基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统技术方案

本发明专利技术公开了基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，包括井口返出管、与井口返出管连通的喇叭口、与喇叭口连通的反流槽，所述喇叭口从靠近井口返出管的一端至靠近反流槽的一端自上而下倾斜布置；还包括连接在喇叭口底端的导流板、开设在所述导流板上的开口、活动装配在所述开口内的岩屑板、用于驱动所述岩屑板升降的升降机构、位于所述岩屑板上方的图像获取装置；所述导流板位于反流槽上方，且导流板的长轴平行于喇叭口的轴线。本发明专利技术提供基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，以解决现有技术中对于跑浆的处理具有较大滞后性的问题，实现提前对作业现场的跑浆事故进行预警的目的。现提前对作业现场的跑浆事故进行预警的目的。现提前对作业现场的跑浆事故进行预警的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统


[0001]本专利技术涉及钻完井工程领域，具体涉及基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统。

技术介绍

[0002]跑浆，是指在油气开发的钻完井作业过程中，固控系统无法及时处理返出岩屑，大量岩屑堆积在振动筛或除泥器等设备处，所导致的钻完井液流失现象；跑浆现象会导致大量钻完井液的浪费造成作业成本升高、同时若返出的钻完井液含油，还会对井场周围环境造成污染。引起跑浆现象的主要原因之一在于钻遇了泥岩、泥页岩等地层，导致出井的钻完井液粘度极高、流动性较差，严重干扰了振动筛等设备对钻完井液的处理效率。
[0003]在钻完井作业过程中，需要在井口设置返出管以连通井内环空与反流槽，再通过反流槽将返出流体输送至固控系统进行处理。现有技术中对于跑浆事故均只能够采用事后处理的方式进行补救，如通过泥浆工或摄像头时刻观察振动筛房的情况，若发现出现跑浆现象，再进行降低排量、清理筛网、更换小目数筛网或降低振动筛入口流量等操作。所以，现有的跑浆处理方式始终具有较大的滞后性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，以解决现有技术中对于跑浆的处理具有较大滞后性的问题，实现提前对作业现场的跑浆事故进行预警的目的。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，包括井口返出管、与井口返出管连通的喇叭口、与喇叭口连通的反流槽，所述喇叭口从靠近井口返出管的一端至靠近反流槽的一端自上而下倾斜布置；还包括连接在喇叭口底端的导流板、开设在所述导流板上的开口、活动装配在所述开口内的岩屑板、用于驱动所述岩屑板升降的升降机构、位于所述岩屑板上方的图像获取装置；所述导流板位于反流槽上方，且导流板的长轴平行于喇叭口的轴线。
[0006]针对现有技术中对于跑浆的处理具有较大滞后性的问题，本专利技术提出一种基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，其中井口返出管、喇叭口以及反流槽均为井场现有技术，将喇叭口设置为沿流体流动方向逐渐向下倾斜的结构，有利于快速将返出的钻完井液排出至反流槽内。本申请在喇叭口的底端设置导流板，返出流体经井口返出管进入喇叭口、从喇叭口出口端进入导流板，再沿导流板进入反流槽内。导流板上开设开口，并在开口内活动装配岩屑板，使得在升降机构的驱动下，岩屑板能够沿开口上下活动。
[0007]本申请具体工作时，井内返出流体裹挟地层岩屑经过导流板进入反流槽内，控制升降机构定时启动，在指定时间间隔下将岩屑板顶起，携带当前返出的岩屑一同被顶升，使岩屑脱离液面干扰，由上方的图像获取装置捕获此时岩屑板上的图像，后台通过图像识别技术判断此时岩屑板上的岩性；若判断岩性属于泥岩或泥页岩等容易诱发跑浆的岩性，则向钻台或中控室或泥浆工所在区域发出提示信息；否则，则不发出任何信息。
[0008]其中，对岩屑的岩性进行判断的图像识别技术，可通过目前已十分成熟的深度学
习等技术实现，在此不做赘述。
[0009]本申请通过在喇叭口与反流槽的交汇处设置预警系统，可在钻完井液返出井口的第一时间就获得对裹挟岩屑的岩性判断并作出相应的预警，进而在容易诱发跑浆的返出流体抵达固控系统之前、利用返出流体在反流槽内流动的这段时间，为泥浆工争取提前预防跑浆的处理时间，可以在这段时间内提前进行降低排量、清理筛网、更换小目数筛网或降低振动筛入口流量等操作，进而减少现场跑浆风险，减轻材料损失和环境污染，从而克服现场跑浆处理的滞后性问题。
[0010]进一步的，所述升降机构包括安装在喇叭口底部的电机、与电机输出端相连的转轴、固定在转轴上的凸轮，所述凸轮位于岩屑板的下方。
[0011]本方案对升降机构的具体结构进行限定，将电机安装在喇叭口底部，由转轴将电机的输出动力延伸至岩屑板下方，再由凸轮的转动来顶升岩屑板。岩屑板在重力作用下始终与凸轮接触，随凸轮的转动而进行升降，凸轮尺寸根据具体工况进行适应性设置。
