本实用新型专利技术涉及一种机械手臂式地质录井岩屑采集清洗装置，由远程上位机、上位机数传及天线、烘干筒、人体红外热释感应仪、摄像头、气管线、电动水阀、电动气阀、空气压缩机、喷头、气嘴、集砂器、水管线、水泵、取砂器、动点摄像头、储砂箱、控制机械臂、进砂口、储砂筒、定位销、储砂筒盘、霍尔传感器、磁铁、储砂箱转盘电机、控制箱、无线数传及天线、储砂箱支架、按键盘、动力及信号线缆、锁紧螺栓、装置底座、高度调节丝杠组成，该装置结构新颖，安装方便，工作可靠，利用它可以实现自动或远程控制，能够同时保存多个井段地质岩屑样品，采样准确可靠，清洗干净且节水，保证地质录井岩屑取样工作的顺利进行。
【技术实现步骤摘要】
一种控制机械臂式地质录井岩屑采集及清洗装置
本技术涉及一种在石油钻井过程中自动从井口返出泥浆里取钻井岩屑并清洗保存岩样的机械装置，属石油钻井地质录井技术类。
技术介绍
在石油钻井过程中，钻具中高速流动的泥浆将井下的钻井岩屑携带至地面，然后通过泥浆振动筛将岩屑滤出。通常情况下，每台钻机均配套有三台泥浆振动筛，各振动筛之间相距一定的距离，实际应用时常常轮换配合使用。长期以来，施工现场均由人工采集岩屑，然后将表面粘附有钻井泥浆的岩屑用水进行清洗，取回地质房内烘干后再进行地质分析。由于钻井施工需要进行连续几十天乃至几个月的钻进作业，而在地质要求的层位一般需要每1～2米就要取一次岩屑，最短取样时间间隔在2分钟，每次岩屑重量在500克左右，无论白天黑夜、刮风下雨或严寒酷暑，都要严格按施工进度进行取样，工作量大且工作环境十分恶劣。为了保证取样的准确性，每个地质录井队都要专门配备一定数量的工人进行捞砂取样，但是由于个别人工作责任心差，有时将某一钻井深度的地质岩屑采样分成几包，充做其它井深的岩屑样品，因而给地质岩屑的分析造成混乱，直接影响到地质解释及石油勘探开发的效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够自动或远程控制、采样准确可靠的地质录井岩屑自动采集清洗装置。本技术的技术方案如下：此种控制机械臂式地质录井岩屑采集及清洗装置由远程上位机、上位机数传天线、烘干筒、人体红外热释感应仪、摄像头、气管线、电动水阀、电动气阀、空气压缩机、喷头、气嘴、集砂器、水管线、水泵、取砂器、动点摄像头、储砂箱、控制机械臂、进砂口、储砂筒、定位销、储砂筒盘、霍尔传感器、磁铁、储砂箱转盘电机、控制箱、无线数传天线、储砂箱支架、按键盘、动力及信号线缆、锁紧螺栓、装置底座、高度调节丝杠组成，其结构组装关系如下：在钻井液泥浆大罐的振动筛面上，设置有一个扁漏斗状的集砂器，集砂器的上部张口设在振动筛的出砂坡道面上，集砂器下部设有出砂的开口；集砂器的上方并排设有水管线和气管线，水管线顶端设有喷头，通过一电动水阀连接到水泵上，水泵的入口连接到水箱上，气管线顶端设有气嘴，通过一电动气阀连接到空气压缩机上，振动筛侧面设有一基座，基座的上部设有一中心柱，中心柱内设有螺母，与螺母旋接有一个高度调节丝杠，高度调节丝杠侧面设有旋臂，高度调节丝杠上部设有一段光轴，光轴插入到控制机械臂支架底座的套筒内，在套筒的侧面用锁紧螺栓固定，支架底座的一侧设有储砂箱支架，储砂箱支架上设有储砂箱，控制机械臂的前端设有一卡具，卡具的设有由金属纱网制成的筒式取砂器，储砂箱盖上设有一漏斗形的进砂口，储砂箱内底部中央设有一转盘，转盘中心凸出一轴，轴的一侧设有定位销，储砂筒盘中心设有一个中空管，管内径与凸出的轴直径相当，管径向设有三层带有若干个圆口的平板，三层平板的圆口上下对应，圆口的直径比储砂筒直径略大一些，最底层板孔径比储砂筒小一些，上层板的每个圆形开口处刻有数字编码，若干个储砂筒插入储砂筒盘的开口内，每个筒底由最底层的板托住，储砂筒盘的中空管上部设有拉环，下部设有一个轴向的开口槽，当提起储砂筒盘中空管上的拉环，将储砂筒盘中空管放入转盘凸出轴上，转盘轴上的定位销进入中心管开