1.本实用新型涉及钻井液配浆技术领域，具体地说是一种钻井液全自动化智能快速配浆系统。
背景技术：
2.在国内外石油钻井行业中，钻机及相关设备发展相对比较迅速，基本实现自动化，各种高科技设备及软件也十分齐全。然而，钻井液配浆制备设备在行业内并没有得到很大的改进。在配制钻井液时，大多数钻井液配制过程仍采用人工添加原料的方法。再添加固体原料时，工人需要将装有50公斤左右固体原料的牛皮纸袋运输到固态原料漏斗处，然后用刀手动切割牛皮纸袋，然后倒入进料漏斗，完成进料过程。固体粉末材料通常在钻井液配制时，几种不同的固态原料不能同时通过进料漏斗添加。在配制钻井液的过程中，需要使用起重机将牛皮纸袋提升到搅拌缸上方，然后手动切割并添加到固体原料漏斗中。这种添加原材料的方式具有一定的危险性，因为如果吨袋本身掉落，将伤害人员和设备。此外，在添加粉状材料时，粉尘和工人的过度工作也是危害工人安全和健康。同时，人工配制钻井液，需投入大量的技术人员和工作人员，每个环节都必须有专人盯岗，操作和管理都极为不便，经常会出现原材料的浪费、混合不均匀，配制比例不合格等现象的出现。因此，传统的钻井液配浆无法进行精确地数字化计量。在现场钻井时，有时需要同时开始钻多口井，传统方式人工钻井液配浆效率低，无法在短时间内完成大量的钻井液配制。因此，无法同时满足多口井的钻取。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的在于提供一种钻井液全自动智能快速配浆系统，以解决上述背景中所提到的人工钻井液配浆效率低、配浆工人的劳动强度大、钻井液配浆的配比不精确、危害配浆工人身体健康等缺点。有效的提高钻井液配制速度，降低了工人的劳动强度，实现了精确地数字化计量配比。
4.本实用新型公开了一种用于钻井液全自动智能快速配浆系统，该系统包括plc自动控制系统、运输系统、存储系统、混浆系统和辅助系统，运输系统包括“回”字型运输带、水平运输带、运输液态料的管路；存储系统包括液态缸、固态料漏斗；混浆系统包括搅拌池、电机及搅拌棒；辅助系统包括液态原料抓料机器人、液态原料放料机器人、固态原料抓取机器人、全自动开盖机、全自动抽取机、增压泵、自动通断阀、流量传感器、称重传感器、密度计传感器及液压力传感器；该钻井液全自动化智能快速配浆系统的液态原料运输管路、固态原料运输管路、全自动开盖机、全自动抽取机、液态原料抓料机器人、液态原料放料机器人、固态原料抓取机器人等都是由可编程序plc自动控制系统来控制的。
5.本实用新型与已有技术相比具有以下优点：
6.1.该钻井液全自动智能快速配浆系统可以大大提高了钻井液配浆效率。
7.2.该钻井液全自动智能快速配浆系统解决了传统人工钻井液配浆的配比不精确，
实现了配浆精确地数字化计量，提高了配制的浆液的质量。
8.3.该钻井液全自动智能快速配浆系统可以实现远程控制，无需人工实现全全智能，设备操作简单、可靠、安全。
9.4.该钻井液全自动智能快速配浆系统实现快速配浆，短时间内完成大量的钻井液配制，同时满足多口井的钻取。
10.5.该钻井液全自动智能快速配浆系统解决了传统人工钻井液配浆的原料的浪费及现场的污染问题。
附图说明
11.图1是本实用新型实施例在钻井液全自动化智能快速配浆系统中的轴侧示意图；
12.1-液态原料桶2-液态原料抓料机器人3
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回”字型运送带4-全自动开盖机5-全自动抽取机6-增压泵7-液态缸8-液态缸支架9-固态原料抓取机器人10-固态漏斗11-牛皮纸袋12-切刀13-固态漏斗开关14-水平运送带15-搅拌棒16-皮带17-搅拌池18-电动机19-密度计传感器20-自动通断阀21液态原料放料机器人
13.图2是本实用新型实施例在钻井液全自动化智能快速配浆系统中的主视示意图；
14.22-压力传感器23-流量传感器24-自动通断阀25-称重传感器
15.图3是本实用新型实施例固态漏斗结构示意图；
具体实施方式
16.为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：本发明包括plc自动控制系统、运输系统、存储系统、混浆系统和辅助系统，运输系统包括“回”字型运输带3、水平运输带14、运输液态料的管路；存储系统包括液态缸7、固态料漏斗10；混浆系统包括搅拌池17、电动机18及搅拌棒15；辅助系统包括液态原料抓料机器人2、液态原料放料机器人21、固态原料抓取机器人9、全自动开盖机4、全自动抽取机5、增压泵6及自动通断阀、流量传感器23、称重传感器25、密度计传感器19及压力传感器22；该钻井液全自动化智能快速配浆系统的液态原料运输管路、固态原料运输管路、全自动开盖机4、全自动抽取机5、液态原料抓料机器人2、液态原料放料机器人21、固态原料抓取机器人9等都是由可编程序plc自动控制系统来控制的。
