專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)化鉆井液分析器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用來(lái)測(cè)量鉆井液的電穩(wěn)定性的自動(dòng)化儀表。更具體來(lái)說(shuō)，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用于測(cè)定粘度、膠凝強(qiáng)度和/或電穩(wěn)定性的鉆井液分析器。又更具體來(lái)說(shuō)，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及用于測(cè)定鉆井液的粘度、膠凝強(qiáng)度和/或電穩(wěn)定性的方法和系統(tǒng)，包括自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制。
背景技術(shù)：
在鉆探油井和/或天然氣井時(shí)，常常使用油基鉆井液來(lái)冷卻鉆頭、去除巖屑和控制地下液體?？梢詼y(cè)量這種液體的各種性質(zhì)來(lái)計(jì)算出有用的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，通常使用電穩(wěn)定性(ES)測(cè)試來(lái)測(cè)量鉆井液的電穩(wěn)定性這一性質(zhì)。ES測(cè)試通常是手動(dòng)測(cè)試，由泥漿工程師或同等的技術(shù)人員執(zhí)行。按照慣例，在執(zhí)行ES測(cè)試時(shí)，將包括兩個(gè)圓平電極的探頭插入鉆井液中，所述圓平電極直徑1/8英寸，兩個(gè)面之間間隔1/16英寸。含有非水性液體、水(或·其它極性液體)、粘土和其它材料的鉆井液填充所述測(cè)試探頭的兩個(gè)電極之間的間隙。電線(xiàn)從探頭接到信號(hào)產(chǎn)生器和測(cè)量?jī)x表，使電極之間的電壓斜線(xiàn)上升，直到液體的成分對(duì)齊而形成短路橋?yàn)橹?。?dāng)發(fā)生短路時(shí)，電極之間的電流立即突升。具體來(lái)說(shuō)，在出現(xiàn)峰值電流(大約61 μ Α)之前，340Hz的AC電壓以150V s-Ι的速率斜線(xiàn)上升。在此階段，通過(guò)儀表來(lái)捕獲峰值電壓(也稱(chēng)為擊穿電壓(VBD))。對(duì)于上文所描述的探頭的幾何形狀，在電流61 μ A處出現(xiàn)擊穿電壓。擊穿電壓是指當(dāng)鉆井液的電學(xué)性質(zhì)變得依賴(lài)于電場(chǎng)時(shí)所處的電壓，而且是當(dāng)鉆井液的導(dǎo)電性變成非歐姆時(shí)所處的電壓。因此，擊穿電壓涉及乳化穩(wěn)定性，并被用來(lái)計(jì)算鉆井液的乳化穩(wěn)定性和其它性質(zhì)。通常，為了使用上文的手動(dòng)探頭方法來(lái)測(cè)量鉆井液的電穩(wěn)定性，鉆井液和相關(guān)液體需保持靜止，因?yàn)殂@井液中液體的移動(dòng)和轉(zhuǎn)移可能導(dǎo)致由電極測(cè)量并由儀表記錄的測(cè)量值發(fā)生偏差。另外，在使用上文所描述的手動(dòng)探頭方法時(shí)，在每一次測(cè)量取樣之后，手動(dòng)地清洗電極以及介于探頭的電極之間的間隙。除了測(cè)量電穩(wěn)定性之外，鉆井機(jī)具操作者可以執(zhí)行測(cè)試來(lái)測(cè)定粘度。通常，使用諸如馬氏(Marsh)漏斗粘度計(jì)的儀器來(lái)執(zhí)行這些測(cè)量。馬氏漏斗是手動(dòng)操作的測(cè)量裝置，其向鉆井操作者提供有關(guān)特定液體的粘度的一般概念。在使用時(shí)，垂直地握持漏斗，并通過(guò)用手指覆蓋出口來(lái)封閉端管。接著將待測(cè)量的液體倒入漏斗中，直至液體到達(dá)指示約I. 5公升的線(xiàn)為止。要開(kāi)始測(cè)量時(shí)，將手指從出口處移開(kāi)，并開(kāi)啟秒鐘。液體離開(kāi)漏斗，并且記錄從漏斗中去除一夸脫(quart)的液體所用的時(shí)間。在體積和排放時(shí)間已知的情況下，可以計(jì)算出粘度。雖然這些測(cè)量技術(shù)給予操作者有關(guān)粘度的一般概念，但由于是手動(dòng)實(shí)施，結(jié)果可能不一定精確。另外，并未真正得知井底液體的粘度，因?yàn)樵趬毫χ聼o(wú)法加熱或測(cè)量液體。
除了電穩(wěn)定性和粘度之外，也可以測(cè)定液體的膠凝強(qiáng)度。膠凝強(qiáng)度是測(cè)量液體保持懸浮顆粒的能力，而且膠凝強(qiáng)度是使用同心圓筒式粘度計(jì)來(lái)測(cè)量的。膠凝強(qiáng)度也可以手動(dòng)測(cè)量，并且在調(diào)整鉆井液的性質(zhì)時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。因此，需要一種用于測(cè)量鉆井液的電穩(wěn)定性、粘度和/或膠凝強(qiáng)度的自動(dòng)化方法。另外，需要用于對(duì)鉆井液進(jìn)行取樣以供適當(dāng)測(cè)量以及對(duì)用來(lái)測(cè)量鉆井液的擊穿電壓的探頭的電極進(jìn)行清洗的改進(jìn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用于測(cè)量液體樣品的電穩(wěn)定性的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，所述儀表包括外殼，其具有入口和出口 ；至少一個(gè)閥門(mén)，其安置于靠近所述入口處并且被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將液體樣品提供到所述外殼中；電子控制模塊，其被構(gòu)造成向所述至少一個(gè)閥門(mén)發(fā)送信號(hào)；以及探頭組合件，其操作性地連接到所述電子控制模塊，所述探頭組合件包括電極探頭，該電極探頭具有兩個(gè)電極和介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙?！ぁ?br> 在另一方面，本文中公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種自動(dòng)化粘度計(jì)，其包括外殼，其具有入口和出口 ；粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中；測(cè)錘，其安置于所述套筒中，其中在所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)；電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。在另一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器，其包括夕卜殼，其具有入口和出口 ；至少一個(gè)電磁閥，其安置于靠近所述入口處并且被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將液體樣品提供到所述外殼中；電子控制模塊，其被構(gòu)造成向所述至少一個(gè)電磁閥發(fā)送信號(hào)；探頭組合件，其操作性地連接到所述電子控制模塊，所述探頭組合件包括電極探頭，該電極探頭具有兩個(gè)電極和介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙；粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中；測(cè)錘，其安置于所述套筒中，其中在所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)；電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。在另一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及用于進(jìn)行自動(dòng)化鉆井液性質(zhì)分析的計(jì)算機(jī)輔助方法，所述方法包括在處理器上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序，所述軟件應(yīng)用程序包括用于進(jìn)行以下操作的指令從有源液體系統(tǒng)傳送鉆井液；用所述鉆井液填充樣品池；引導(dǎo)所述液體使其穿過(guò)電探頭，其中所述電探頭包括介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙；在所述探頭間隙兩端施加電壓；至少部分地基于所施加的電壓來(lái)測(cè)定所述鉆井液的電穩(wěn)定性；將所述鉆井液從所述樣品池傳送到所述有源液體系統(tǒng)；以及清洗所述樣品池。在另一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用于進(jìn)行自動(dòng)化鉆井液性質(zhì)分析的計(jì)算機(jī)輔助方法，所述方法包括在處理器上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序，所述軟件應(yīng)用程序包括用于進(jìn)行以下操作的指令從有源液體系統(tǒng)傳送鉆井液；用所述鉆井液填充樣品池；引導(dǎo)所述樣品池中的所述鉆井液使其進(jìn)入介于粘度計(jì)的套筒與測(cè)錘之間的環(huán)形域中；旋轉(zhuǎn)所述套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；基于對(duì)所述套筒和所述測(cè)錘中的所述至少一個(gè)的旋轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)定所述鉆井液的粘度和膠凝強(qiáng)度中的至少一個(gè)；將所述鉆井液從所述樣品池傳送到所述有源液體系統(tǒng)；以及清洗所述樣品池。在另一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及用于控制自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器的計(jì)算機(jī)輔助方法，所 述方法包括在處理器上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序，所述軟件應(yīng)用程序包括用于進(jìn)行以下操作的指令從遠(yuǎn)程位置向位于鉆井位置處的所述鉆井液性質(zhì)分析器發(fā)送控制信號(hào)；驗(yàn)證所述控制信號(hào)被所述鉆井液分析器接收到；從所述鉆井液分析器接收數(shù)據(jù)；處理從所述鉆井液分析器接收到的所述數(shù)據(jù)；以及測(cè)定所述鉆井液性質(zhì)分析器中的鉆井液的粘度、膠凝強(qiáng)度和電穩(wěn)定性中的至少一個(gè)。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述和隨附權(quán)利要求書(shū)而顯而易見(jiàn)。


圖I是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的通用自動(dòng)化液體分析器的示意圖。圖2是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表的局部透視圖。圖2B是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表的俯視圖。圖3是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表的工藝儀器布局圖。圖3A和圖3B是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的止回閥的橫截面圖。圖3C是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的止回閥的分解圖。圖4是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的電穩(wěn)定性?xún)x表的防護(hù)外殼的透視圖。圖5是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器的局部透視圖。圖6A和圖6B分別是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)化粘度計(jì)的透視圖和橫截面圖。圖7A至圖7C是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器的局部透視圖。圖8至圖21是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的圖形顯示。圖22是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的用于分析鉆井液的過(guò)程的流程圖。圖23是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖24是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的XRF液體分析器的示意圖。圖25A至圖25C是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的XRF分析器的測(cè)試室的橫截面圖。圖26A至圖25C是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的XRF分析器的測(cè)試室的橫截面圖。圖27是根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的組合分析器的工藝儀器布局圖。
具體實(shí)施例方式一方面，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用來(lái)測(cè)量鉆井液和完井液的乳化穩(wěn)定性和流變性質(zhì)的自動(dòng)化儀表。更具體來(lái)說(shuō)，本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及鉆井液和完井液體的自動(dòng)分析，其可以遠(yuǎn)離鉆機(jī)或測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)來(lái)執(zhí)行或分析。本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種用于自動(dòng)測(cè)量基于逆乳化油或基于合成物的液體(即，鉆井液和/或完井液)和水基液體的性質(zhì)的方法和儀器。雖然本文中的公開(kāi)可能涉及鉆井液，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，其它類(lèi)型的液體(例如，完井液)也可以使用本文所公開(kāi)的方法和儀器來(lái)測(cè)試。