口槽装中，在转盘的侧面磁铁，靠近转盘的附近设有一霍尔传感器；在泥浆振动筛一侧设有一立柱，柱子上设有一个人体红外热释传感器和一个摄像头；控制机械臂的前端设有一动点摄像头，一侧设有控制箱，控制箱侧面板上设有按键盘，按键盘设有“取砂”、“洗砂”、“装砂”、“清空”、“结束学习”、“自动”、“暂停”、“开关”、“测试”控制按钮，每个按钮设有按键指示灯，按下使能时灯亮；控制箱内设有单片机电路板，电路板设有微控器、存储芯片、时钟芯片、语音模块及麦克、蜂鸣器、无线数传模块，人体红外热释感应仪、摄像头、动点摄像头、水泵、空气压缩机、电动水阀、电动气阀、霍尔传感器、储砂箱转盘电机、控制机械臂分别通过动力及信号线缆与控制箱内的电路板连接，控制箱连接到电源上，控制箱内设有无线数传装置并与外置天线连接，能与设置在驻井房内的上位机连接的无线数传装置实现远距离无线通讯，上位机设有控制软件，在驻井房内设有风干箱。使用时，控制箱加电，系统单片机先控制储砂筒盘电机转动，当转盘上的磁铁靠近霍尔传感器时，控制箱单片机检测到霍尔传感器发出开关信号，控制停止储砂筒盘电机转动，这时编号为1号的储砂筒停在进砂口的开口下；同时，系统控制水泵开启，恒压到指定压力，控制空气压缩机气动，给气瓶充气，达到恒定压力后停泵。操作者要先教控制机械臂学习基本动作，操作者按动“取砂”按钮，按钮灯亮，然后手扶平台带动取砂器让其放置在集砂器的出口处，使得振动筛上滑落下来的岩屑能掉入取砂器中，按动“结束学习”，按钮灯灯灭；操作者按动“洗砂”按钮，然后手扶平台带动取砂器让移动到在喷头及气嘴下方，按动“结束学习”；操作者按动“装砂”按钮，然后手扶平台带动取砂器让移动到储砂箱的进砂口的开口处，并翻转取砂器，使得取砂器的开口正对着进砂口中心，按动“结束学习”；操作者按动“清空”按钮，然后手扶平台带动取砂器让移动到泥浆振动筛一侧，敲击侧面挡板，按动“结束学习”；这样，操作者教会控制机械臂学习了基本的操作动作，正式使用时，按动“自动”按钮，系统自动操作控制机械臂，进行将取砂器放置在集砂器的出口处，控制取砂器开口朝向集砂器出口，振动筛排除的岩屑，会通过集砂器的出口进入到取砂器中，当到了控制的取砂时间间隔后，系统控制根据学习到的“洗砂”动作轨迹，控制机械臂将取砂器送到气嘴及喷头的下面，系统控制先开启电动气阀，高压气流吹向取砂器的金属丝网，将取砂器中岩屑所含的泥浆吹出，一定时间后，关闭电动气阀，开启电动水阀，高压水雾向取砂器喷去，清洗取砂器中岩屑泥污，一定时间后，系统控制电动水阀，系统控制机械臂将取砂器移动到储砂箱的进砂口处，快速翻转取砂器将岩屑倒入到储砂箱中，系统控制储砂箱转盘电机动作一定角度，带动储砂筒盘转动，将第一个储砂筒从进砂口处移走，将第二个储砂筒移动到进砂口下，等待下一次“装砂”操作，与此同时，系统控制机械臂将取砂器开口朝下，敲击泥浆振动筛侧板，清除取砂器中残留的岩屑，再次控制机械臂将取砂器移动到集砂器的出砂口下，进行下一次的岩屑取样，系统每取一次岩屑，记录储砂筒数，当达到预定的取样筒数后，在驻井房端上位机发出音响信号，通过工作人员用一个装满空储砂筒的储砂筒盘，到现场开启储砂箱上盖，换下装满岩屑储砂筒盘，盖好储砂箱上盖，带回地质驻井房内，将打开风干器的盖子，将储砂筒盘放入风干器中，加电开启电热元件用热辐射对取砂盘的潮湿岩屑进行加热，并对取砂盘上每个储砂筒内岩屑进行加热去湿，同时开动电机及风扇使空气流动将潮湿的空气从出气孔排除，通过热的辐射和对流使得风干器内的岩屑快速干燥，这时，打开盖子取出储砂筒盘，卸下储砂筒，最后按照储砂筒编号进行岩屑观察分析及装袋存档；其中，一次取砂到下一次取砂的时间间隔、洗砂时间长短、清空时敲击震动次数等，都可以由上位机软件设置并通过远程通讯进行控制，摄像头的视频信号也可通过无线数传，传送到驻井房的上位机中，进行远程监控，人体红外热释感应仪能够感应到控制机械臂周围一定距离内人体释放的红外信号