钻井液制备设备及钻井液制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钻井液制备设备及钻井液制备方法，钻井液制备设备包括：药剂抽取装置，药剂抽取装置具有泵，泵用于驱动目标药剂流入钻井液混合装置内；控制器，控制器与药剂抽取装置通信连接，控制器用于控制泵的动作；检测装置，检测装置与泵对应设置，以获取泵的输送时长；检测装置与控制器连接，以在输送时长达到目标时长时，使控制器控制泵停止工作；传感器，传感器与泵的工作部件连接，以检测工作部件的动作频率；传感器与控制器连接，以将检测到的工作部件的动作频率反馈给控制器，以使控制器根据动作频率控制泵的工作频率。本发明专利技术的钻井液制备设备解决了现有技术中的制备方法制备的钻井液的质量不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
钻井液制备设备及钻井液制备方法
本专利技术涉及钻井装备领域，具体而言，涉及一种钻井液制备设备及钻井液制备方法。
技术介绍
在石油开采过程中，钻井作业必不可少，而钻井液是在钻井过程中必须的耗材。针对不同的地质要求、不同的储层条件，需要对钻井液的配方进行相应的调整，以适应钻井需求，保证生产作业的安全。在钻井液制备过程中，需要根据配方需要添加各种药剂，不同种类的药剂的密度、粘度、药剂中固体颗粒直径、药剂在钻井液中的溶解性等性质差异较大。由于不同药剂的性质不同，为了使其与钻井液良好地混合，以保证制备的钻井液的质量，其相应的添加速度需要进行精确的控制。目前，在钻井液配制过程中，通常采用人工凭借经验将药剂添加到钻井液中的方式，这种制备方法无法有效地控制药剂的添加速度和添加总量，容易导致制备的钻井液的质量不佳。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种钻井液制备设备及钻井液制备方法，以解决现有技术中的制备方法制备的钻井液的质量不佳的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种钻井液制备设备，包括：药剂抽取装置，药剂抽取装置具有泵，泵用于与钻井液混合装置连接，泵具有工作部件，工作部件相对于泵的本体部分可活动地设置，以在工作部件活动时，驱动目标药剂流入钻井液混合装置内；控制器，控制器与药剂抽取装置通信连接，控制器用于控制泵的动作；检测装置，检测装置与泵对应设置，以获取泵的输送时长；检测装置与控制器连接，以在输送时长达到目标时长时，使控制器控制泵停止工作；传感器，传感器与工作部件连接，以检测工作部件的动作频率；传感器与控制器连接，以将检测到的工作部件的动作频率反馈给控制器，以使控制器根据动作频率控制泵的工作频率。进一步地，泵为气动隔膜泵；药剂抽取装置还包括可调式减压阀，可调式减压阀的入口用于与外部的气源连接，可调式减压阀的出口与气动隔膜泵的供气口连接；其中，控制器与可调式减压阀通讯连接，以通过控制器控制可调式减压阀的出口处的气压。进一步地，传感器包括与气动隔膜泵的隔膜连接的连接杆，以在气动隔膜泵的隔膜动作时带动连接杆运动；传感器的检测端与连接杆连接，以检测连接杆的动作幅度和动作频率，从而判断气动隔膜泵的隔膜的变形量以及气动隔膜泵的工作频率；和/或，与气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有第一阀门。进一步地，与气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有过滤器，以对流入气动隔膜泵内的气体进行过滤；和/或，与气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有压力表。进一步地，泵的入口处接有药剂吸取管；其中，药剂吸取管包括软管部分和硬管部分，软管部分的第一端与泵的入口连接，软管部分的第二端与硬管部分连接；和/或，药剂吸取管上装有第二阀门。进一步地，泵的出口处接有第一分流管和第二分流管；第一分流管用于与钻井液混合装置连通，第一分流管上装有第三阀门；第二分流管用于与清洗液储存装置连通，第二分流管上装有第四阀门；其中，第一分流管上装有流量计。进一步地，泵的入口处还接有清洗液吸取管，清洗液吸取管用于与清洗液储存装置连接，以使泵通过清洗液吸取管吸取清洗液；其中，清洗液吸取管上装有第五阀门。进一步地，钻井液配制设备包括药剂回收装置，药剂回收装置具有药剂回收槽，药剂回收装置设置于药剂抽取装置的下方，以通过药剂回收槽对由药剂抽取装置泄漏的药剂进行回收。进一步地，药剂回收装置包括：药剂回收结构，药剂回收槽设置于药剂回收结构上；支撑结构，支撑结构设置在药剂回收结构靠近药剂回收槽的一侧；支撑结构上设有通孔，通孔延伸至药剂回收槽；其中，泵固定设置在支撑结构上。进一步地，药剂回收装置包括药剂排放口，药剂排放口与药剂回收槽连通，以通过药剂排放口将药剂回收槽内的药剂排出；其中，药剂回收槽的底面的至少部分倾斜于水平面设置，药剂排放口在竖直方向上的最小高度小于底面在竖直方向上的最大高度；和/或，药剂排放口处装有第六阀门。进一步地，药剂回收装置上设有管件支撑部，管件支撑部上设有插孔，插孔延伸至药剂回收槽，药剂抽取装置的药剂吸取管的至少部分可拆卸地插设在插孔内。进一步地，药剂抽取装置为多个；钻井液制备设备包括药剂汇流管和清洗液汇流管，多个药剂抽取装置的第一分流管均与药剂汇流管连接，多个药剂抽取装置的第二分流管均与清洗液汇流管连接。进一步地，药剂抽取装置为两个；药剂汇流管的端部和/或清洗液汇流管的端部装有快速接头。根据本专利技术的另一方面，提供了一种钻井液制备方法，钻井液制备方法包括以下步骤：建立多种目标药剂与多个预定流量之间的映射关系；根据映射关系获取与需要输送的目标药剂相对应的预定流量；设定预定输送量；以预定输送量除以预定流量得出目标时长；按照预定流量将目标药剂抽取至钻井液混合装置内，并记录输送时长；将输送时长与目标时长比较，当输送时长达到目标时长时，停止对目标药剂的输送。应用本专利技术的技术方案的钻井液制备设备包括：药剂抽取装置，药剂抽取装置具有泵，泵用于与钻井液混合装置连接，泵具有工作部件，工作部件相对于泵的本体部分可活动地设置，以在工作部件活动时，驱动目标药剂流入钻井液混合装置内；控制器，控制器与药剂抽取装置通信连接，控制器用于控制泵的动作；检测装置，检测装置与泵对应设置，以获取泵的输送时长；检测装置与控制器连接，以在输送时长达到目标时长时，使控制器控制泵停止工作；传感器，传感器与工作部件连接，以检测工作部件的动作频率；传感器与控制器连接，以将检测到的工作部件的动作频率反馈给控制器，以使控制器根据动作频率控制泵的工作频率。这样，可针对不同种类的药剂的物理性质选择泵的工作频率，并通过传感器检测的工作部件的动作频率的数据，可使控制器对泵的工作频率进行准确地控制；并可通过检测装置反馈的输送时长数据对泵的输送时长进行有效地监控，以当输送时长达到目标时长时，使控制器及时地控制泵停止输送，从而实现了对药剂的添加速度和添加总量的准确控制，提高制备的钻井液的质量，解决了现有技术中的制备方法制备的钻井液的质量不佳的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的钻井液生产设备的实施例的结构示意图；图2示出了根据本专利技术的钻井液生产设备的实施例的各部件的连接关系的示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：1、泵；2、控制器；3、可调式减压阀；41、第一阀门；42、过滤器；43、压力表；5、药剂吸取管；51、软管部分；52、硬管部分；53、第二阀门；61、第三阀门；62、第四阀门；7、药剂回收装置；71、药剂回收结构；72、支撑结构；73、第六阀门；8、药剂汇流管；9、清洗液汇流管；10、管件支撑部；11、快速接头；100、流量计；20、第五阀门；30、传感器。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。...