參看圖1，示出根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)化液體性質(zhì)分析器10的總體示意圖。自動(dòng)化液體性質(zhì)分析器10與有源液體系統(tǒng)平齊地放置，并且被構(gòu)造成從所述系統(tǒng)獲取液體樣品以供分析。如所示出，自動(dòng)化液體性質(zhì)分析器10包括樣品池12、閥組(valveblock) 14和泵16。雖然閥組14被圖示成一個(gè)單元,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，閥組14可以包括一個(gè)或多個(gè)閥門(mén)，所述一個(gè)或多個(gè)閥門(mén)必要時(shí)被配置來(lái)使液體能夠流進(jìn)和流出樣品池12。電子控制模塊18操作性地連接到樣品池12、閥組14和泵16，如由虛線(xiàn)指定。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)泵16來(lái)抽取液體使其穿過(guò)閥組14的入口 20進(jìn)入樣品池12。泵16可以是(例如)氣動(dòng)泵或容積式泵(positive displacement pump)。可以在樣品池12中對(duì)液體進(jìn)行測(cè)試，和/或使液體循環(huán)穿過(guò)樣品池并穿過(guò)閥組14的出口 22流出。閥組14也可以包括清洗液入口 24，清洗液可以被抽取穿過(guò)所述清洗液入口 24而進(jìn)入到樣品池12中以用于在對(duì)液體進(jìn)行的多個(gè)測(cè)試之間清洗樣品池12。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，可以使用各種液體來(lái)清洗樣品池12。舉例來(lái)說(shuō)，清洗液可以是礦物油、柴油或水，而且可以包括各種化學(xué)添加齊U，諸如表面活性劑和/或酸。如下文更詳細(xì)地論述，樣品池12可以包括外殼(未示出)，所述外殼被構(gòu)造成容納所要體積的液體以供取樣和分析。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，外殼的容積可以根據(jù)所要·取樣的液體的類(lèi)型、所要進(jìn)行的取樣所在位置的大小限制以及所要執(zhí)行的分析的類(lèi)型而變化。在一些實(shí)施方案中，樣品池外殼的容積可以在介于O. 25L與I. OL的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，樣品池的容積是O. 5L。樣品池12可以包括被構(gòu)造成測(cè)定取樣到的液體的電穩(wěn)定性、膠凝強(qiáng)度和粘度中的至少一個(gè)的裝置或組件，如下文所論述。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，樣品池可以包括自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表、自動(dòng)化粘度計(jì)或以上兩者的組合。電子控制模塊18包括被構(gòu)造成在樣品池12的所述組件、閥組14和泵16之間發(fā)送和/或接收信號(hào)以自動(dòng)進(jìn)行取樣和分析處理的電子設(shè)備。電子控制模塊18可以向閥組14和用于測(cè)定樣品池12中的樣品液體的電穩(wěn)定性的組件發(fā)送周期信號(hào)，從而初始化測(cè)量讀數(shù)。電子控制模塊18可以被構(gòu)造成控制測(cè)量讀數(shù)/數(shù)據(jù)獲取之間的時(shí)序。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，測(cè)量讀數(shù)的頻率可以由除時(shí)序以外的因素來(lái)決定。舉例來(lái)說(shuō)，可以基于被驅(qū)動(dòng)穿過(guò)樣品池12的鉆井液的數(shù)量來(lái)取樣和測(cè)量鉆井液。或者，可以按需和/或?qū)崟r(shí)地取樣和測(cè)量鉆井液。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，經(jīng)由USB連接器(未示出)來(lái)將存儲(chǔ)在USB閃存驅(qū)動(dòng)器(未示出)或其它類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可讀媒體或存儲(chǔ)裝置上的配置文件提供給電子控制模塊18。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，也可以使用其它類(lèi)型的連接器和存儲(chǔ)裝置。舉例來(lái)說(shuō)，可以使用SD卡和相應(yīng)的SD連接器來(lái)存儲(chǔ)和載入配置文件?；蛘?，也可以使用硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)部存儲(chǔ)器或CD。配置文件可以包括探頭波形定義、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及針對(duì)電子控制模塊18的自動(dòng)和手動(dòng)過(guò)程定義?，F(xiàn)在參看圖2，示出根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的用于測(cè)量液體樣品的電穩(wěn)定性的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30。所述自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30包括外殼(未不出),所述外殼被構(gòu)造成容納一定體積的待分析的液體。樣品液體通過(guò)入口 32進(jìn)入外殼，并通過(guò)出口 34離開(kāi)外殼。泵(未不出)被構(gòu)造成在信號(hào)從電子控制模塊(未不出)發(fā)出時(shí)抽取樣品液體使其進(jìn)入和離開(kāi)外殼。探頭組合件36安置于外殼(未示出)中，而且操作性地連接到電子控制模塊(未示出)。探頭組合件36包括用于測(cè)量鉆井液的電穩(wěn)定性和其它性質(zhì)的電極探頭38。電極探頭38是叉形探頭，其中每一個(gè)鉗狀塊上具有兩個(gè)電極40。兩個(gè)電極40之間是探頭間隙42。當(dāng)液體填充外殼的容積時(shí)，液體被引導(dǎo)穿過(guò)探頭組合件36的探頭間隙42。在探頭間隙兩端施加電壓，以至少部分地基于所施加的電壓來(lái)測(cè)定鉆井液的電穩(wěn)定性?？梢杂猛鈿ぶ械耐灰后w樣品進(jìn)行一系列測(cè)量(即，測(cè)試程序)。 電穩(wěn)定性?xún)x表30也可以包括清洗機(jī)構(gòu)44，所述清洗機(jī)構(gòu)44被構(gòu)造成清洗兩個(gè)電極40之間的探頭間隙42。清洗機(jī)構(gòu)44被構(gòu)造成去除電極40的表面上或陷在探頭間隙42中的所有殘余物， 以確保隨后的液體樣品的恰當(dāng)測(cè)試結(jié)果。如圖2中所示出，清洗機(jī)構(gòu)44可以包括連接到軸48的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46，所述軸48連接到電機(jī)50。電機(jī)50連接到外殼(未示出)的外表面，而軸48延伸到外殼中靠近探頭組合件36。當(dāng)電機(jī)50接收到來(lái)自電子控制模塊(未示出)的信號(hào)時(shí)，電機(jī)50使軸48旋轉(zhuǎn)，并且因此使圓盤(pán)46旋轉(zhuǎn)。圓盤(pán)46的寬度大致等于探頭間隙42的寬度(即，兩個(gè)電極40之間的距離)。因此，當(dāng)圓盤(pán)46在電極40之間旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓盤(pán)46將任何遺留的殘余物從探頭間隙42和電極40去除。電子控制模塊(未示出)可以在取樣程序與測(cè)試程序之間操作清洗機(jī)構(gòu)44。對(duì)探頭組合件36的清洗可以在預(yù)定時(shí)間間隔處執(zhí)行，或者可以由電子控制模塊(未示出)單獨(dú)開(kāi)啟。圓盤(pán)46可以由本領(lǐng)域中已知的能夠清洗表面的任何材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，圓盤(pán)46由柔性材料形成以便防止對(duì)電極40造成損傷。圓盤(pán)46可以由聚乙烯形成,例如超高分子量聚乙烯(UHMW)或聚四氟乙烯(PTFE)形成。如所示出的，圓盤(pán)46包括延伸貫穿圓盤(pán)46的寬度的切口或開(kāi)口 52。一旦完成對(duì)探頭組合件36的清洗，圓盤(pán)46便停止旋轉(zhuǎn)而使開(kāi)口 52與探頭間隙42對(duì)準(zhǔn)。因此，將要執(zhí)行對(duì)液體樣品的分析，圓盤(pán)46的開(kāi)口 52置于電極40之間位于探頭間隙42中，以便在電極40之間提供最大體積的樣品液體以用于測(cè)量液體的電學(xué)性質(zhì)。位置指示器(未示出)可以連接到電機(jī)50或旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46。位置指示器(未示出)操作性地連接到電子控制模塊(未示出)，而且被構(gòu)造成發(fā)送表示旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46和開(kāi)口 52的位置的信號(hào)。可以將表示旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46的位置的信號(hào)與用于取樣程序和測(cè)試程序或清洗程序的圓盤(pán)46相對(duì)于探頭組合件36的位置的預(yù)定值進(jìn)行比較，從而確保開(kāi)口 52與探頭組合件36恰當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。雖然如所描述的清洗機(jī)構(gòu)44可以包括旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，可以在不脫離本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的范圍的情況下使用其它清洗機(jī)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，可以使刮水片(wiperblade)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開(kāi)探頭間隙42,啟動(dòng)刮掃器(squeegee)可以擦拭電極40的表面，或者可以在靠近電極處安裝噴射器(jet)來(lái)用液體(諸如，水、基礎(chǔ)油或空氣)沖掉電極40上的殘余物。在一些實(shí)施方案中，自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30可以包括攪拌器(未不出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，攪拌器可以包括連接到清洗機(jī)構(gòu)44的一個(gè)或多個(gè)渦輪葉片。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)渦輪葉片可以連接到軸48和/或旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46。因此，在操作旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46時(shí)，攪拌器(未示出)的渦輪葉片(未示出)也旋轉(zhuǎn)并且混合外殼內(nèi)所含有的液體。攪拌器(未示出)的旋轉(zhuǎn)使得外殼中所含有的液體被攪動(dòng)或混合，并且減少或防止液體中的顆粒沉降或與液體分離。電子控制模塊(未示出)可以在取樣程序與測(cè)試程序之間操作攪拌器(未示出)。對(duì)外殼中液體的攪拌可以在預(yù)定時(shí)間間隔處執(zhí)行，或者可以由電子控制模塊(未示出)單獨(dú)開(kāi)啟。熱套(thermal jacket)(未示出)安置于自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼(未示出)周?chē)?。所述熱套被?gòu)造成加熱外殼(未不出)內(nèi)所含有的樣品液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱套包括被構(gòu)造成供應(yīng)交流電流以加熱外殼(未示出)中所含有的液體的電路。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱套包括被構(gòu)造成供應(yīng)直流電流以加熱外殼(未示出)中所含有的液體的電路。電子控制模塊(未示出)可以用來(lái)控制熱套中的電 路，并且因此控制對(duì)樣品液體的加熱。為了冷卻外殼中所含有的液體，可以將水套安置在自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼(未示出)周?chē)?。舉例來(lái)說(shuō)，冷卻回路56 (圖3)可以沿著外殼的一部分延伸或圍繞外殼(未示出)的圓周延伸。在此實(shí)施方案中，供水管線(xiàn)64 (圖3)可以連接至環(huán)繞或鄰近自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼(未不出)放置的管道回路?？梢杂?例如)電子控制模塊啟動(dòng)一個(gè)閥門(mén)以將溫度低于樣品液體的液體流提供至冷卻回路。樣品液體的熱量被傳送到流經(jīng)冷卻回路56 (圖3)的液體，從而冷卻樣品液體。