[实用新型]钻井液粘度自动测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油勘探钻井液粘度测量装置，具体地说，涉及一种钻井液粘度自动测量装置。

背景技术

在石油勘探钻井生产中，钻井液的粘度是一项重要的需要控制的指标，目前钻井液粘度是人工取样、人工用仪器测量来控制，主要仪器有漏斗粘度计和六速旋转粘度计。人工取样测量是间歇控制，不能实现在线自动测量。目前的粘度自动测量主要用于食品、医疗和工业液体，一般是低速测量，不能用于钻井液粘度高速自动测量。

检索到已有一种钻井液粘度自动测量装置的实用新型专利，是测量电机的电流变化来反映粘度的变化，与本实用新型不同，本实用新型是测量转子负荷产生的扭矩的变化或旋转角度变化来反映粘度的变化。与已有装置相比，本实用新型更稳定更精确。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种性能稳定的钻井液粘度自动测量装置，能够更加准确的实现钻井液粘度的自动测量和在线测控制。

本使用新型所述的钻井液粘度自动测量装置，包括外壳，设置于外壳内的电机、相对运动传感系统、信号转换模块、控制盒，传动轴，和转子；电机的转子轴与相对运动传感系统上端连接，相对运动传感系统下端连接传动轴的内端，电机转子轴的中心轴与传动轴的中心轴重合；外壳底部设传动轴出孔，传动轴的外端穿过传动轴出孔伸出外壳，与转子固定连接；控制盒分别与电机、相对运动传感系统、信号转换模块电连接，相对运动传感系统与信号转换模块电连接。

进一步地，相对运动传感系统可以设置成扭矩测量系统，相对应的结构为，

相对运动传感系统包括扭矩传感器，扭矩传感器两端有转轴，一端转轴与电机的转子轴连接，另一端转轴与传动轴的内端连接；

当电机恒速旋转时，电机轴带动扭矩传感器和转子一起转动，由于钻井液具有一定的粘度，当转子旋转时，钻井液的粘度对转子产生相应的剪切力，此剪切力作用在电机传动轴上就会产生一定的扭矩力，扭矩力转换成电压或电流信号，再通过信息转换模块转换成相对应的钻井液粘度数值，这样就完成了钻井液粘度的在线自动测量。

相对运动传感系统还可以设置成角度测量系统，相对应的结构为，

相对运动传感系统包括角度传感器I、角度传感器II、固定在电机转子轴顶端的磁铁I，和固定在传动轴内端头上的作用块；磁铁I与作用块之间具有磁力作用；角度传感器I和角度传感器II与外壳固定连接，角度传感器I通过安装在电机转子轴上的齿轮组I传动，角度传感器II通过安装在传动轴上的齿轮组II传动，角度传感器I和角度传感器II分别与信号转换模块电连接。

其中：所述作用块为磁铁或铁块。

当电机恒速旋转时，电机轴上安装的磁铁带动传动轴上安装的作用块一起转动，由于钻井液具有一定的粘度，当传动轴转动时需要克服转子外表面产生的摩擦阻力，这样就会使磁铁和作用块之间产生一定的偏转角度，这个角度所反映的就是钻井液的内部结构力，可以用来衡量粘度的大小。为了实现偏转角度的测量，在电机的转子轴和传动轴上各安装一个齿轮，分别与角度传感器I、角度传感器II以齿轮衔接，利用角度传感器I和角度传感器II偏转角度的大小的差值就可以判断钻井液的粘度。将角度传感器信号进行处理转换成数字信号，再转换成数据进行显示和打印。这样就完成了钻井液粘度的在线自动测量。

其中角度传感器也可以只设定一个，与安装在电机转子轴上的齿轮组I衔接，或与安装在传动轴上的齿轮组II衔接，此时需要对电机的恒速转角进行标定，以便计算旋转角度差。

所述电机，是指能够控制恒速的直流电机或交流电机。

再进一步地，转子外部设有定筒，定筒上端与外壳底部固定连接。定筒上设有能够流通钻井液的通孔，可根据实际需要确定通孔的数量和尺寸。定筒的作用是保护转子，一是防止钻井液的流动冲击力造成转子轴弯曲，二是减弱钻井液的流动冲击力对测量数据稳定性的影响。

所述控制盒是指自动控制电机转速和其它电路输出的集成电路盒。

所述信号转换模块是指将扭矩传感器测量的扭矩转换成电压或电流信号，再将电压或电流信号转换成粘度数据的程序模块。也可以是将旋转角度传感器测量的角度变化的电压或电流信号转换成粘度数据的程序模块。

根据实际需要，可以对上述钻井液粘度自动测量装置进行优化和改进，可以对尺寸的大小进行选择加工成实际需要的产品。