【技术保护点】
1.一种钻井液制备设备，其特征在于，包括：/n药剂抽取装置，所述药剂抽取装置具有泵(1)，所述泵(1)用于与钻井液混合装置连接，所述泵(1)具有工作部件，所述工作部件相对于所述泵(1)的本体部分可活动地设置，以在所述工作部件活动时，驱动目标药剂流入钻井液混合装置内；/n控制器(2)，所述控制器(2)与所述药剂抽取装置通信连接，所述控制器(2)用于控制所述泵(1)的动作；/n检测装置，所述检测装置与所述泵(1)对应设置，以获取所述泵(1)的输送时长；所述检测装置与所述控制器(2)连接，以在所述输送时长达到目标时长时，使所述控制器(2)控制所述泵(1)停止工作；/n传感器(30)，所述传感器(30)与所述工作部件连接，以检测所述工作部件的动作频率；所述传感器(30)与所述控制器(2)连接，以将检测到的所述工作部件的动作频率反馈给所述控制器(2)，以使所述控制器(2)根据所述动作频率控制所述泵(1)的工作频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻井液制备设备，其特征在于，包括：
药剂抽取装置，所述药剂抽取装置具有泵(1)，所述泵(1)用于与钻井液混合装置连接，所述泵(1)具有工作部件，所述工作部件相对于所述泵(1)的本体部分可活动地设置，以在所述工作部件活动时，驱动目标药剂流入钻井液混合装置内；
控制器(2)，所述控制器(2)与所述药剂抽取装置通信连接，所述控制器(2)用于控制所述泵(1)的动作；
检测装置，所述检测装置与所述泵(1)对应设置，以获取所述泵(1)的输送时长；所述检测装置与所述控制器(2)连接，以在所述输送时长达到目标时长时，使所述控制器(2)控制所述泵(1)停止工作；
传感器(30)，所述传感器(30)与所述工作部件连接，以检测所述工作部件的动作频率；所述传感器(30)与所述控制器(2)连接，以将检测到的所述工作部件的动作频率反馈给所述控制器(2)，以使所述控制器(2)根据所述动作频率控制所述泵(1)的工作频率。


