一种岩屑自动取样装置及自动取样方法

摘要

本发明公开了一种岩屑自动取样装置及取样方法，包括安装在高架槽顶部的安装架，在安装架上安装旋转气缸，在旋转气缸的旋转轴上安装竖向导杆气缸，在导杆气缸上安装振动电机，导杆气缸的气缸杆可向下伸出至高架槽内，在导杆气缸气缸杆的底部安装支架，在支架底部铰接安装过滤盒，该过滤盒的顶部、前部和后部开口，并在后部开口上安装滤网；在高架槽上与安装架相邻处安装接砂盒槽，在接砂盒槽的一端安装推杆气缸，在接砂盒储存室的侧面安装与导杆气缸相对的挡杆，推杆气缸的气缸杆伸出可将落入接砂盒储存室底部接砂盒槽内的接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部。本发明所公开的岩屑自动取样装置，体积小、重量轻、安装灵活，可为钻井现场地质分析提供准确的分析样本，为地层评价和油气勘探提供有力支撑。

说明书

技术领域

本发明属于石油工程勘探领域，特别涉及该领域中的一种岩屑自动取样装置及自动取样方法。

背景技术

在石油勘探过程中，通过对井底返出的岩屑进行分析，是评估地层和寻找油气藏的重要依据。目前国内外岩屑取样仍采用人工的方式，在快钻条件下取样准确性和时效性无法保证，已无法满足当前钻井的需求，由错误的地质样本得到的分析结果不仅起不到指导石油勘探的作用，反而可能产生严重的误导，制约了石油勘探技术的发展。

现有的岩屑自动取样装置，机械传动结构复杂，在现场恶劣环境条件下易失效。体积、重量大，安装后会影响其它钻井作业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种岩屑自动取样装置及自动取样方法。

本发明采用如下技术方案：

一种岩屑自动取样装置，其改进之处在于：包括安装在高架槽顶部的安装架，在安装架上安装旋转气缸，在旋转气缸的旋转轴上安装竖向导杆气缸，在导杆气缸上安装振动电机，导杆气缸的气缸杆可向下伸出至高架槽内，在导杆气缸气缸杆的底部安装支架，在支架底部铰接安装过滤盒，该过滤盒的顶部、前部和后部开口，并在后部开口上安装滤网；在高架槽上与安装架相邻处安装接砂盒槽，在接砂盒槽的一端安装推杆气缸，在接砂盒槽的顶部安装接砂盒储存室，在接砂盒储存室内叠放接砂盒，在接砂盒储存室的底部开有供接砂盒落入接砂盒槽内的开口，并在接砂盒储存室的底部与接砂盒槽之间预留供接砂盒通过的空隙，在接砂盒储存室的侧面安装与导杆气缸相对的挡杆，推杆气缸的气缸杆伸出可将落入接砂盒储存室底部接砂盒槽内的接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部。

进一步的，安装架的宽度可调。

进一步的，导杆气缸在旋转气缸旋转轴上的安装位置可上下调节。

进一步的，过滤盒的左右两侧分别与支架左右两侧的内侧面相铰接。

进一步的，装置使用时过滤盒的前部开口与高架槽内的泥浆流向相对。

进一步的，挡杆的高度略高于导杆气缸转至水平略向上位置后过滤盒与支架铰接处的高度。

进一步的，装置中的旋转气缸、导杆气缸、振动电机和推杆气缸均按上位机的指令工作。

一种岩屑自动取样方法，使用上述的装置，其改进之处在于：装置安装就位并启用后，推杆气缸的气缸杆伸出，将从接砂盒储存室底部落入接砂盒槽内的空接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部，推杆气缸的气缸杆缩回；导杆气缸的气缸杆向下伸出，将过滤盒浸入高架槽内的泥浆流中，泥浆从过滤盒的前部开口流入，后部开口流出，泥浆中的岩屑则被后部开口上的滤网阻挡在过滤盒内；岩屑收集完毕后，导杆气缸的气缸杆缩回，将过滤盒提升至泥浆流之上，启动振动电机，将过滤盒内的岩屑与泥浆振动分离；旋转气缸的旋转轴带动导杆气缸旋转至水平略向上位置，此时过滤盒的前部开口朝上，后部开口朝下；导杆气缸的气缸杆向前伸出，过滤盒的底部与挡杆相撞后绕着支架上翻，振动电机将岩屑从过滤盒的顶部开口振落到挡杆底部接砂盒槽内的接砂盒中；关闭振动电机，导杆气缸的气缸杆向后缩回，推杆气缸的气缸杆伸出，将从接砂盒储存室底部落入接砂盒槽内的空接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部，空接砂盒则将之前装有岩屑的接砂盒沿着接砂盒槽依次前推；旋转气缸的旋转轴带动导杆气缸旋转至竖向位置，此时过滤盒的前部开口朝前，后部开口朝后，导杆气缸的气缸杆向下伸出，将过滤盒浸入高架槽内的泥浆流中，重新收集岩屑后再次重复上述步骤，进行自动取样。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的岩屑自动取样装置，体积小、重量轻、安装灵活，可为钻井现场地质分析提供准确的分析样本，为地层评价和油气勘探提供有力支撑。