冷卻液體可以是(例如)水、海水或本領(lǐng)域已知的任何其它液體。冷卻回路56可以更快速地冷卻樣品液體，從而減少多個(gè)測(cè)試之間的時(shí)間。由于多個(gè)測(cè)試之間的時(shí)間可以減少，因此可以更頻繁地獲得液體樣品，進(jìn)而向鉆井工程師報(bào)告電穩(wěn)定性和膠凝強(qiáng)度的變化。在其它實(shí)施方案中，帕爾貼(Peltier)裝置可以連接到外殼并用來(lái)冷卻和/或加熱外殼中所含有的液體。帕爾貼裝置使用帕爾貼效應(yīng)來(lái)在裝置上產(chǎn)生熱流。帕爾貼裝置可以連接到直流電壓產(chǎn)生器?？梢酝ㄟ^(guò)被提供到帕爾貼裝置的電流的量來(lái)測(cè)定樣品液體的合成溫度?？梢栽谧詣?dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼中安置溫度傳感器(未不出)。溫度傳感器操作性地連接到電子控制模塊(未示出)，并且被構(gòu)造成感測(cè)并傳輸表示樣品液體的溫度的數(shù)據(jù)。電子控制模塊可以被構(gòu)造成連續(xù)地監(jiān)測(cè)樣品液體的溫度、以一定的時(shí)間間隔來(lái)監(jiān)測(cè)樣品液體的溫度、在每一個(gè)測(cè)試程序之前和/或之后監(jiān)測(cè)樣品液體的溫度，或在手動(dòng)開(kāi)始的時(shí)間來(lái)監(jiān)測(cè)樣品液體的溫度?；跍囟葌鞲衅?未示出)的讀數(shù)和預(yù)定的所要溫度輸入值，電子控制模塊(未示出)可以開(kāi)始加熱或冷卻樣品液體，如上文所論述。參看圖2B，示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的圖2的電穩(wěn)定性?xún)x表30的俯視圖。在此實(shí)施方案中，電穩(wěn)定性?xún)x表30包括安置于外殼35中的探頭組合件36。電極探頭38被構(gòu)造成測(cè)量樣品鉆井液的電穩(wěn)定性以及其它性質(zhì)。在電極探頭38的電極(未示出)之間形成探頭間隙42。在操作期間，在探頭間隙42中提供樣品鉆井液，在探頭間隙42兩端施加電壓以使得可以測(cè)定樣品鉆井液的電穩(wěn)定性。清洗機(jī)構(gòu)44 (諸如，刮水片)可以被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)進(jìn)入探頭間隙42，進(jìn)而允許在測(cè)試循環(huán)之間清洗探頭間隙42。電穩(wěn)定性?xún)x表30也包括被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)的攪拌器41。攪拌器41包括一個(gè)或多個(gè)葉片43，所述葉片43可以旋轉(zhuǎn)以混合外殼35內(nèi)的液體。對(duì)外殼35內(nèi)的液體的混合防止在測(cè)試循環(huán)期間以及多個(gè)測(cè)試循環(huán)之間固體顆粒沉降或以其它方式與混合物分離。在某些實(shí)施方案中，外殼35也可以包括加熱/冷卻套49。加熱/冷卻套49進(jìn)而可以加熱并隨后冷卻樣品鉆井液，從而允許根據(jù)井底狀況對(duì)液體進(jìn)行測(cè)試。另外，套49可以允許在多個(gè)測(cè)試循環(huán)之間更快速地冷卻樣品鉆井液，進(jìn)而減少測(cè)試之間的時(shí)間?，F(xiàn)在參看圖3，示出封閉系統(tǒng)自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的工藝儀器布局圖。如所示出，自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30與有源液體系統(tǒng)60平齊地放置。多個(gè)閥門(mén)62控制液體使其流進(jìn)和流出自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30。在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)閥門(mén)62是電磁閥,而在其它實(shí)施方案中，閥門(mén)62可以包括止回閥或電磁閥與止回閥的組合。在某些實(shí)施方案中，可以使用其它類(lèi)型的控制閥，而不使用電磁閥。在某些實(shí)施方案中，具有大型通道的電磁閥連接到自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的入口 32和出口 34。這些電磁閥可以用來(lái)防止累積的殘余物、顆粒或碎屑沉降而與穿過(guò)其中運(yùn)送的液體分離并且阻塞所述閥門(mén)。這些閥門(mén)可以從ASCO (Florham Park, NJ)購(gòu)得。電磁閥也可以被放置來(lái)防止材料沉降到有可能阻止閥門(mén)正確啟動(dòng)的閥門(mén)區(qū)域。簡(jiǎn)要地參 看圖3A和圖3B，示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的特定類(lèi)型的閥門(mén)62。在圖3A中，示出止回閥63。止回閥63包括柱塞71、閥體73和柱塞組合件75，所述柱塞組合件75包括彈性體材料77。在測(cè)試的填充階段期間(圖3A)，在低壓條件下，液體沿著路徑A流動(dòng)，從而使柱塞71移至開(kāi)放位置，并且使液體流入電穩(wěn)定性?xún)x表。在高壓條件下，諸如在回流期間，液體在方向B (圖3B)上流動(dòng)，導(dǎo)致柱塞71關(guān)閉和封閉止回閥63。這種單向止回閥可能不太容易由于粘性很高或含有顆粒物質(zhì)的液體或漿液而發(fā)生故障。簡(jiǎn)要地參看圖3C，示出止回閥63的分解圖。如所示出，止回閥63包括閥體73、具有彈性體材料77的柱塞組合件75，和柱塞導(dǎo)管79。彈性體材料77被構(gòu)造成抵靠在閥體73的密封表面81上進(jìn)行密封，并且被構(gòu)造成保持限制于柱塞導(dǎo)管79內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，在某些實(shí)施方案中，止回閥63可以單獨(dú)使用或者與其它類(lèi)型的閥門(mén)(諸如上文所描述的電磁閥)結(jié)合使用。再次參看圖3,如所示出的,在液體入口管線(xiàn)2上啟動(dòng)閥門(mén)62,以從有源液體系統(tǒng)60取樣液體。電子控制模塊18包括(例如)可編程邏輯控制器68或微處理器和電壓產(chǎn)生器66。電子控制模塊18被構(gòu)造成向所述閥門(mén)62中的至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)以使所述閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉。樣品液體被引導(dǎo)穿過(guò)自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的入口 32。操作性地連接到電子控制模塊18的溫度傳感器54安置于自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼70中。若由溫度傳感器54感測(cè)到的溫度高于或低于預(yù)定溫度值，則電子控制模塊18向熱套58或冷卻回路56發(fā)送信號(hào)以分別加熱或冷卻樣品液體。具體來(lái)說(shuō)，若樣品液體的溫度需要升高，則電子控制模塊18發(fā)送信號(hào)以在熱套58中產(chǎn)生電流。熱套中的電流對(duì)樣品液體進(jìn)行加熱直到達(dá)到預(yù)定溫度為止。類(lèi)似地，若樣品液體的溫度需要降低，則電子控制模塊18向安置于冷卻回路管線(xiàn)3上的閥門(mén)62發(fā)送信號(hào)以使水(或其它液體)從供水管線(xiàn)64圍繞自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼70循環(huán)，進(jìn)而冷卻樣品液體。溫度傳感器54可以在樣品液體的加熱或冷卻周期內(nèi)連續(xù)地監(jiān)測(cè)液體的溫度。壓力傳感器72可以操作性地連接到外殼70以及連接到電子控制模塊18。若在封閉系統(tǒng)自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30中由壓力傳感器72感測(cè)到的壓力低于或高于預(yù)定壓力值，則電子控制模塊18向供氣管線(xiàn)4上的閥門(mén)62發(fā)送信號(hào)以使閥門(mén)62打開(kāi)或關(guān)閉，從而分別增加或減小外殼70內(nèi)部的壓力。安置于自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30中的探頭組合件36由電子控制模塊18啟動(dòng)，并且由電壓產(chǎn)生器66供應(yīng)電壓給探頭電極(未單獨(dú)說(shuō)明)。電壓產(chǎn)生器可以向探頭組合件36供應(yīng)斜線(xiàn)上升的電壓，如由電子控制模塊18中的控制電路所設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施方案中，電壓產(chǎn)生器可以向探頭組合件36供應(yīng)O伏特至2000伏特的電壓。標(biāo)準(zhǔn)API電穩(wěn)定性測(cè)試指定340Hz的正弦交流信號(hào)，所述信號(hào)以每秒150伏特的速率從O伏特斜線(xiàn)上升到2000伏特。使用存儲(chǔ)在配置文件中的程序(即，軟件)來(lái)決定何時(shí)將特定的波形信號(hào)驅(qū)動(dòng)到探頭組合件36。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，波形被儲(chǔ)存為單獨(dú)文件，而且可能不是配置文件的部分。API標(biāo)準(zhǔn)ES讀數(shù)是電流達(dá)到61 μ A時(shí)所在的峰值電壓。然而，配置文件也可以提供向電子控制模塊(ECM)提供以非線(xiàn)性電壓斜升和/或其它類(lèi)型的斜率為基礎(chǔ)的信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，可以通過(guò)將不同波形編程到被饋送至電子控制模塊的配置文件中來(lái)改變電穩(wěn)定性測(cè)試的規(guī)格。因此，臨界電流可以是高于或低于61 μ A的值。電子控制模塊18控制清洗機(jī)構(gòu)44的啟動(dòng)。在預(yù)定時(shí)間間隔處或根據(jù)需要，由電子控制模塊18啟動(dòng)電機(jī)50， 進(jìn)而使刮水器或旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)(未示出)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入探頭組合件36的探頭間隙(未示出)中。位置指示器(未示出)將指示圓盤(pán)相對(duì)于探頭間隙的旋轉(zhuǎn)位置或清洗機(jī)構(gòu)44相對(duì)于探頭間隙的相對(duì)位置的信號(hào)發(fā)回到電子控制模塊18。也可以由電子控制模塊18向電機(jī)50發(fā)送信號(hào)以啟動(dòng)攪拌器(未不出)?？梢赃\(yùn)行攪拌器以確保液體徹底混合并減少和/或防止外殼內(nèi)的材料發(fā)生沉降。在測(cè)試程序完成之后，電子控制模塊18向出口 34發(fā)送信號(hào)以打開(kāi)并開(kāi)啟泵16，從而將樣品液體從自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼70中抽出并且使樣品液體返回到有源液體系統(tǒng)60。接著可以開(kāi)始額外的取樣和測(cè)試程序，或者可以開(kāi)始清洗程序。為了實(shí)施清洗程序，電子控制模塊18向清洗機(jī)構(gòu)44發(fā)送信號(hào)(如上文所論述)，以及向清洗液管線(xiàn)5上的閥門(mén)62發(fā)送信號(hào)并且將清洗液傳送到外殼70。清洗機(jī)構(gòu)44在外殼70內(nèi)操作，同時(shí)用清洗液沖洗外殼。也可以運(yùn)行攪拌器(未示出)來(lái)增強(qiáng)對(duì)外殼70和探頭組合件36的清洗。可以通過(guò)出口 34來(lái)排放并丟棄清洗液。一起參看圖3和圖4，包括外殼70、電子控制模塊18、閥門(mén)62以及各種供應(yīng)管線(xiàn)和排放管線(xiàn)的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30可以安置于防護(hù)外殼(shell housing)75內(nèi)。防護(hù)外殼75封裝了自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的全部主要組件。防護(hù)外殼75可以包括用于將液體管線(xiàn)連接到自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30的外殼70的多個(gè)端口或連接件，所述液體管線(xiàn)例如有源液體系統(tǒng)管線(xiàn)、水管線(xiàn)、排放管線(xiàn)等。安裝至防護(hù)外殼75的顯示器74被構(gòu)造成顯示表示由電子控制模塊18發(fā)送和接收的信號(hào)的結(jié)果的信息。舉例來(lái)說(shuō)，顯示器74可以顯示樣品液體的電穩(wěn)定性、樣品液體的溫度、外殼70內(nèi)的壓力等。現(xiàn)在參看圖5，示出根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的用于測(cè)量液體樣品的膠凝強(qiáng)度和/或粘度的自動(dòng)化粘度計(jì)100。所述自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30包括外殼(未示出)，所述外殼被構(gòu)造成容納一定體積的待分析的液體。類(lèi)似于上文所論述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，樣品液體通過(guò)入口(未示出)而進(jìn)入外殼并且通過(guò)出口(未示出)而離開(kāi)外殼。泵(未示出)被構(gòu)造成在信號(hào)從電子控制模塊(未示出)發(fā)出時(shí)抽取樣品液體使其進(jìn)入和離開(kāi)外殼。