17.本实用新型的工作原理及工作程序：
18.1.全自动控制系统：
19.在钻井液全自动化智能快速配浆系统运行之初，plc根据生产指令开始运行，首先运行液态原料抓料机器人2、“回”字形运送带3、全自动开盖机4、全自动抽取机5、液态原料放料机器人21等将液态原料桶中液态原料运送到液态缸7中，当plc通过液态缸7底部压力传感器监测到缸内压力小于某特定值时，将通过反馈信号自动启动增压泵6来及时补充液态原料，当plc通过液态缸7底部压力传感器监测到缸内压力大于某特定值时，将通过反馈信号自动停止增压泵6来补充液态原料；当plc通过液态缸7底部压力传感器监测到缸内压力大于某特定值时，将通过反馈信号停止运行液态原料抓料机器人2、“回”字形运送带3、全自动开盖机4、全自动抽取机5、液态原料放料机器人21，当plc通过液态缸7底部压力传感器监测到缸内压力小于某特定值时，将通过反馈信号启动运行液态原料抓料机器人2、“回”字
形运送带3、全自动开盖机4、全自动抽取机5、液态原料放料机器人21；此过程中，plc时刻监测液态缸7内的压力。
20.在固态原料添加时，plc通过固态漏斗10底部的称重传感器25进行实时监测每个舱室内的固态原料，plc实时监测称重传感器的数值来调节固态漏斗开关13的开度，将固态漏斗10中固态原料在规定时间运送到搅拌池中。当plc通过检测某舱室称重传感器25的数值小于某特定值时，将通过反馈信号启动固态原料抓取机器人9抓取牛皮纸袋11及时补充到某舱室中。当plc通过检测某舱室称重传感器25的数值大于某特定值时，将通过反馈信号停止固态原料抓取机器人9抓取牛皮纸袋11到该舱室中。
21.在液态原料从液态缸7运送到搅拌池17的过程中，自动通断阀通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述流量传感器23的检测信号，并根据该检测信号实时调节所述的自动通断阀的开度，将液态缸中7液态原料在规定时间运送到搅拌池17中。
22.在搅拌池17中进行钻井液的搅拌的过程中，自动通断阀通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述密度传感器19的检测信号，并根据该检测信号来判断是否开启所述自动通断阀，将搅拌好的钻井液排出搅拌池17；同时，电动机18也通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述密度传感器19的检测信号，并根据该检测信号来判断是否运行所述电动机进行搅拌。
23.2.工作原理：
24.本实用新型工作原理该钻井液全自动化智能快速配浆系统液态原料的运输过程，首先通过液态原料抓料机器人2把装满液态原料的液态原料桶1抓取放在“回”字型运输带上，通过“回”字型运送带3把装满液态原料的液态原料桶1运送到全自动开盖机4，然后装满液态原料的液态原料桶通过全自动开盖机4把盖打开后，通过“回”字型运输带3把装满液态原料的液态原料桶1运送到全自动抽取机5，然后装满液态原料的液态原料桶1通过全自动抽取机5把液态原料抽取到液态缸7中，抽取完毕后空的液态原料桶通过“回”字型运送带3运送到液态原料放料机器人21处，液态原料放料机器人21把空的液态原料桶从“回”字型运送带3抓取出来。同时，液态缸7中的液态原料通过运输管道运送到搅拌池17中。
25.该钻井液全自动化智能快速配浆系统固态原料的运输过程，首先通过固态原料抓取机器人9将牛皮纸袋11从供料台抓取起来放入固态漏斗10，在放入的过程中牛皮纸袋11会被切刀12划破，进而固态原料落入固态漏斗10，固态漏斗10中的固态原料通过水平运送带14将固态原料用送到搅拌缸中。
26.该钻井液全自动化智能快速配浆系统搅拌过程，运送过来的液态原料和固态原料通过搅拌棒15进行充分搅拌，待搅拌均匀后通过密度传感器18进行检测，待检测密度达到符合钻井液所需要求时，自动通断阀20自动打开，将配制好的钻井液从搅拌池中流出。
27.虽然上文已经用了一般性的说明对本实用新型做了详尽的描述，但在实用新型的基础上，可以对之作一些修改或改进，这些对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。技术特征：