本发明所公开的岩屑自动取样方法，运行稳定可靠，可替代人工捞取岩屑的作业方式，降低劳动强度，提升岩屑取样的及时性和准确性。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开岩屑自动取样装置的结构示意图；

图2(a)-2(d)是本发明实施例1所公开岩屑自动取样方法的过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，例如本实施例中的导杆气缸和旋转气缸也可以替换成电力驱动方案。

实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种岩屑自动取样装置，包括安装在高架槽1顶部的安装架5，在安装架上安装旋转气缸4，在旋转气缸的旋转轴上安装竖向导杆气缸3，在导杆气缸上安装振动电机6，导杆气缸的气缸杆可向下伸出至高架槽内，在导杆气缸气缸杆的底部安装支架12，在支架底部铰接安装过滤盒2，该过滤盒的顶部、前部和后部开口，并在后部开口上安装滤网11；在高架槽上与安装架相邻处安装接砂盒槽13，在接砂盒槽的一端安装推杆气缸7，在接砂盒槽的顶部安装接砂盒储存室8，在接砂盒储存室内叠放接砂盒10，在接砂盒储存室的底部开有供接砂盒落入接砂盒槽内的开口，并在接砂盒储存室的底部与接砂盒槽之间预留供接砂盒通过的空隙，在接砂盒储存室的侧面安装与导杆气缸相对的挡杆9，推杆气缸的气缸杆伸出可将落入接砂盒储存室底部接砂盒槽内的接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部。

在本实施例中，安装架的宽度可调，以便适应不同宽度的高架槽。导杆气缸在旋转气缸旋转轴上的安装位置可上下调节，以便适应不同深度的高架槽。过滤盒的左右两侧分别与支架左右两侧的内侧面相铰接。装置使用时过滤盒的前部开口与高架槽内的泥浆流向相对。挡杆的高度略高于导杆气缸转至水平略向上位置后过滤盒与支架铰接处的高度。装置中的旋转气缸、导杆气缸、振动电机和推杆气缸均按上位机的指令工作。

本实施例所公开的岩屑自动取样装置，通过带滤网的过滤盒直接从高架槽中进行岩屑取样；通过导杆气缸、旋转气缸、推杆气缸实现岩屑的自动收集、移动和存储；通过振动电机分离过滤盒内的泥浆并使过滤盒内的岩屑下落至接砂盒中，从而实现岩屑的快速、准确、自动取样。

本实施例还公开了一种岩屑自动取样方法，使用上述的装置：装置安装就位并启用后，推杆气缸的气缸杆伸出，将从接砂盒储存室底部落入接砂盒槽内的空接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部，推杆气缸的气缸杆缩回；如图2(a)所示，导杆气缸的气缸杆向下伸出，将过滤盒浸入高架槽内的泥浆流中，泥浆从过滤盒的前部开口流入，后部开口流出，泥浆中的岩屑则被后部开口上的滤网阻挡在过滤盒内；如图2(b)所示，岩屑收集完毕后，导杆气缸的气缸杆缩回，将过滤盒提升至泥浆流之上，启动振动电机，将过滤盒内的岩屑与泥浆振动分离；如图2(c)所示，旋转气缸的旋转轴带动导杆气缸旋转至水平略向上位置，此时过滤盒上升至高架槽上方，过滤盒的前部开口朝上，后部开口朝下；如图2(d)所示，导杆气缸的气缸杆向前伸出，过滤盒的底部与挡杆相撞后绕着支架上翻，振动电机将岩屑从过滤盒的顶部开口振落到挡杆底部接砂盒槽内的接砂盒中；关闭振动电机，导杆气缸的气缸杆向后缩回，推杆气缸的气缸杆伸出，将从接砂盒储存室底部落入接砂盒槽内的空接砂盒沿着接砂盒槽推向挡杆底部，空接砂盒则将之前装有岩屑的接砂盒沿着接砂盒槽依次前推；旋转气缸的旋转轴带动导杆气缸旋转至竖向位置，此时过滤盒的前部开口朝前，后部开口朝后，导杆气缸的气缸杆向下伸出，将过滤盒浸入高架槽内的泥浆流中，重新收集岩屑后再次重复上述步骤，进行自动取样。