自動(dòng)化粘度計(jì)100包括安置于外殼(未示出)中的粘度計(jì)套筒102、安置于套筒102中的測(cè)錘104、操作性地連接到粘度計(jì)套筒102和測(cè)錘104中的至少一個(gè)的電機(jī)106，以及操作性地連接到粘度計(jì)套筒102和/或測(cè)錘104的扭矩測(cè)量裝置108。在所示出的實(shí)施方案中，測(cè)錘104通過(guò)扭線(xiàn)131(圖6B)而從扭矩測(cè)量裝置108懸掛下來(lái)，并且套筒102通過(guò)電機(jī)106而旋轉(zhuǎn)。在粘度計(jì)套筒102與測(cè)錘104之間形成環(huán)形域110。在樣品液體從有源鉆井液系統(tǒng)傳送到外殼中之后，液體被引導(dǎo)到粘度計(jì)套筒102與測(cè)錘104之間的環(huán)形域110。根據(jù)自動(dòng)化粘度計(jì)100的配置，由電機(jī)106以特定的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)套筒102或是測(cè)錘104。所述特定速度決定了環(huán)形域110內(nèi)部的液體的剪切速率。對(duì)施加在測(cè)錘104或粘度計(jì)套筒102上的扭矩(如由扭矩測(cè)量裝置108決定)進(jìn)行記錄，并且存儲(chǔ)所記錄的數(shù)據(jù)或是將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以供處理，如下文所描述。舉例來(lái)說(shuō)，扭矩測(cè)量裝置108可以測(cè)量由于測(cè)錘104的拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)而引起的扭線(xiàn)131的扭轉(zhuǎn)的量。換種說(shuō)法，扭矩測(cè)量裝置108可以測(cè)量由于扭線(xiàn)131的移動(dòng)而引起的扭矩。根據(jù)檢測(cè)到的扭矩，可以測(cè)定液體的粘度和膠凝強(qiáng)度。如上文關(guān)于自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30 (圖2)詳細(xì)地描述，電子控制模塊18 (圖I)可以類(lèi)似地控制自動(dòng)化粘度計(jì)100。電子控制模塊18 (圖I)可以向電磁閥(未示出)發(fā)送信號(hào)以打開(kāi)和關(guān)閉用于將樣品液體從有源液體系統(tǒng)引導(dǎo)到自動(dòng)化粘度計(jì)100的外殼(未示出)中的流動(dòng)管線(xiàn)。一旦外殼被填充了樣品液體，電子控制模塊18 (圖I)便可以向電機(jī)106發(fā)送信號(hào)以運(yùn)行/旋轉(zhuǎn)套筒102的測(cè)錘104。扭矩測(cè)量裝置108可以基于指定旋轉(zhuǎn)速度和環(huán)形域110中的樣品液體在未旋轉(zhuǎn)的測(cè)錘104或套筒102上產(chǎn)生的拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)來(lái)確定所施加的扭矩?？梢詫⑴ぞ販y(cè)量裝置108所收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到電子控制模塊18 (圖I)以供進(jìn)一步處理。一旦樣品液體已完成了測(cè)試程序，電子控制模塊18便向閥門(mén)(未示出)和泵(未示出)發(fā)送信號(hào)以將樣品液體傳送回到有源液體系統(tǒng)(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以在測(cè)錘104與扭矩測(cè)量裝置108之間安置磁性連接件(未·示出)。因?yàn)橛膳ぞ販y(cè)量裝置108測(cè)量的扭矩通常極低，所以應(yīng)該減小或消除測(cè)錘104與扭矩測(cè)量裝置108之間的密封阻力。所述磁性連接件(未示出)減小或消除了測(cè)錘104與扭矩測(cè)量裝置108之間的密封阻力以更準(zhǔn)確地測(cè)量測(cè)錘104上的扭矩。類(lèi)似于自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30 (圖2)，溫度傳感器和壓力傳感器(未示出)可以安置于自動(dòng)化粘度計(jì)100的外殼內(nèi)，以測(cè)定和監(jiān)測(cè)外殼中所含有的樣品液體的溫度和壓力。另外，電子控制模塊18 (圖I)可以基于對(duì)測(cè)定到的溫度和壓力與預(yù)定溫度值和壓力值進(jìn)行比較而啟動(dòng)熱套、冷卻回路或開(kāi)啟外殼增壓或減壓。封閉系統(tǒng)自動(dòng)化粘度計(jì)100維持外殼內(nèi)液體的溫度和壓力，從而可以提高所測(cè)量的液體的流變性質(zhì)的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)在參看圖6A和圖6B，示出根據(jù)本文所公開(kāi)的實(shí)施方案的自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200。自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200包括自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30和自動(dòng)化粘度計(jì)100。如所示出的，自動(dòng)鉆井液分析器200包括外殼70，所述外殼70具有入口 32和出口 34。至少一個(gè)電磁閥(未不出)安置于靠近入口 32和出口 34中的至少一個(gè)處,而且被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將樣品液體從有源液體系統(tǒng)提供到外殼70中。溫度傳感器(未示出)可以安置于外殼70內(nèi)部，而且被構(gòu)造成測(cè)定外殼70中所含有的液體的溫度。熱套58包裹住外殼70的至少一部分，而且被構(gòu)造成在溫度傳感器感測(cè)到溫度低于預(yù)定值的情況下加熱樣品液體，或者由電子控制模塊18 (未示出)另外啟動(dòng)。冷卻回路(未示出)或水套(未示出)也可以封裝所述外殼70的至少一部分。所述冷卻回路被構(gòu)造成在溫度傳感器感測(cè)到溫度高于預(yù)定值的情況下冷卻外殼70中的樣品液體。壓力傳感器(未示出)可以操作性地連接到外殼70，而且被構(gòu)造成測(cè)定外殼內(nèi)部的壓力。若壓力傳感器感測(cè)到壓力低于預(yù)定壓力值，則可以通過(guò)閥控流動(dòng)管線(xiàn)(未示出)來(lái)將空氣或液體加入外殼70以增加壓力。若壓力傳感器感測(cè)到壓力高于預(yù)定壓力值，則可以打開(kāi)閥門(mén)以釋放外殼70內(nèi)的壓力。探頭組合件36連接到外殼70以用于測(cè)量外殼70中的樣品液體的電穩(wěn)定性。探頭組合件36包括電極探頭38，所述電極探頭38具有延伸到外殼的體積中的兩個(gè)電極(未示出)。清洗機(jī)構(gòu)44安置于外殼70中，而且被構(gòu)造成移動(dòng)到與電極探頭38的電極之間的探頭間隙(未示出)接合。在所示出的實(shí)施方案中，清洗機(jī)構(gòu)44包括連接到軸48的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)46，所述軸48通過(guò)電機(jī)50而旋轉(zhuǎn)。電機(jī)50連接到外殼70的外表面，而且被構(gòu)造成使清洗機(jī)構(gòu)44和/或攪拌器(未示出)旋轉(zhuǎn)。位置指示器(未示出)可以連接到電機(jī)50或清洗機(jī)構(gòu)44，而且被構(gòu)造成檢測(cè)清洗機(jī)構(gòu)44相對(duì)于探頭組合件36的相對(duì)位置。自動(dòng)化粘度計(jì)100的粘度計(jì)套筒104和測(cè)錘102安置于外殼70中。如上文關(guān)于自動(dòng)化粘度計(jì)100所論述，電機(jī)106操作性地連接到粘度計(jì)套筒102和測(cè)錘104中的至少一個(gè)，并且扭矩測(cè)量裝置108操作性地連接到粘度計(jì)套筒102和/或測(cè)錘104。在所示出的實(shí)施方案中，測(cè)錘104通過(guò)扭線(xiàn)131而從扭矩測(cè)量裝置108懸掛下來(lái)，并且套筒102通過(guò)電機(jī)106而旋轉(zhuǎn)。在粘度計(jì)套筒102與測(cè)錘104之間形成環(huán)形域110。根據(jù)配置，通過(guò)電機(jī)106以特定速度來(lái)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)套筒102或者測(cè)錘104。所述特定速度決定了環(huán)形域110內(nèi) 部的液體的剪切速率。對(duì)施加在測(cè)錘104或粘度計(jì)套筒102上的扭矩(如由扭矩測(cè)量裝置108決定)進(jìn)行記錄，并且存儲(chǔ)所記錄的數(shù)據(jù)或是將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以供處理，如下文所描述。舉例來(lái)說(shuō)，扭矩測(cè)量裝置108可以測(cè)量由于測(cè)錘104的拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)而引起的扭線(xiàn)131的扭轉(zhuǎn)的量。根據(jù)所檢測(cè)到的扭矩，可以測(cè)定液體的粘度和膠凝強(qiáng)度。自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200可以安置于防護(hù)外殼75中，如圖7A和圖7B中所示出。防護(hù)外殼75可以分成兩個(gè)區(qū)段第一區(qū)域165,其中裝有樣品外殼、自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30和自動(dòng)化粘度計(jì)100組件；以及第二區(qū)域167，其中裝有電子控制模塊18。如所示出，外殼156可以安裝在電機(jī)106和扭矩測(cè)量裝置108上。下文更詳細(xì)地論述電子控制模塊18的電子設(shè)備的細(xì)節(jié)。電導(dǎo)管和電線(xiàn)161可以在第一區(qū)域165與第二區(qū)域167之間運(yùn)行以用于將分析器200的各種組件(例如，電機(jī)50、電機(jī)106、扭矩測(cè)量裝置108、閥門(mén)163等)電連接到電子控制模塊18。防護(hù)外殼75可以包括一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)孔和/或風(fēng)扇169，所述通風(fēng)孔和/或風(fēng)扇169被構(gòu)造成防止分析器組件和電子設(shè)備過(guò)熱。閥門(mén)163可以包括止回閥(如上文所論述)，所述止回閥可以安置于歧管167中。所述歧管167因此可以包括各種閥門(mén)163、入口和出口，進(jìn)而控制液體流入和流出分析器200。如所示出，自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200也包括泵16，所述泵16用于將樣品液體從有源液體系統(tǒng)抽取到分析器200的外殼70中和從分析器200的外殼70中抽取出來(lái)。一個(gè)或多個(gè)電磁閥163安置于防護(hù)外殼75內(nèi)，并且與外殼70流體連通。啟動(dòng)電磁閥163以使液體填充外殼70以供測(cè)試。圖7C示出自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200的防護(hù)外殼75的后視圖，所述自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200具有用于將外部液體管線(xiàn)連接到分析器200的各種組件的多個(gè)管道連接件(plumb) ο如所示出，防護(hù)外殼75可以包括用于進(jìn)水管線(xiàn)入口 201、空氣管線(xiàn)入口 202、泥漿管線(xiàn)入口 204和清洗液管線(xiàn)入口 205的連接件。另外，也可以提供用于廢物回收206和水流回收203的連接件。大體參看圖6至圖7，在一些實(shí)施方案中，自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200也可以包括警報(bào)系統(tǒng)，所述警報(bào)系統(tǒng)被構(gòu)造成在發(fā)生了警報(bào)事件時(shí)發(fā)送信號(hào)。警報(bào)系統(tǒng)可以包括多個(gè)傳感器和一個(gè)警報(bào)器，所述傳感器安置于自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器200的各種組件中或靠近所述各種組件。舉例來(lái)說(shuō)，溫度傳感器可以安置于防護(hù)外殼75中，并且在防護(hù)外殼內(nèi)部的溫度超過(guò)預(yù)定最大值時(shí)向電子控制模塊18發(fā)送信號(hào)。電子控制模塊接著將啟動(dòng)警報(bào)器。警報(bào)器可以是警鈴、蜂鳴器、電子音或本領(lǐng)域已知的任何其它警報(bào)器。另外，分析器的顯示器74可以顯示消息，或指示已經(jīng)發(fā)生警報(bào)事件。顯示器74可以指定警報(bào)事件的類(lèi)型。顯示器可以(例如)指明分析器已經(jīng)過(guò)熱。警報(bào)事件的實(shí)例可以包括閥門(mén)堵塞、防護(hù)外殼的門(mén)未關(guān)、外殼中液位低、流動(dòng)管線(xiàn)未連接。警報(bào)系統(tǒng)可以包括各種類(lèi)型的傳感器，例如接觸式傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等。在鉆井液分析器的其它實(shí)施方案中，可以使用X射線(xiàn)光譜儀來(lái)測(cè)定樣品鉆井液的內(nèi)容物。舉例來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)高能X射線(xiàn)或Y射線(xiàn)來(lái)激發(fā)樣品，從而導(dǎo)致發(fā)射二級(jí)熒光X射線(xiàn)。然后可以對(duì)二級(jí)X射線(xiàn)進(jìn)行分析以便測(cè)定樣品鉆井液的化學(xué)組成。