)、取砂盒軸 (35)、取砂器勺(36)組成，其特征在于，兩個(gè)相對設(shè)置的鋼絲繩輪(3)之間設(shè)有鋼絲繩(5)， 兩鋼絲繩輪C3)下方裝有一個(gè)取砂器游車滑道(9)，滑道上設(shè)有一個(gè)取砂器游車(11)和多 個(gè)電纜滑輪(7)；取砂器游車(11)上部通過鋼絲繩卡子與鋼絲繩( 連接固定，下部通過 伸縮套筒上筒(1 及伸縮套筒下筒(14)連接有一個(gè)齒盤(25)、轉(zhuǎn)輪位置傳感器(22)、轉(zhuǎn) 輪盤(17)、洗砂杯( )、取砂器支桿(21)、取砂器桿(34)、取砂器勺(36)、進(jìn)水管控制閥 (15)，其中轉(zhuǎn)輪盤(17)上均布有十個(gè)圓筒(19)和電熱絲繞組(18)，圓筒(19)內(nèi)分別設(shè)有 取砂盒00)；伸縮套筒上筒(1 及伸縮套筒下筒(14)內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪盤高低位置的長拉 桿螺栓(16)；齒盤0 的齒牙與轉(zhuǎn)輪盤(17)里圈設(shè)有的鏈條輪(3 相嚙合，并承托整個(gè) 轉(zhuǎn)輪盤(17)的重量，齒盤05)的側(cè)面裝有齒盤及電動(dòng)機(jī)03)；洗砂杯06)夾層中裝有超 聲波換能器(30)和洗砂杯加熱絲(觀)，底部裝有一個(gè)電磁閥(3 ；取砂器支桿上設(shè) 有搖臂位置傳感器04)和齒條(27)，取砂器支桿前側(cè)裝有搖臂電動(dòng)機(jī)(四)、帶有齒 輪(31)的取砂器桿(34)和取砂器勺(36)；鋼絲繩輪(3)內(nèi)設(shè)有鋼絲繩電動(dòng)機(jī)⑷；鋼絲繩 電動(dòng)機(jī)(4)、齒盤電動(dòng)機(jī)(23)、搖臂電動(dòng)機(jī)(四)、電磁閥(32)、進(jìn)水管控制閥門(15)、超聲波 換能器(30)、電熱絲繞組(18)、洗砂杯加熱絲( )、游車位置傳感器(6)、轉(zhuǎn)輪位置傳感器 (22)、搖臂位置傳感器04)通過動(dòng)力及控制電纜( 連接，動(dòng)力及控制電纜( 連接通過 吊環(huán)(9)懸掛在電纜滑輪(7)上，動(dòng)力及控制電纜O)與控制箱(1)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)輪盤(17)為 一中空圓盤體，其上均布十個(gè)圓筒(19)和電熱絲繞組(18)，中孔內(nèi)壁上設(shè)有鏈條輪(33)， 一側(cè)盤面封閉，另一側(cè)盤面設(shè)有用以封閉保溫的蓋門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置，其特征在于，取砂盒OO)呈 方形，頂面敞口，底面帶有圓孔及篩網(wǎng)(38)，盒體側(cè)面中心橫穿有一個(gè)管(37)，管(37)的兩 端與取砂盒OO)的兩側(cè)板連接成一體，可以穿在轉(zhuǎn)輪盤(17)的取砂盒軸(3 上，并可繞 取砂盒軸(3 旋轉(zhuǎn)，其下部設(shè)有金屬底板，盒體重心位置低于砂盒軸(35)，保證上敞口始 終垂直朝上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置，其特征在于，洗砂杯06)是 一個(gè)設(shè)有夾層杯體，夾層中裝有超聲波換能器(30)、洗砂杯加熱絲(觀)，洗砂杯06)底部 裝有一個(gè)電磁閥(3 ；取砂器支桿上裝有搖臂位置傳感器04)和齒條(27)，在取砂 器支桿前側(cè)裝有搖臂電動(dòng)機(jī)09)、帶有齒輪(31)的取砂器桿(34)和取砂器勺(36)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)錄井自動(dòng)取巖屑機(jī)械裝置，由控制箱、動(dòng)力及控制電纜、鋼絲繩輪、鋼絲繩輪電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、游車位置傳感器、電纜滑輪、鋼絲繩卡子、取砂器游車滑道、吊環(huán)、取砂器游車、取砂器游車滑輪、伸縮套筒上、伸縮套筒下筒、進(jìn)水及控制閥、長拉桿螺栓、轉(zhuǎn)輪盤、電熱絲繞組、圓筒、取砂盒、取砂器支桿、轉(zhuǎn)輪位置傳感器、齒盤及電動(dòng)機(jī)、搖臂位置傳感器、齒盤、洗砂杯、齒條、洗砂杯加熱絲、搖臂電動(dòng)機(jī)、超聲波換能器、齒輪、電磁閥、鏈條輪、取砂器桿、取砂器勺組成。該裝置結(jié)構(gòu)新穎，工作可靠、利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，能夠同時(shí)保存多個(gè)井段地質(zhì)巖屑樣品，采樣準(zhǔn)確可靠，超聲波清洗干凈節(jié)水，并可避免冬季凍結(jié)事故，保證地質(zhì)錄井巖屑取樣工作的順利進(jìn)行。
文檔編號(hào)E21B49/02GK201857962SQ20102055977
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者張洪新 申請人:張洪新