，当控制机械臂动作时，语音提醒周边人员避离机械手的工作面，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制机械臂式地质录井岩屑采集及清洗装置，由远程上位机(1)、上位机数传及天线(2)、烘干筒(3)、人体红外热释感应仪(4)、摄像头(5)、气管线(6)、电动水阀(7)、电动气阀(8)、空气压缩机(9)、喷头(10)、气嘴(11)、集砂器(12)、水管线(13)、水泵(14)、取砂器(15)、动点摄像头(16)、储砂箱(17)、控制机械臂(18)、进砂口(19)、储砂筒(20)、定位销(21)、储砂筒盘(22)、霍尔传感器(23)、磁铁(24)、储砂箱转盘电机(25)、控制箱(26)、无线数传天线(27)、储砂箱支架(28)、按键盘(29)、动力及信号线缆(30)、锁紧螺栓(31)、装置底座(32)、高度调节丝杠(33)组成，其结构组装关系如下：在钻井液泥浆大罐的振动筛面上，设置有一个扁漏斗状的集砂器(12)，集砂器(12)的上部开口部位设在振动筛的出砂坡道面上，集砂器(12)下部设有出砂开口；集砂器(12)的上方并排设有水管线(13)和气管线(6)，水管线(13)顶端设有喷头(10)，通过一电动水阀(7)连接到水泵(14)上，水泵(14)的入口连接到水箱上，气管线(6)顶端设有气嘴(11)，气管线(6)另一端通过一电动气阀(8)连接到空气压缩机(9)上，振动筛侧面设有一装置底座(32)，装置底座(32)的上部设有一中心柱，中心柱内设有螺母，与螺母旋接有一个高度调节丝杠(33)，高度调节丝杠(33)侧面设有旋臂，高度调节丝杠(33)上部设有一段光轴，光轴插入到控制机械臂(18)支架底座的套筒内，在套筒的侧面用锁紧螺栓固定，支架底座的一侧设有储砂箱支架(28)，储砂箱支架(28)上设有储砂箱(17)，控制机械臂(18)的前端设有一卡具，卡具的设有由金属纱网制成的筒式取砂器(15)，储砂箱(17)盖上设有一漏斗形的进砂口，储砂箱(17)内底部中央设有一转盘，转盘中心凸出一轴，轴的一侧设有定位销(21)，储砂筒盘(22)中心设有一个中空管，管内径与凸出的轴直径相当，管径向设有三层带有若干个圆口的平板，三层平板的圆口上下对应，圆口的直径比储砂筒(20)直径略大一些，最底层板孔径比储砂筒(20)直径小一些，上层板的每个圆形开口处刻有数字编码，若干个储砂筒(20)插入储砂筒盘(22)上的开口内，每个筒底由最底层的板托住，储砂筒盘(22)的中空管上部设有手提拉环，下部设有一个轴向的开口槽，当提起储砂筒盘(22)中空管上的拉环，将储砂筒盘(22)中空管放入转盘凸出轴上，转盘轴上的定位销(21)进入中心管开口槽装中，转盘的侧面设有磁铁(24)，靠近转盘的附近设有一霍尔传感器(23)；在泥浆振动筛一侧设有一立柱，柱子上设有一个人体红外热释感应仪(4)和一个摄像头(5)；控制机械臂(18)的前端设有一动点摄像头(16)，一侧设有控制箱(26)，控制箱(26)侧面板上设有按键盘(29)，按键盘(29)设有“取砂”、“洗砂”、“装砂”、“清空”、“结束学习”、“自动”、“暂停”、“开关”、“测试”控制按钮，每个按钮设有按键指示灯，按下使能时灯亮；控制箱(26)内设有单片机电路板，电路板上设有微控器、存储芯片、时钟芯片、语音控制芯片、蜂鸣器、无线数传模块，人体红外热释感应仪(4)、摄像头(5)、动点摄像头(16)、水泵(14)、空气压缩机(9)、电动水阀(7)、电动气阀(8)、霍尔传感器(23)、储砂箱转盘电机(25)、控制机械臂(18)分别通过动力及信号线缆(30)与控制箱(26)内的电路板连接，控制箱(26)连接到电源上，控制箱(26)内无线数传模块与外置无线数传及天线(27)连接，在驻井房内远程上位机(1)与上位机数传及天线(2) 连接，远程上位机(1)设有控制软件，在驻井房内设有烘干筒(3)。...