測(cè)試的結(jié)果然后可以被傳送到本地存儲(chǔ)器或者傳 送到遠(yuǎn)程設(shè)施以便進(jìn)行處理。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到也可以使用其它儀表來(lái)進(jìn)一步分析鉆井液樣品。參看圖24,不出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的具有X射線(xiàn)光譜儀(XRF) 435的液體分析器的示意圖。在這個(gè)實(shí)施方案中，液體流被引導(dǎo)從有源鉆井系統(tǒng)流動(dòng)管線(xiàn)400穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)閥門(mén)405，并且進(jìn)入測(cè)試室410。在測(cè)試室410內(nèi)部，載物片(圖25的450)被安置并構(gòu)造成在一個(gè)或多個(gè)方向上移動(dòng)，從而使得可從有源液體系統(tǒng)中獲取鉆井液樣品。一個(gè)或多個(gè)電機(jī)415、420和425可以用于控制載物片或測(cè)試室410的方位。如所示出，電機(jī)415被構(gòu)造成在測(cè)試室410中橫向移動(dòng)載物片。然而，在其它實(shí)施方案中，電機(jī)415可以用于在多于一個(gè)方向上移動(dòng)載物片。液體分析器還包括與XRF 435流體連通的氦氣儲(chǔ)罐430，從而可在分析中使用氦氣。為了控制氦氣從氦氣儲(chǔ)罐430到XRF 435的流動(dòng)，可以通過(guò)微處理器445或PLC來(lái)可操作性地控制電磁閥440。液體分析器還可以包括與測(cè)試室410流體連通的清洗液儲(chǔ)罐455。在清洗循環(huán)期間，液體，例如基礎(chǔ)油、水或含有例如表面活性劑的化學(xué)品的其它液體可以從清洗液儲(chǔ)罐455被傳送到測(cè)試室410。清洗液的流動(dòng)可以通過(guò)例如電磁閥460的閥門(mén)來(lái)控制。除了清洗液外，液體分析器可以包括空氣系統(tǒng)465，該空氣系統(tǒng)被構(gòu)造成將空氣供應(yīng)至測(cè)試室410或液體分析器的另一個(gè)組件?？諝獾牧鲃?dòng)也可以通過(guò)例如電磁閥470的閥門(mén)來(lái)控制。在測(cè)試完成后，樣品液體可以通過(guò)廢物排水管475從測(cè)試室410中被排干，并且返回到有源鉆井系統(tǒng)流動(dòng)管線(xiàn)400中。樣品液體排空可以通過(guò)使用泵480、來(lái)自空氣系統(tǒng)465的空氣來(lái)促進(jìn)，或者在新的液體被吸入測(cè)試室410中時(shí)被從測(cè)試室410中推出。液體分析器還可以包括各種傳感器，例如壓力傳感器485、溫度傳感器(未示出)，或者用于測(cè)定載物片在測(cè)試室410中的位置或者液體性質(zhì)的各種其它傳感器。在某些實(shí)施方案中，液體分析器還可以包括各種止回閥，諸如上文所論述的止回閥，以及包括各種溫度控制儀器，諸如加熱/冷卻套。為了控制液體分析器，所述系統(tǒng)包括微處理器445和本地記憶存儲(chǔ)器490，例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、閃速存儲(chǔ)器或者在本領(lǐng)域中已知的其它類(lèi)型的存儲(chǔ)器?？梢酝ㄟ^(guò)本地顯示器495來(lái)顯示數(shù)據(jù)和控制液體分析器。另外，例如調(diào)制解調(diào)器497的能夠與網(wǎng)絡(luò)連接的裝置可以用于使液體分析器遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)以及接收控制信號(hào)。本公開(kāi)的遠(yuǎn)程控制方面將在下文中詳細(xì)解釋?，F(xiàn)在參看圖25A至圖25C，示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方案的分別處于填充、中間和測(cè)試位置期間的測(cè)試室和XRF 435的橫截面視圖。在填充位置中(圖25A)，載物片450處于使得液體可以通過(guò)注入口 451注入樣品倉(cāng)452的位置之中。在這個(gè)實(shí)施方案中，樣品倉(cāng)包括使得液體可以流入倉(cāng)452中的大約25mm的開(kāi)口。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到在其它實(shí)施方案中，樣品倉(cāng)452可以包括不同大小和/或形狀的開(kāi)口。一個(gè)或多個(gè)電機(jī)(圖24的415、420和425)可以用于控制載物片450在測(cè)試室410中的方位。舉例來(lái)說(shuō)，電機(jī)可以使載物片450在測(cè)試室410中橫向移動(dòng)。在中間位置中(圖25B)，載物片450將包括測(cè)試液體的樣品倉(cāng)452移動(dòng)以便不再與注入口 451流體連通。通過(guò)移動(dòng)樣品倉(cāng)452以便不與注入口 451流體連通，可以防止液體從測(cè)試室410中濺出。因此，中間位置可以使得對(duì)樣品倉(cāng)452中的樣品規(guī)模進(jìn)行控制。在測(cè)試位置中(圖25C)，樣品倉(cāng)452與測(cè)試口 453對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)闃悠穫}(cāng)452未被封閉(封閉測(cè)試倉(cāng)將不利于準(zhǔn)確的XRF分析)，所以應(yīng)該將載物片450移至測(cè)試方位中，以便防止測(cè)試液體從樣品倉(cāng)452中濺出。在測(cè)試位置中，XRF 435可以用于分析鉆井液。在填充位置、中間位置和測(cè)試位置的所述工序使得可保持樣品倉(cāng)452中的樣品的體積。因?yàn)橹虚g位置與系統(tǒng)的其余部分隔絕，從而防止系統(tǒng)的注入側(cè)和測(cè)試側(cè)同時(shí)開(kāi)啟，所以所述工序也防止了液體從樣品倉(cāng)452中溢出。因?yàn)閄RF測(cè)試對(duì)于所測(cè)試的樣品的位置敏感,所以電機(jī)(圖24的415、420和425)可以用于確保樣品倉(cāng)452相對(duì)于XRF 435的方位在特定限度內(nèi)。通過(guò)使用XYZ方位分析， 液體分析器可以確保液體樣品測(cè)試不會(huì)因?yàn)闃悠纷枞д妫⑶掖_保樣品不會(huì)從樣品倉(cāng)452中溢出。再次簡(jiǎn)要地參看圖24，在電機(jī)415控制載物片450的實(shí)施方案中，載物片450可以在測(cè)試室410中橫向移動(dòng)，以便將樣品液體從與注入口 451流體連通的狀態(tài)移至與測(cè)試口 453對(duì)準(zhǔn)的方位中。在測(cè)試期間，電機(jī)420和425可以被構(gòu)造成改變測(cè)試室410或XRF435任一者的方位，從而使得可以對(duì)單一樣品進(jìn)行多次測(cè)試。因?yàn)閄RF和樣品之間的焦距對(duì)于保持一致和可比較的結(jié)果是非常重要的，所以電機(jī)415、420和425可以一致運(yùn)作以便確保樣品液體和測(cè)試口 453之間的距離保持相對(duì)恒定。在某些實(shí)施方案中，XRF與樣品之間的間隙可以在O. 5_與I. Omm之間。取決于XRF的規(guī)格，可以增大或減小這一間隙，從而使得可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定制以便分析特定液體。在某些實(shí)施方案中，電機(jī)可以用于調(diào)整XRF的位置，從而可獲得多個(gè)樣品。在這個(gè)實(shí)施方案中，XRF可以以實(shí)質(zhì)上圓形的路徑移動(dòng)，從而可以測(cè)試樣品的不同部分。具體地說(shuō)，XRF可以在樣品的表面上橫向地移動(dòng)，同時(shí)維持樣品上方的相同高度，從而可在樣品表面上獲得不同的讀數(shù)。另外，因?yàn)榭梢垣@得每個(gè)樣品的多個(gè)讀數(shù)，所以可以避免錯(cuò)誤的讀數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，獲取多個(gè)讀數(shù)，并且執(zhí)行統(tǒng)計(jì)平均，或者證明不同讀數(shù)中的異常。另外，可以控制測(cè)試室410和樣品的溫度，從而維持液體的恒定體積，并且使得樣品與XRF 435之間的距離在不同測(cè)試之間保持一致?？梢酝ㄟ^(guò)將液體導(dǎo)管(未示出)與樣品倉(cāng)452相鄰地安置于測(cè)試室410中來(lái)控制溫度?？梢允咕哂幸阎褪芸販囟鹊囊后w(例如水)穿過(guò)液體導(dǎo)管，從而可控制樣品液體的溫度?？刂茦悠芬后w可以有助于確保XRF測(cè)試在多個(gè)樣品之間是準(zhǔn)確的。通過(guò)控制樣品相對(duì)于XRF 435的位置并且控制溫度，測(cè)試結(jié)果可能更加準(zhǔn)確并且提供多個(gè)測(cè)試結(jié)果之間的更好的可比性。參看圖26A至圖26C，示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方案的分別處于填充和測(cè)試位置期間的測(cè)試室的橫截面視圖。在測(cè)試過(guò)程中，載物片450開(kāi)始處于填充位置中(圖26A)，并且液體電磁閥(未示出)和空氣電磁閥(未示出)打開(kāi)，從而使得液體樣品可以從有源鉆井液系統(tǒng)注入樣品倉(cāng)452中。當(dāng)樣品倉(cāng)452具有所需體積的液體時(shí)，空氣和液體電磁閥關(guān)閉，從而使液體停止流入測(cè)試室410中。然后將載物片450移至測(cè)試位置中(圖26B)，以使得樣品倉(cāng)452與測(cè)試口 453對(duì)準(zhǔn)，并且被構(gòu)造成使XRF (未示出)運(yùn)行測(cè)試程序。在測(cè)試程序之后，將泵(未不出)啟動(dòng)并且打開(kāi)空氣電磁閥，從而沖洗樣品倉(cāng)452中的樣品液體。在沖洗樣品倉(cāng)452時(shí)，將泵停止，并且將載物片450移回到填充位置。在填充位置與測(cè)試位置之間，樣品可保持于中間位置中(圖26C)。在中間位置中，可以臨時(shí)地保存樣品以便使液體穩(wěn)定，從而防止溢出。取決于液體的性質(zhì)，保存時(shí)間可以有所不同，舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，樣品在中間位置保存5秒到10分鐘之間，并且在具體實(shí)施方案中，樣品在測(cè)試位置保存大約30秒。一旦在填充位置中(圖26A)，可以通過(guò)打開(kāi)基礎(chǔ)電磁閥(未示出)來(lái)將基礎(chǔ)油清洗劑注入測(cè)試室410和樣品倉(cāng)452中。然后將泵重新啟動(dòng)，從而將任何殘余的液體和顆粒物質(zhì)從測(cè)試室410中沖洗掉。然后可將載物片451移回至測(cè)試位置中(圖26B)，并且通過(guò)打開(kāi)空氣電磁閥來(lái)啟動(dòng)泵以便進(jìn)一步將殘余的液體和/或顆粒物質(zhì)從測(cè)試室410中去除。此時(shí)，可以執(zhí)行隨后的液體測(cè)試。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到取決于所測(cè)試的液體的類(lèi)型，填充和測(cè)試位置的順序可以有所不同。舉例來(lái)說(shuō)，在某些操作中，可能只需要單一沖洗循環(huán)，而在其它操作中，可能需要三個(gè)或更多個(gè)沖洗循環(huán)以便充分地 將殘余的液體和顆粒物質(zhì)從測(cè)試室410中沖洗掉?？梢栽跇悠穫}(cāng)452上包括額外的組件，例如閥門(mén)(未示出)，該閥門(mén)可在測(cè)試液體時(shí)關(guān)閉。當(dāng)此閥門(mén)處于關(guān)閉位置時(shí)，將不允許液體對(duì)樣品倉(cāng)452進(jìn)行排空，從而確保樣品體積保持恒定。閥門(mén)打開(kāi)可以允許將液體從樣品倉(cāng)452中去除，例如在清洗循環(huán)期間。其它組件可以包括清洗裝置?？捎糜诒竟_(kāi)的實(shí)施方案的清洗裝置的實(shí)例是安置在測(cè)試室410上或附近的刮水器(未示出)。刮水器可以用于清洗注入口 451、樣品倉(cāng)452或系統(tǒng)的其它部分。在某些實(shí)施方案中，刮水器可以安置在載物片450上，從而使得可清洗測(cè)試室410的內(nèi)部和外部組件。另外，例如氣動(dòng)泵的泵(未示出)可以與樣品倉(cāng)452流體連通。該泵可以用于在填充和清洗循環(huán)中將液體吸入樣品倉(cāng)452中或從樣品倉(cāng)452中吸出。在XRF測(cè)試期間，可以對(duì)一個(gè)樣品進(jìn)行多次測(cè)試。舉例來(lái)說(shuō)，一旦處于測(cè)試位置中，可以通過(guò)啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)電機(jī)來(lái)將XRF 435相對(duì)于測(cè)試室410進(jìn)行移動(dòng)，從而使XRF的焦點(diǎn)相對(duì)于樣品倉(cāng)452移位。因?yàn)樗鶞y(cè)試的樣品液體的部分相對(duì)于通過(guò)樣品倉(cāng)452所暴露的樣品的總表面積來(lái)說(shuō)較小，所以可以執(zhí)行不包括重疊樣品部分的多個(gè)測(cè)試。在其它實(shí)施方案中，XRF435可以保持于恒定位置中，并且測(cè)試室410可以相對(duì)于XRF 435移動(dòng)，從而提供執(zhí)行多個(gè)測(cè)試的另一種方式。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)或多個(gè)電機(jī)，以便使載物片450相對(duì)于測(cè)試室410和/或XRF 435進(jìn)行移動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)試室410和XRF可以保持穩(wěn)定，而只有移動(dòng)載物片410可以移動(dòng)。XRF分析器可以與以上描述的各種其它測(cè)試儀器組合，從而使得單一液體分析器具有粘度計(jì)、電穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)器和XRF監(jiān)測(cè)器。在這種構(gòu)造中，XRF可以安置于粘度計(jì)或電穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)器之前或之后，以及處于可同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試的構(gòu)造中。如上文所解釋?zhuān)瑸榱诉M(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試，將液體吸入具有電穩(wěn)定性探頭和刮水器的封閉腔室中，所述刮水器可以旋轉(zhuǎn)到探頭中的間隙中以將殘余物質(zhì)從間隙中清洗掉。為了將液體吸入腔室中，使一系列電磁閥與泵結(jié)合在一起工作，進(jìn)而可控制腔室中流體的體積。一旦達(dá)到可接受的溫度，便可開(kāi)始測(cè)試程序。在完成測(cè)試之后，將測(cè)試液從腔室中撤出，并且用清洗液來(lái)代替。為了清洗裝置，啟動(dòng)刮水器用現(xiàn)有的清洗液來(lái)去除可能已經(jīng)沉降在探頭上的殘余物。為了控制測(cè)試和清洗，可編程邏輯控制器(“PLC”)或微處理器操作性地連接到所述裝置，如下文將詳細(xì)地解釋。