1.一种钻井液全自动化智能快速配浆系统，该系统包括plc自动控制系统、运输系统、存储系统、混浆系统和辅助系统；运输系统包括“回”字型运输带、水平运输带、运输液态料的管路；存储系统包括液态缸、固态料漏斗；混浆系统包括搅拌池、电机及搅拌棒；辅助系统包括液态原料抓料机器人、液态原料放料机器人、固态原料抓取机器人、全自动开盖机、全自动抽取机、增压泵及自动通断阀、流量传感器、称重传感器、密度计传感器及压力传感器；该钻井液全自动化智能快速配浆系统的液态原料运输管路、固态原料运输管路、全自动开盖机、全自动抽取机、液态原料抓料机器人、液态原料放料机器人、固态原料抓取机器人都是由可编程序plc自动控制系统来控制的。2.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：固态料漏斗分为三个舱室，每个舱室内部中间位置设有两排平行切刀，前排为4个小切刀26，后排为3个大切刀27，两排切刀相互交错排列。3.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：自动通断阀通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收来自所述流量传感器的检测信号，并根据该检测信号实时调节所述的自动通断阀的开度，将液态缸中液态原料在规定时间运送到搅拌池中。4.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：全自动开盖机通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述压力传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否运行全自动开盖机；全自动抽取机带通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述压力传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否运行全自动抽取机；增压泵通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述压力传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否开启所述增压泵，将液态原料及时补充到搅拌池中；“回”字型运送带通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述压力传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否运行“回”字型运送带转动。5.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：固态原料抓取机器人通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述称重传感器的检测信号，并根据该检测信号实时调节控制固定在固态漏斗旁边固态原料抓取机器人，该固态原料抓取机器人通过视觉技术将自动识别牛皮纸袋上的标记颜色，及时自动补充每个舱室的原料。6.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：固态料漏斗底部开关通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述称重传感器的检测信号，并根据该检测信号实时调节所述固态料漏斗底部开关的开度，将漏斗中固态原料在规定时间运送到搅拌池中。7.根据权利要求1所述的钻井液全自动化智能快速配浆系统，其特征在于：电机通过plc控制系统控制，所述的plc控制系统能够接收自所述密度计传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否运行所述电机进行搅拌；所述自动通断阀通过plc控制系统控制，所述plc控制系统能够接收自所述密度计传感器的检测信号，并根据该检测信号来判断是否开启所述自动通断阀，将搅拌好的钻井液排出搅拌池。
技术总结
本实用新型涉及钻井液配浆技术领域，具体为一种钻井液全自动化智能快速配浆系统，该系统包括PLC自动控制系统、运输系统、存储系统、混浆系统和辅助系统，运输系统包括“回”字型运输带、水平运输带、运输液态料的管路；存储系统包括液态缸、固态料漏斗；混浆系统包括搅拌池、电机及搅拌棒；辅助系统包括液态原料抓料机器人、液态原料放料机器人、固态原料抓取机器人、全自动开盖机、全自动抽取机、增压泵、自动通断阀、流量传感器、称重传感器、密度计传感器及压力传感器；通过该实用新型系统，大大降低了配浆工人的劳动强度，更加准确的控制了钻井液配浆原料的配比，可实现远程控制，无人化看守配浆，设备安全可靠。设备安全可靠。设备安全可靠。
技术研发人员：孙腾飞 刘浩 张杨 吴宝康
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/5/10
声明：
“钻井液全自动化智能快速配浆系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京化工大学
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2024年07月25日 ~ 27日 