2.根据权利要求1所述的钻井液制备设备，其特征在于，所述泵(1)为气动隔膜泵；所述药剂抽取装置还包括可调式减压阀(3)，所述可调式减压阀(3)的入口用于与外部的气源连接，所述可调式减压阀(3)的出口与所述气动隔膜泵的供气口连接；
其中，所述控制器(2)与所述可调式减压阀(3)通讯连接，以通过所述控制器(2)控制所述可调式减压阀(3)的出口处的气压。


3.根据权利要求2所述的钻井液制备设备，其特征在于，所述传感器包括与所述气动隔膜泵的隔膜连接的连接杆，以在所述气动隔膜泵的隔膜动作时带动所述连接杆运动；所述传感器(30)的检测端与所述连接杆连接，以检测所述连接杆的动作幅度和动作频率，从而判断所述气动隔膜泵的隔膜的变形量以及所述气动隔膜泵的工作频率；和/或，
与所述气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有第一阀门(41)。


4.根据权利要求2所述的钻井液制备设备，其特征在于，与所述气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有过滤器(42)，以对流入所述气动隔膜泵内的气体进行过滤；和/或，
与所述气动隔膜泵的供气口连接的管路上装有压力表(43)。


5.根据权利要求2所述的钻井液制备设备，其特征在于，所述泵(1)的入口处接有药剂吸取管(5)；
其中，所述药剂吸取管(5)包括软管部分(51)和硬管部分(52)，所述软管部分(51)的第一端与所述泵(1)的入口连接，所述软管部分(51)的第二端与所述硬管部分(52)连接；和/或，
所述药剂吸取管(5)上装有第二阀门(53)。


6.根据权利要求5所述的钻井液制备设备，其特征在于，所述泵(1)的出口处接有第一分流管和第二分流管；所述第一分流管用于与所述钻井液混合装置连通，所述第一分流管上装有第三阀门(61)；所述第二分流管用于与清洗液储存装置连通，所述第二分流管上装有第四阀门(62)；其中，所述第一分流管上装有流量计(100)。


7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建秋，张全立，王宏伟，张田云，胡志坚，韩飞，邵强，梁国红，王爱国，王军，范应璞，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11