為了進(jìn)一步解釋組合的電穩(wěn)定性、粘度計(jì)和XRF分析器的操作，下文論述圖27，圖27是這個(gè)系統(tǒng)的工藝儀器布局圖。如所示出，自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435與有源液體系統(tǒng)400平齊地放置。多個(gè)閥門(mén)62控制液體使其流進(jìn)和流出自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435。在某些實(shí)施方案中，閥門(mén)62可以是電磁閥，而在其它實(shí)施方案中，閥門(mén)62可以包括止回閥63，如上文所詳細(xì)論述。根據(jù)系統(tǒng)的操作要求，在某些系統(tǒng)中可以使用電磁閥62與止回閥63的組合。舉例來(lái)說(shuō)，如所示出，液體入口管線(xiàn)2和基礎(chǔ)液入口管線(xiàn)5被構(gòu)造成使液體流動(dòng)穿過(guò)電磁閥62并接著穿過(guò)止回閥63。因此，可能包括可能堵塞閥門(mén)62的顆粒物質(zhì)的液體可以流動(dòng)穿過(guò)止回閥63。然而，進(jìn)水入口64流動(dòng)穿過(guò)不包括止回閥63的閥門(mén)62。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到在替代實(shí)施方案中，進(jìn)水入口 64也可以流動(dòng)穿過(guò)止回閥63。在操作期間，液體可以流動(dòng)穿過(guò)液體入口管線(xiàn)2，并且進(jìn)入自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表
30、粘度計(jì)31和XRF分析器435中的一個(gè)或多個(gè)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，根據(jù)所需要的測(cè)試類(lèi)型，液體可以流進(jìn)所述分析器中的一個(gè)、兩個(gè)或全部三個(gè)中，進(jìn)而允許同時(shí)執(zhí)行多個(gè)測(cè)試。在某些實(shí)施方案中，由全部三個(gè)分析器來(lái)對(duì)液體進(jìn)行測(cè)試可能是理想的，而在其·它實(shí)施方案中，可能僅運(yùn)行所述測(cè)試中的一個(gè)或兩個(gè)。另外，雖然圖27示出以串聯(lián)的方式安置分析器，但在替代實(shí)施方案中，可以使用多個(gè)入口管線(xiàn)以使得液體可以幾乎同時(shí)流進(jìn)每一個(gè)儀表或至少其中兩個(gè)儀表。如上文所解釋?zhuān)到y(tǒng)也包括清洗液儲(chǔ)罐455，該清洗液儲(chǔ)罐被構(gòu)造成使基礎(chǔ)液流到自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435，從而允許在多個(gè)測(cè)試之間清洗分析器。所述系統(tǒng)也包括泵480，該泵被構(gòu)造成將經(jīng)過(guò)測(cè)試的液體和清洗液從自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435中去除?？梢允褂帽?80來(lái)將液體抽取到廢物排水管，而且在某些實(shí)施方案中，可以將液體重新抽取到有源液體系統(tǒng)400。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括連接到空氣入口 465的供氣裝置464，從而使空氣被注入自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435中的一個(gè)或多個(gè)。自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435還操作性地連接到微處理器控制445，從而允許分析器收集和處理數(shù)據(jù)。微處理器控制445操作性地連接到本地記憶存儲(chǔ)器490和顯示器495，從而允許存儲(chǔ)和/或顯示所收集和處理的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方案中，微處理器控制445還可以操作性地連接到遠(yuǎn)程連接497 (諸如，以太網(wǎng)連接)，從而允許遠(yuǎn)程地發(fā)送或接收所收集和/或處理的數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，鑒于本公開(kāi)，可以存在分析器的各種組合。舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，可以使用具有自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30、粘度計(jì)31和XRF分析器435全部三個(gè)的系統(tǒng)。在替代實(shí)施方案中，系統(tǒng)可以?xún)H包括自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30和粘度計(jì)
31、自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表30和XRF分析器435、或者粘度計(jì)31和XRF分析器435。一般來(lái)說(shuō)，本公開(kāi)是針對(duì)用于進(jìn)行自動(dòng)化鉆井液性質(zhì)分析的計(jì)算機(jī)輔助方法?？梢苑治?測(cè)定的鉆井液性質(zhì)包括粘度、膠凝強(qiáng)度和電穩(wěn)定性。鉆井液分析器的多種構(gòu)造在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，鉆井液分析器可以被構(gòu)造成測(cè)定電穩(wěn)定性，而在其它實(shí)施方案中，鉆井液分析器可以被構(gòu)造成測(cè)定膠凝強(qiáng)度、粘度或兩者的組合。無(wú)論鉆井液分析器被構(gòu)造成測(cè)定電穩(wěn)定性、膠凝強(qiáng)度和/或粘度中的一個(gè)還是多個(gè)，用于測(cè)定所述性質(zhì)的系統(tǒng)都將操作性連接到用于測(cè)定特定性質(zhì)的計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)(不管是本地的還是遠(yuǎn)程的)包括在處理器上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序。所述軟件應(yīng)用程序包括用于使鉆井液從有源液體系統(tǒng)被傳送到樣品池的指令。所傳送的鉆井液的量可以根據(jù)特定操作要求而變化；然而，一般來(lái)說(shuō)，將從有源鉆井液系統(tǒng)傳送O. 5公升的樣品到液體分析器的樣品池。在樣品池被填充了所要量的液體之后，可以引導(dǎo)液體使其與電探頭的電極接觸。當(dāng)在電探頭的電極上施加電壓時(shí)，液體分析器測(cè)定液體何時(shí)在電極上進(jìn)行充電，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且可以基于所施加的電壓來(lái)測(cè)定電穩(wěn)定性。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，上文的方法將能夠測(cè)定電穩(wěn)定性，并且因此能夠測(cè)定基于油或基于合成物的鉆井液的乳化穩(wěn)定性。在某些實(shí)施方案中，可以將所記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地直到完成測(cè)試為止，而在其它實(shí)施方案中，可以將所述數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以用于存儲(chǔ)或是遠(yuǎn)程處理。根據(jù)數(shù)據(jù)的量、測(cè)試數(shù)目等等，可以在每一個(gè)測(cè)試之后或者分批地傳送所述數(shù)據(jù)。測(cè)試的長(zhǎng)度可以根據(jù)鉆井液的性質(zhì)而變化。舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，一個(gè)測(cè)試可以持續(xù)30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，而在其它實(shí)施方案中，可以每隔幾分鐘執(zhí)行一個(gè)新的測(cè)·試。為了增加所測(cè)定的鉆井液性質(zhì)的準(zhǔn)確性，可以對(duì)單個(gè)樣品流體進(jìn)行多次測(cè)試。舉例來(lái)說(shuō)，可以對(duì)單個(gè)液體進(jìn)行五次測(cè)試，而且若檢測(cè)到任何異常結(jié)果，則可將所述異常結(jié)果從用于測(cè)定最終液體性質(zhì)的樣品結(jié)果中排除。在執(zhí)行測(cè)試之后，液體分析器可以執(zhí)行清洗循環(huán)，即排出液體樣品，并且向樣品池中注入清洗液。清洗液可以包括基礎(chǔ)油，諸如柴油、礦物油或針對(duì)有源鉆井液系統(tǒng)中的特定液體的其它基礎(chǔ)油，或者可以包括諸如表面活性劑或水的其它添加劑以進(jìn)一步清洗樣品池。在清洗循環(huán)期間，刮水器可以旋轉(zhuǎn)穿過(guò)探頭，從而清洗探頭的表面，并且攪動(dòng)樣品池中的清洗液以去除可能沉降在樣品池的其它表面上的顆粒物質(zhì)。清洗液在樣品池中停留的時(shí)間可以根據(jù)液體的特定性質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)。舉例來(lái)說(shuō)，具有高粘度的液體可能需要較長(zhǎng)時(shí)間的清洗循環(huán)，或者具有較高含量的可能粘附到樣品池表面的低重力固體或增重劑的液體可能需要較長(zhǎng)時(shí)間的清洗循環(huán)來(lái)進(jìn)行徹底去除。清洗循環(huán)可以包括多次旋轉(zhuǎn)刮水器，以及一次或多次地將清洗液加入到樣品池。在某些實(shí)施方案中，清洗循環(huán)也可以包括加入水或空氣以在對(duì)隨后的液體樣品進(jìn)行取樣之前進(jìn)一步將經(jīng)過(guò)測(cè)試的液體樣品從樣品池中去除。在清洗了樣品池之后，可以對(duì)液體分析器發(fā)出指令使其排出清洗液，并將第二樣品從有源鉆井液系統(tǒng)傳送到樣品池中。根據(jù)操作的特定性，可以在填充樣品池之前使指定體積的鉆井液從有源鉆井系統(tǒng)循環(huán)穿過(guò)液體分析器，從而確保第二樣品不會(huì)含有從原先的測(cè)試殘留在管線(xiàn)中的殘余液體。舉例來(lái)說(shuō)，在某些實(shí)施方案中，可以使液體從有源鉆井系統(tǒng)穿過(guò)液體分析器歷經(jīng)一個(gè)設(shè)定好的時(shí)間段或直到特定體積的液體已穿過(guò)系統(tǒng)為止。如果確定了穿過(guò)系統(tǒng)的液體對(duì)于取樣來(lái)說(shuō)是可接受的，則填充樣品池，并且可以開(kāi)始第二測(cè)試循環(huán)。在其它實(shí)施方案中，液體分析器也可以包括粘度計(jì)，該粘度計(jì)被構(gòu)造成允許液體分析器收集用于測(cè)定樣品鉆井液的膠凝強(qiáng)度和/或粘度的數(shù)據(jù)。類(lèi)似于上文所描述的測(cè)試，在將樣品液體從有源鉆井液系統(tǒng)傳送到樣品池之后，引導(dǎo)液體進(jìn)入介于粘度計(jì)的套筒與測(cè)錘之間的區(qū)域。根據(jù)粘度計(jì)的構(gòu)造，以特定速度來(lái)旋轉(zhuǎn)套筒或者測(cè)錘。記錄流體對(duì)套筒或測(cè)錘的旋轉(zhuǎn)速度的響應(yīng)，并且存儲(chǔ)所記錄的數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以供處理，如上文關(guān)于電穩(wěn)定性測(cè)試所描述。套筒或測(cè)錘的旋轉(zhuǎn)速度也可以改變以便更準(zhǔn)確地測(cè)定液體的膠凝強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，套筒或測(cè)錘可以按每分鐘3轉(zhuǎn)(“RPM”)、每分鐘6轉(zhuǎn)、每分鐘300轉(zhuǎn)和/或每分鐘600轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，旋轉(zhuǎn)速度可以根據(jù)鉆井操作的特定性或分析要求而改變。在某些實(shí)施方案中，電穩(wěn)定性測(cè)試和粘度和/或膠凝強(qiáng)度測(cè)試可以幾乎同時(shí)發(fā)生。因此，測(cè)試所需的時(shí)間長(zhǎng)度可以減少。另外，可以在某一測(cè)試之前、之后或期間進(jìn)行其它步驟。舉例來(lái)說(shuō)，可以調(diào)整樣品液體的溫度，和/或可以對(duì)樣品池進(jìn)行加壓。