【技术特征摘要】
1.一种控制机械臂式地质录井岩屑采集及清洗装置，由远程上位机(1)、上位机数传及天线(2)、烘干筒(3)、人体红外热释感应仪(4)、摄像头(5)、气管线(6)、电动水阀(7)、电动气阀(8)、空气压缩机(9)、喷头(10)、气嘴(11)、集砂器(12)、水管线(13)、水泵(14)、取砂器(15)、动点摄像头(16)、储砂箱(17)、控制机械臂(18)、进砂口(19)、储砂筒(20)、定位销(21)、储砂筒盘(22)、霍尔传感器(23)、磁铁(24)、储砂箱转盘电机(25)、控制箱(26)、无线数传天线(27)、储砂箱支架(28)、按键盘(29)、动力及信号线缆(30)、锁紧螺栓(31)、装置底座(32)、高度调节丝杠(33)组成，其结构组装关系如下：在钻井液泥浆大罐的振动筛面上，设置有一个扁漏斗状的集砂器(12)，集砂器(12)的上部开口部位设在振动筛的出砂坡道面上，集砂器(12)下部设有出砂开口；集砂器(12)的上方并排设有水管线(13)和气管线(6)，水管线(13)顶端设有喷头(10)，通过一电动水阀(7)连接到水泵(14)上，水泵(14)的入口连接到水箱上，气管线(6)顶端设有气嘴(11)，气管线(6)另一端通过一电动气阀(8)连接到空气压缩机(9)上，振动筛侧面设有一装置底座(32)，装置底座(32)的上部设有一中心柱，中心柱内设有螺母，与螺母旋接有一个高度调节丝杠(33)，高度调节丝杠(33)侧面设有旋臂，高度调节丝杠(33)上部设有一段光轴，光轴插入到控制机械臂(18)支架底座的套筒内，在套筒的侧面用锁紧螺栓固定，支架底座的一侧设有储砂箱支架(28)，储砂箱支架(28)上设有储砂箱(17)，控制机械臂(18)的前端设有一卡具，卡具的设有由金属纱网制成的筒式取砂器(15)，储砂箱(17)盖上设有一漏斗形的进砂口，储砂箱(17)内底部中央设有一转盘，转盘中心凸出一轴，轴的一侧设有定位销(21)，储砂筒盘(22)中心设有一个中空管，管内径与凸出的轴直径相当，管径向设有三层带有若干个圆口的平板，三层平板的圆口上下对应，圆口的直径比储砂筒(20)直径略大一些，最底层板孔径比储砂筒(20)直径小一些，上层板的每个圆形开口处刻有数字编码，若干个储砂筒(20)插入储砂筒盘(22)上的开口内，每个筒底由最底层的板托住，储砂筒盘(22)的中空管上部设有手提拉环，下部设有一个轴向的开口槽，当提起储砂筒盘(22)中空管上的拉环，将储砂筒盘(22)中空管放入转盘凸出轴上，转盘轴上的定位销(21)进入中心管开口槽装中，转盘的侧面设有磁铁(24)，靠近转盘的附近设有一霍尔传感器(23)；在泥浆振动筛一侧设有一立柱，柱子上设有一个人体红外热释感应仪(4)和一个摄像头(5)；控制机械臂(18)的前端设有一动点摄像头(16)，一侧设有控制箱(26)，控制箱(26)侧面板上设有按键盘(29)，按键盘(29)设有“取砂”、“洗砂”、“装砂”、“清空”、“结束学习”、“自动”、“暂停”、“开关”、“测试”控制按钮，每个按钮设有按键指示灯，按下使能时灯亮；控制箱(26)内设有单片机电路板，电路板上设有微控器、存储芯片、时钟芯片、语音控制芯片、蜂鸣器、无线数传模块，人体红外热释感应仪(4)、摄像头(5)、动点摄像头(16)、水泵(14)、空气压缩机(9)、电动水阀(7)、电动气阀(8)、霍尔传感器(23)、储砂箱转盘电机(25)、控制机械臂(18)分别通过动力及信号线缆(30)与控制箱(26)内的电路板连接，控制箱(26)连接到电源上，控制箱(26)内无线数传模块与外置无线数传及天线(27)连接，在驻井房内远程上位机(1)与上位机数传及天线(2)连接，远程上位机(1)设有控制软件，在驻井房内设有烘干筒(3)。2.根据权利要求1所述的一种控制机械臂式地质录井岩屑采集及清洗装置，其特征在于：储砂箱转盘电机(25)驱动的储砂箱(17)或由若干个具有独立盖子的储砂箱(17)代替，这种储砂箱(17)上盖开打开后，内部设有一储砂筒盘(22)，储砂筒盘(22)上放置若干个储砂筒(20)，储砂筒(20)的开口于储砂箱(17)上盖的开口位置一一对应，储砂箱(17)上盖板为不导磁材料制成，上面每个独立开口的盖子由铁材料制成，在取砂器(15)的下部设置一由橡胶软管前端设有电磁铁的电磁铁软棒(34)。3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪新，刘佳，张越，
申请(专利权)人：张洪新，
类型：新型
国别省市：辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。