节能型泥浆罐搅拌系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种节能型泥浆罐搅拌系统，包括泥浆罐本体，泥浆罐本体中配备有多个搅拌机，各搅拌机的搅拌电机控制回路受控于控制器，泥浆罐本体中设有跟随泥浆液面浮动的浮筒，浮筒连接在伸缩支架的上端，伸缩支架的下端铰接在泥浆罐本体的内腔底部，伸缩支架的中部安装有压力传感器，压力传感器的压力信号输出端与控制器的泥浆压力信号输入端相连；浮筒上安装有测定浮筒与泥浆罐本体底部之间距离的距离传感器，距离传感器的液位信号输出端与控制器的液位信号输入端相连。该节能型泥浆罐搅拌系统既能够保证泥浆的稳定性，同时可节约大量的电能，同时可以降低钻井设备中发电装置的配置，降低设备投资。降低设备投资。降低设备投资。

【技术实现步骤摘要】
节能型泥浆罐搅拌系统


[0001]本技术涉及一种钻井用泥浆罐，特别涉及一种节能型泥浆罐搅拌系统，属于油田钻井设备


技术介绍

[0002]随着中国经济的飞速发展，中国的石油需求量越来越大，为了保证国家能源供应的安全，国家每年必须保证一定量的石油、天然气、页岩气的勘探与开发。
[0003]勘探和开发离不开钻井设备，其中钻机是必不可少的，一般每台钻机配备5
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7个泥浆罐，每个泥浆罐的容积在40
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60方之间。为了保证泥浆的均质性，每个泥浆罐一般都配备2
‑
3个搅拌机，60m
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的泥浆罐一般都是配备3个搅拌机，电机功率一般在7.5KW
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15KW之间。在钻井施工期间，搅拌机一般24小时不间断运行，每天消耗的电能比较大。
[0004]优质的泥浆有很好的稳定性，一般不容易发生沉降现象。只有长时间存放后泥浆出现腐败现象，或者泥浆的配制不合理，悬浮性不够时，才会发生沉降现象。只要能够及时发现泥浆的沉降现象，及时调整泥浆性能，泥浆就可以保持较长时间的稳定，也就不需要进行长时间搅拌，从而可以节约大量的电能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种节能型泥浆罐搅拌系统，既能够保证泥浆的稳定性，同时可节约大量的电能，同时可以降低钻井设备中发电装置的配置，降低设备投资。
[0006]为解决以上技术问题，本技术的一种节能型泥浆罐搅拌系统，包括泥浆罐本体，所述泥浆罐本体中配备有多个搅拌机，各搅拌机的搅拌电机控制回路受控于控制器，所述泥浆罐本体中设有跟随泥浆液面浮动的浮筒，所述浮筒连接在伸缩支架的上端，所述伸缩支架的下端铰接在所述泥浆罐本体的内腔底部，所述伸缩支架的中部安装有压力传感器，所述压力传感器的压力信号输出端与控制器的泥浆压力信号输入端相连；所述浮筒上安装有测定浮筒与泥浆罐本体底部之间距离的距离传感器，所述距离传感器的液位信号输出端与控制器的液位信号输入端相连。
[0007]作为本技术的改进，所述伸缩支架为平行四边形剪叉式升降支架。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述控制器包括主控MCU，所述主控MCU为stm32f103c8芯片，所述压力传感器为GYMS5803
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01BA型高精度流体压力高度传感器，所述压力传感器的引脚3与ADM485模块的A端口相连，所述压力传感器的引脚4与ADM485模块的B端口相连，ADM485模块的DI端口与所述主控MCU的PA8端口相连，ADM485模块的DE端口及RE端口均与所述主控MCU的PA10端口相连，ADM485模块的Ro端口与所述主控MCU的PA11端口相连。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述距离传感器为VL6180X型距离传感器，所述距离传感器的ADC数据接口与所述主控MCU的PA2端口相连。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述主控MCU的PB0端口通过电阻R1与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的基极还通过电阻R2接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与所述搅拌电机控制回路的电机继电器的控制端口相连。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述主控MCU的PB8端口与HC
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05蓝牙模块的TXD端口相连，所述主控MCU的PB9端口与HC
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05蓝牙模块的RXD端口相连。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述主控MCU的PA14端口与4G/NB