若操作者判斷液體分析器并未按照要求執(zhí)行，則也可以在測(cè)試期間經(jīng)由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來(lái)調(diào)整測(cè)試?？梢詫?duì)測(cè)試的進(jìn)程(包括測(cè)試的具體參數(shù))進(jìn)行預(yù)先編程，以使得測(cè)試可以完全自動(dòng)進(jìn)行。舉例來(lái)說(shuō)，鉆井操作者可以調(diào)整具體的液體分析器參數(shù)，包括對(duì)單個(gè)樣品所要進(jìn)行的測(cè)試的數(shù)目、所要測(cè)試的樣品的數(shù)目、測(cè)試的頻率、所要測(cè)試的樣品規(guī)模、樣品液體的溫度、所施加的電壓、粘度計(jì)的旋轉(zhuǎn)速度、施加于樣品池的壓力、清洗循環(huán)的數(shù)目、清洗循環(huán)的 類(lèi)型等等。然后可以將所述具體參數(shù)作為測(cè)試包以本地或者遠(yuǎn)程的方式輸入，并且液體分析器可以自動(dòng)地進(jìn)行測(cè)試。若發(fā)生需要手動(dòng)調(diào)整的情況，則本地操作者或遠(yuǎn)程操作者可以對(duì)程序進(jìn)行超馳控制來(lái)調(diào)整分析器參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)，從而允許對(duì)測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化。如上文所解釋?zhuān)后w測(cè)試可以包括通過(guò)遠(yuǎn)程位置或者通過(guò)本地控制而經(jīng)過(guò)預(yù)先編程的一系列測(cè)試。為了控制和/或監(jiān)視測(cè)試，鉆井操作者也可以具有一個(gè)或多個(gè)控制面板來(lái)展示多個(gè)顯示頁(yè)面。向操作者顯示的圖形用戶(hù)界面(“GUI”)可以根據(jù)操作的詳情而改變；然而，下文將示例性GUI作為關(guān)于可以使用的顯示類(lèi)型的指示來(lái)進(jìn)行描述。首先參看圖8，示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的本地顯示器。在這個(gè)實(shí)施方案中，本地顯示器包括用于選擇特定類(lèi)型的測(cè)試、校準(zhǔn)模式等的菜單。如所示出，本地顯示器可以包括自動(dòng)測(cè)試選擇器500、500V選擇器501、1900V選擇器502、空氣測(cè)試選擇器503、水測(cè)試選擇器504、設(shè)置選擇器505、數(shù)據(jù)顯示選擇器506、診斷選擇器507和工具選擇器508。在操作之前，可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)測(cè)試循環(huán)進(jìn)行編程，從而允許自動(dòng)進(jìn)行整個(gè)測(cè)試過(guò)程。除了測(cè)試循環(huán)外，還可以執(zhí)行校準(zhǔn)測(cè)試。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，裝置包括允許操作者驗(yàn)證探頭與內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)情況的500V測(cè)試。裝置還可以包括允許操作者驗(yàn)證探頭與內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)情況的1900V測(cè)試。測(cè)試結(jié)果可以顯示在數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面上，諸如圖9和圖10中所顯不的頁(yè)面。其它實(shí)施方案可以包括空氣測(cè)試和/或水測(cè)試。由于空氣是相對(duì)較好的絕緣體，因此測(cè)試應(yīng)該產(chǎn)生大約1900V的高電壓讀數(shù)，并且在所要求的1900V的約2. 5%之內(nèi)。由于水是導(dǎo)體，因此測(cè)試應(yīng)該產(chǎn)生大約500V的高電壓讀數(shù)，并且在所要求的500V的約2. 5%之內(nèi)。如果測(cè)試結(jié)果不在可接受的范圍內(nèi)，則可以通知操作者裝置不滿(mǎn)足執(zhí)行自動(dòng)測(cè)試的條件。在裝置的校準(zhǔn)期間，首先執(zhí)行清洗循環(huán)。在清洗循環(huán)中，排出腔室中的現(xiàn)有液體，用清洗液填充腔室，并且自動(dòng)地清洗探頭。在清洗循環(huán)之后，執(zhí)行電子測(cè)試，在電子測(cè)試中，內(nèi)部未連接探頭，并且電壓斜線(xiàn)上升至最大值。在電子測(cè)試之后，執(zhí)行空氣測(cè)試，在空氣測(cè)試中，將清洗液從腔室中排出，使空氣填充容器，并且重新連接探頭，以及使電壓斜線(xiàn)上升至最大值。在執(zhí)行了空氣測(cè)試之后，執(zhí)行水測(cè)試，在水測(cè)試中，用水填充測(cè)試容器，使電壓斜線(xiàn)上升，并且將3V的電穩(wěn)定性臨界值與測(cè)試電壓進(jìn)行比較。校準(zhǔn)的最后步驟是測(cè)定儀表精確度。在這個(gè)步驟中，使探頭斷開(kāi)連接，并且使用內(nèi)部電阻器和齊納(Zener) 二極管來(lái)檢查在500V的交流電和1900V的交流電下運(yùn)行的儀表的精確度。為了對(duì)測(cè)試進(jìn)行設(shè)置，可以由操作者來(lái)選擇若干不同選項(xiàng)。參看圖11和圖12，示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案的實(shí)例設(shè)置測(cè)試的顯示頁(yè)面。首先，操作者可以確定屬性(profile)的數(shù)目，其對(duì)應(yīng)于將要執(zhí)行的測(cè)試的數(shù)目。使用者也可以選擇斜線(xiàn)上升次數(shù)、擦拭次數(shù)、泥漿傳入持續(xù)時(shí)間、冷卻持續(xù)時(shí)間、溫度保持時(shí)間、斜線(xiàn)上升之間的延時(shí)、循環(huán)延時(shí)、壓力設(shè)置點(diǎn)、基礎(chǔ)液流入持續(xù)時(shí)間、基礎(chǔ)浸泡持續(xù)時(shí)間，和各種溫度設(shè)置點(diǎn)?？梢曰阢@井操作的要求和/或特定測(cè)試的要求來(lái)調(diào)整每一個(gè)選擇。參看圖13，可以選擇本地顯示器以使得只要查看所述本地顯示器就可以觀(guān)察到當(dāng)前的測(cè)試數(shù)據(jù)。操作員可能選擇查看的其它顯示頁(yè)面包括系統(tǒng)狀態(tài)頁(yè)面，諸如圖14和圖15中所顯示的頁(yè)面。系統(tǒng)狀態(tài)頁(yè)面可以使操作員查看到刮水器的狀況、電機(jī)、單元結(jié)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)閥門(mén)的狀況、繼電器的狀況、電壓讀數(shù)、電流讀數(shù)、溫度讀數(shù)和/或壓力讀數(shù)?！?br> 不同顯示頁(yè)面之間的導(dǎo)航可以經(jīng)由多種類(lèi)型的接口而實(shí)現(xiàn)，所述接口例如外圍裝置、鍵盤(pán)和/或觸摸式屏幕。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，根據(jù)鉆井操作的要求，在特定裝置中可以存在所論述的全部顯示頁(yè)面以及額外顯示頁(yè)面。如上文所解釋?zhuān)b置可以具有本地顯示器以及遠(yuǎn)程顯示器。遠(yuǎn)程顯示器允許遠(yuǎn)程地控制裝置和監(jiān)視測(cè)試?？梢允褂貌煌椒▉?lái)建立裝置與遠(yuǎn)程控制設(shè)施之間的連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，裝置可以連接到以太網(wǎng)絡(luò)，從而允許通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)遠(yuǎn)程地訪(fǎng)問(wèn)所述裝置。在其它實(shí)施方案中，可以通過(guò)虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)(“VPN”)來(lái)連接裝置，從而可以在裝置與登錄到網(wǎng)絡(luò)中的任何個(gè)人計(jì)算機(jī)之間建立連接。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)將裝置連接到網(wǎng)絡(luò)路由器來(lái)遠(yuǎn)程地訪(fǎng)問(wèn)裝置。雖然在遠(yuǎn)程模式下操作，但操作者可以監(jiān)視和/或控制測(cè)試，包括(例如)開(kāi)啟校準(zhǔn)測(cè)試、輸入測(cè)試參數(shù)、載入新的測(cè)試屬性和查看測(cè)試結(jié)果。在圖16至圖21中示出了遠(yuǎn)程顯示頁(yè)面的實(shí)例。圖16是顯示自動(dòng)結(jié)果頁(yè)面，圖17和圖18是顯示校準(zhǔn)模式，圖19是顯示設(shè)置屏幕，圖20是顯示測(cè)試數(shù)據(jù)屏幕，以及圖21是顯示診斷屏幕。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，具體的顯示情況可以根據(jù)裝置的具體組件而改變。雖然上文論述的顯示頁(yè)面是特定針對(duì)用于測(cè)試液體的電穩(wěn)定性的裝置，但對(duì)于能夠測(cè)定膠凝強(qiáng)度和/或粘度的裝置來(lái)說(shuō)，也可以使用相同選項(xiàng)和額外選項(xiàng)。參看圖22，示出了根據(jù)本公開(kāi)的方法的示例性操作程序的流程圖。在典型的測(cè)試循環(huán)期間，操作者可以選擇開(kāi)始選項(xiàng)600來(lái)開(kāi)啟測(cè)試程序。在實(shí)際的測(cè)試開(kāi)始之前，可以通過(guò)建立清洗循環(huán)601來(lái)清洗探頭，從而確?？赡芤呀?jīng)粘附到探頭的任何殘余液體被去除。在清洗了裝置之后，在將清洗液從裝置中去除時(shí)，將鉆井液從有源鉆井液系統(tǒng)傳送602穿過(guò)入口。然后將樣品液體加熱603到一個(gè)特定溫度，例如50°C與150°C之間的溫度。當(dāng)已實(shí)現(xiàn)所要溫度時(shí)，在340Hz下以約150V/s的速率使電壓斜線(xiàn)上升604。接著監(jiān)測(cè)電流605直到檢測(cè)到61微安的電流或者提供了 2000V的電壓為止。存儲(chǔ)結(jié)果606以用于稍后傳送到遠(yuǎn)程設(shè)施以供處理607，或者用于其它用處供本地處理608。隨后重復(fù)609以下步驟使電壓斜線(xiàn)上升504、監(jiān)測(cè)605和存儲(chǔ)結(jié)果606，直到完成所要數(shù)目個(gè)測(cè)試為止。在具體應(yīng)用中可以加入各種額外步驟，從而允許裝置收集額外數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，在某些操作中，可以對(duì)裝置的腔室進(jìn)行加壓，從而減少使溫度增加所需要的熱量。在某些操作中，壓力可以在4巴(bar)至6巴的范圍內(nèi)增加。在測(cè)試期間，可以在不同溫度下對(duì)單個(gè)液體樣品進(jìn)行多次測(cè)試?？梢允褂枚啻螠y(cè)試來(lái)去除異常值，否則可能會(huì)使結(jié)果出現(xiàn)偏差。另外，在膠凝強(qiáng)度測(cè)試中，可以在各種溫度下以及在不同旋轉(zhuǎn)速度下測(cè)試單個(gè)液體。舉例來(lái)說(shuō)，可以在3RPM、6RPM、300RPM和600RPM下旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的套筒或杯體(cup)，從而可以測(cè)定膠凝強(qiáng)度。
在收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)606之后，測(cè)定一個(gè)或多個(gè)鉆井液性質(zhì)610，諸如粘度、膠凝強(qiáng)度和/或電穩(wěn)定性。然后可以直接在裝置上顯示所測(cè)定的結(jié)果，或者通過(guò)網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器來(lái)顯示所測(cè)定的結(jié)果。在某些實(shí)施方案中，也可以將結(jié)果提供611到井場(chǎng)信息傳輸規(guī)范(“WITS”)作為特定的用戶(hù)定義紀(jì)錄。在對(duì)特定液體執(zhí)行了全部測(cè)試之后，可以開(kāi)啟隨后的清洗循環(huán)612。在隨后的清洗循環(huán)中，打開(kāi)排放閥門(mén)613，啟動(dòng)清洗液泵614，并且將清洗液傳送615到裝置中。接著啟動(dòng)刮水器電機(jī)616，從而清洗裝置表面、探頭、粘度計(jì)等。然后裝置便滿(mǎn)足條件能夠測(cè)試隨后的液體樣品。本公開(kāi)的實(shí)施方案事實(shí)上可以在任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)上實(shí)施，不管使用哪一種平臺(tái)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖23中所示出，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700包括一個(gè)或多個(gè)處理器701、相關(guān)的存儲(chǔ)器702 (例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、高速緩沖存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器等)、存儲(chǔ)裝置703 (例如硬盤(pán)、如致密盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)驅(qū)動(dòng)器的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、閃速存儲(chǔ)棒等)，和當(dāng)今計(jì)算機(jī)所特有的許多其它元件和功能件(未示出)。