[0012]本方案利用喇叭口与导流板的倾斜状态，将电机安装在导流板上开口的上游区域，进而避免了岩屑板顶升时、经所述开口流下的流体对电机造成干扰，被流体冲刷的部件只是凸轮和局部的转轴，保证了电机工作的安全稳定；并且，即使当岩屑板与开口之间密封不佳时，流体渗漏也不会影响电机，更加确保电机的长期稳定工作。
[0013]进一步的，所述岩屑板包括边框、位于边框内的格栅、连接在边框顶部的若干滑块；还包括与所述滑块一一对应的导向柱，所述导向柱设置在导流板上，且导向柱上开设与所述滑块相匹配的滑槽，所述滑块滑动配合在对应的滑槽内。
[0014]本方案的岩屑板外围为边框，边框内部设置格栅，通过格栅的设置，使得岩屑板被顶升时，流体能够向下渗漏直接进入反流槽，同时将岩屑留存在格栅上，进而使得岩屑能够暴露出来，更加有利于图像获取装置获得准确的岩屑图像、降低浑浊的钻完井液所带来的干扰。
[0015]此外，若要将岩屑板顶升到完全脱离液面的高度，那么岩屑板就非常容易脱离所述开口的区域，导致岩屑板的横向稳定性受到挑战、甚至会被返出的钻完井液冲走，为了规避这一问题，本方案还在导流板上设置若干导向柱，并使得边框上的滑块，与导向柱上的滑槽对应实现滑动配合，从而使得岩屑板只能够沿滑槽的长度方向做上下运动，保证了岩屑板在顶升时的横向稳定性。当然，所述导向柱以及滑槽的高度根据实际工况进行设置即可。
[0016]进一步的，所述滑块底部开设凹槽，凹槽槽顶与边框顶面之间连接弹簧；各滑块之间夹设滤网。
[0017]本案专利技术人在深入研究过程中发现，常规格栅的网孔尺寸一般较大，对于分散性较好的岩屑而言承接能力较弱、容易透过格栅上的网孔直接进入反流槽，影响对岩屑识别的准确性，进而影响跑浆预警精度。为了克服这一问题，本方案利用滑块实现对滤网的夹持，将各滑块向上拉起，然后在岩屑板表面铺上滤网，再松开各滑块，利用弹簧的弹性力，通过各滑块将滤网夹设在岩屑板表面即可。其中，滤网目数在此不做限定，可根据实际工况进行对应选择。
[0018]进一步的，所述开口侧壁包括上、下分布的第一平面部、第二平面部；当所述岩屑板位于开口内时，所述第一平面部与边框接触、所述第二平面部与边框之间具有第一间隙，且所述第一间隙自上而下逐渐增大。
[0019]本方案通过第一平面部对岩屑板进行限位，保证岩屑板在开口内时的横向稳定。第二平面部与边框之间具有第一间隙且所述第一间隙自上而下逐渐增大，即是对于第二平面部而言，自上而下朝着远离开口中心的方向向外倾斜，是的开口底部具有反向的斜角，避免了进入开口内的岩屑堆积在开口内部，导致开口内壁岩屑堆积堵塞而干扰岩屑板的正常复位。
[0020]进一步的，还包括架设在喇叭口和反流槽上方的安装架，所述图像获取装置设置在所述安装架上。
[0021]所述安装架上开设安装孔，所述图像获取装置贯穿所述安装孔，且图像获取装置外壁设置无法通过所述安装孔的第一定位环，所述第一定位环上开设若干第一螺栓孔、所述安装架上开设若干与第一螺栓孔一一对应的第二螺栓孔；所述第一定位环与所述安装架通过螺栓连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，包括井口返出管（1）、与井口返出管（1）连通的喇叭口（2）、与喇叭口（2）连通的反流槽（3），其特征在于，所述喇叭口（2）从靠近井口返出管（1）的一端至靠近反流槽（3）的一端自上而下倾斜布置；还包括连接在喇叭口（2）底端的导流板（4）、开设在所述导流板（4）上的开口（5）、活动装配在所述开口（5）内的岩屑板（6）、用于驱动所述岩屑板（6）升降的升降机构、位于所述岩屑板（6）上方的图像获取装置；所述导流板（4）位于反流槽（3）上方，且导流板（4）的长轴平行于喇叭口（2）的轴线。2.根据权利要求1所述的基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，其特征在于，所述升降机构包括安装在喇叭口（2）底部的电机（7）、与电机（7）输出端相连的转轴（8）、固定在转轴（8）上的凸轮（9），所述凸轮（9）位于岩屑板（6）的下方。3.根据权利要求1所述的基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，其特征在于，所述岩屑板（6）包括边框（601）、位于边框（601）内的格栅（602）、连接在边框（601）顶部的若干滑块（603）；还包括与所述滑块（603）一一对应的导向柱（10），所述导向柱（10）设置在导流板（4）上，且导向柱（10）上开设与所述滑块（603）相匹配的滑槽（11），所述滑块（603）滑动配合在对应的滑槽（11）内。4.根据权利要求3所述的基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，其特征在于，所述滑块（603）底部开设凹槽（604），凹槽（604）槽顶与边框（601）顶面之间连接弹簧（605）；各滑块（603）之间夹设滤网（606）。5.根据权利要求3所述的基于图像识别的钻井用防跑浆预警系统，其特征在于，所述开口（5）侧壁包括上、下分布的第一平面部（501）、第二平面部（502）；当所述岩屑板（6）位于开口（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洋，潘学鹏，胡启军，何乐平，蔡其杰，白羽，蓝海浪，潘莉，刘瑞，王帅清，肖成玉，万李，刘娟，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：