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IOT物联网模块的UART
‑
RX端口相连，4G/NB
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IOT物联网模块的UART
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TX端口与所述主控MCU的PA15端口相连。
[0013]相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：
⑴
当泥浆罐中的泥浆发生沉降现象时，上部的泥浆密度会降低，而下部泥浆的密度会增加，压力传感器得到的压力值也会降低。根据以上原理，在泥浆充分搅拌均匀后，关闭搅拌机，压力传感器此时读到的压力值作为基值，随着时间的推移，压力传感器读到的压力值会逐步下降。若压力值降低5%，则判定为泥浆出现了沉降，控制器发出的信号经三极管Q1放大后，使各电机继电器的线圈得电，各搅拌电机投入工作，搅拌一小时或其它设定时间后，各搅拌电机停止，回到压力传感器自动监控泥浆压力变化的状态，将此时读到的压力值作为基数，当压力值降低5%时，重复以上程序。
[0014]⑵
优质的泥浆可以长时间保持稳定，不会产生沉降现象，若泥浆在24小时内压力值降低5%即判定为泥浆出现了沉降，说明泥浆的稳定性不足，泥浆工作人员可以根据搅拌电机工作的频率，判断出泥浆稳定性的优良，从而对泥浆进行针对性的调整。
[0015]⑶
调整后的泥浆，可以实现长时间的保存，而不需要频繁启动搅拌机，更不需要保持搅拌机24h运行，从而节约了大量的电能。
[0016]⑷
以一个泥浆罐配置三台搅拌机，每台搅拌机的额定功率7.5KW为例，每天可节约电为540KWh，钻井队一般使用自发电，成本约为2元/KWh，因此，每个泥浆罐每天可节约电费为1080元，一个井队一般不参与循环的泥浆储备罐正常为2至4个，以三个为例，每天可节约电费成本3240元，以一个井队工作时间为180天计算，一年可节约58.32万元，而全国的钻机数量超过1000台，因此，若全部采用本节能型泥浆罐搅拌系统，每年可节约的成本是非常可观。
[0017]⑸
距离传感器跟随浮筒浮动，测定浮筒与泥浆罐本体底部之间距离即为泥浆罐中的液位高度，距离传感器将泥浆罐的液位信号通过ADC数据接口发送给主控MCU。如果泥浆发生泄漏，泥浆罐中的液位下降到一定高度，控制器将发出警报。
[0018]⑹
主控MCU可通过HC
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05蓝牙模块与外界进行通讯，还可以通过4G/NB
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IOT物联网模块与物联网系统通讯连接。
附图说明
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。
[0020]图1为本技术节能型泥浆罐搅拌系统的原理图。
[0021]图2为控制器的原理框图。
[0022]图3为控制器的电气原理图。
[0023]图中：1.搅拌机；2.浮筒；3.伸缩支架；4.控制器；P1.电机控制装置；P2.距离传感器；P3.压力传感器。
具体实施方式
[0024]在本技术的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。
[0025]如图1所示，本技术的节能型泥浆罐搅拌系统包括泥浆罐本体，泥浆罐本体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型泥浆罐搅拌系统，包括泥浆罐本体，所述泥浆罐本体中配备有多个搅拌机，其特征在于：各搅拌机的搅拌电机控制回路受控于控制器，所述泥浆罐本体中设有跟随泥浆液面浮动的浮筒，所述浮筒连接在伸缩支架的上端，所述伸缩支架的下端铰接在所述泥浆罐本体的内腔底部，所述伸缩支架的中部安装有压力传感器，所述压力传感器的压力信号输出端与控制器的泥浆压力信号输入端相连；所述浮筒上安装有测定浮筒与泥浆罐本体底部之间距离的距离传感器，所述距离传感器的液位信号输出端与控制器的液位信号输入端相连。2.根据权利要求1所述的节能型泥浆罐搅拌系统，其特征在于：所述伸缩支架为平行四边形剪叉式升降支架。3.根据权利要求1所述的节能型泥浆罐搅拌系统，其特征在于：所述控制器包括主控MCU，所述主控MCU为stm32f103c8芯片，所述压力传感器为GYMS5803
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01BA型高精度流体压力高度传感器，所述压力传感器的引脚3与ADM485模块的A端口相连，所述压力传感器的引脚4与ADM485模块的B端口相连，ADM485模块的DI端口与所述主控MCU的PA8端口相连，ADM485模块的DE端口及RE端口均与所述主控MCU的PA10端口相连，ADM485模块的R...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，黄乘升，王立锋，杨立，曹华庆，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：