在本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，處理器701是硬件。舉例來(lái)說(shuō)，處理器可以是集成電路。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700還可以包括輸入構(gòu)件，例如鍵盤(pán)704、鼠標(biāo)705或麥克風(fēng)(未示出)。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700可以包括輸出構(gòu)件，例如監(jiān)視器706 (例如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器或者陰極射線(xiàn)管(CRT)監(jiān)視器)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口連接(未示出)而連接至網(wǎng)絡(luò)708 (例如局域網(wǎng)(LAN)、如互聯(lián)網(wǎng)的廣域網(wǎng)(WAN)或者任何其它類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò))。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到存在許多不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且上述輸入和輸出部件可以采用其它形式。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700至少包括用于實(shí)施本公開(kāi)的實(shí)施方案所必需的最低限度的處理、輸入和/或輸出構(gòu)件。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的一個(gè)或多個(gè)部件可以位于遠(yuǎn)程位置上并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接至其它部件。另外，本公開(kāi)的實(shí)施方案可以在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式系統(tǒng)上實(shí)施，其中本公開(kāi)的各個(gè)部分(例如鉆機(jī)位置處的本地裝置或者遠(yuǎn)程控制設(shè)施)可以位于分布式系統(tǒng)內(nèi)的不同節(jié)點(diǎn)上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?；蛘?，節(jié)點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于具有相關(guān)聯(lián)的物理存儲(chǔ)器的處理器。或者，節(jié)點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于具有共享存儲(chǔ)器和/或資源的處理器或者處理器的微芯片。另外，呈用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼形式的軟件指令可以臨時(shí)或永久地存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如致密盤(pán)(CD)、磁盤(pán)、磁帶、存儲(chǔ)器或者任何其它計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置。所述計(jì)算裝置包括用于執(zhí)行被配置成實(shí)行各種功能的應(yīng)用程序和軟件指令的處理器701，和用于存儲(chǔ)軟件指令和應(yīng)用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器702。用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施方案的軟件指令可以存儲(chǔ)在任何有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如致密盤(pán)(CD)、磁盤(pán)、磁帶、如跳躍驅(qū)動(dòng)器或閃速存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)棒，或者可以通過(guò)計(jì)算裝置的處理器701讀取和執(zhí)行的任何其它計(jì)算機(jī)或機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置。存儲(chǔ)器702可以是閃速存儲(chǔ)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)、永久存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、任何其它類(lèi)型的合適存儲(chǔ)空間或者其任何組合。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700通常與使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的使用者/操作者相關(guān)聯(lián)。舉例來(lái)說(shuō)，使用者可以是個(gè)體、公司、組織、個(gè)體群體或者另一個(gè)計(jì)算裝置。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，使用者是鉆井工程師，其使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700來(lái)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)位于鉆井機(jī)具處的液體分析器。有利地，本公開(kāi)的實(shí)施方案可以提供用于測(cè)定液體(如鉆井液或完井液)的電穩(wěn)定性、粘度和/或膠凝強(qiáng)度的自動(dòng)化系統(tǒng)。所述自動(dòng)化系統(tǒng)可以能夠從遠(yuǎn)程位置來(lái)加以控制，而且能夠執(zhí)行各種取樣和測(cè)試協(xié)議，從而使系統(tǒng)不需要很多人工監(jiān)督便可運(yùn)行。系統(tǒng)也可以提供更穩(wěn)健和準(zhǔn)確的分析，如可以對(duì)一個(gè)液體樣品進(jìn)行多次測(cè)試，從而允許系統(tǒng)或操作者去除異常值和/或錯(cuò)誤讀數(shù)。同樣有利地，所述系統(tǒng)可以是封閉系統(tǒng)，從而使壓力受到控制。壓力控制也可以是對(duì)樣品的沸點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，從而使得測(cè)試期間所需的溫度可以減小。所述封閉系統(tǒng)也可以提供更準(zhǔn)確的測(cè)量，而且可以容易地控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)壓力。因此，在例行操作期間，對(duì)壓力或 溫度敏感的測(cè)量裝置或組件可能不太會(huì)受到影響。有利地，具有磁性連接件的本公開(kāi)的實(shí)施方案由于密封阻力減小而可以提供更為準(zhǔn)確的結(jié)果。而且，由于可以同時(shí)執(zhí)行粘度測(cè)試、電穩(wěn)定性測(cè)試和膠凝強(qiáng)渡測(cè)試，因此測(cè)定各個(gè)鉆井液性質(zhì)所需要的時(shí)間可以減少。由于可以實(shí)時(shí)地傳輸數(shù)據(jù)并測(cè)定性質(zhì)，因此可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)整鉆井機(jī)具處的鉆井液，進(jìn)而降低鉆井的總成本，同時(shí)潛在地減少鉆機(jī)損壞事件(諸如井噴)的可能性。雖然已經(jīng)參照有限數(shù)量的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于本公開(kāi)將認(rèn)識(shí)到可以設(shè)計(jì)出其它實(shí)施方案而不背離本文所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由附加權(quán)利要求書(shū)來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量液體樣品的電穩(wěn)定性的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，所述儀表包括 外殼，其具有入口和出口 ； 至少一個(gè)控制閥，其安置于靠近所述入口處并且被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將液體樣品提供到所述外殼中； 電子控制模塊，其被構(gòu)造成向所述至少一個(gè)閥門(mén)發(fā)送信號(hào)；以及 探頭組合件，其操作性地連接到所述電子控制模塊，所述探頭組合件包括 電極探頭，其具有兩個(gè)電極和介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙。
2.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括被構(gòu)造成周期性地清洗所述探頭間隙的清洗機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其中所述清洗機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)和電機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表,其進(jìn)一步包括連接到所述清洗機(jī)構(gòu)的攪 拌器。
5.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括安置于所述外殼周?chē)臒崽缀屠鋮s回路中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括被構(gòu)造成將所述液體抽取到所述外殼中和從所述外殼中將所述液體抽取出來(lái)的泵。
7.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括安置于所述外殼中的溫度傳感器。
8.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其中所述外殼被加壓。
9.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表,其進(jìn)一步包括 至少一個(gè)止回閥。
10.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括 粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中； 測(cè)錘，其安置于所述粘度計(jì)套筒中，其中所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中，所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)； 電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及 扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。
11.如權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括 安置于所述外殼內(nèi)的測(cè)試室，所述測(cè)試室包括 與所述入口流體連通的注入口； 安置于所述測(cè)試室內(nèi)的載物片，所述載物片包括樣品倉(cāng)；以及 測(cè)試口 ； 安置于所述第二外殼內(nèi)的X射線(xiàn)熒光光譜儀；以及 操作性地連接到所述測(cè)試室的所述載物片的至少一個(gè)電機(jī)。
12.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)化電穩(wěn)定性?xún)x表，其進(jìn)一步包括 粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中； 粘度計(jì)測(cè)錘，其安置于所述套筒中，其中所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中，所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)；電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及 扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。
13.—種自動(dòng)化粘度計(jì)，其包括 外殼，其具有入口和出口 ； 粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中； 測(cè)錘，其安置于所述套筒中，其中所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中，所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)； 電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及 扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。
14.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化粘度計(jì)，其進(jìn)一步包括安置于所述測(cè)錘與所述扭矩測(cè)量裝置之間的磁性連接件。
15.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化粘度計(jì)，其進(jìn)一步包括安置于靠近所述入口處的至少一個(gè)控制閥，以及安置于靠近所述出口處的至少一個(gè)控制閥，所述控制閥被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將液體樣品提供到所述外殼中和從所述外殼中排出液體樣品。
16.如權(quán)利要求15所述的自動(dòng)化粘度計(jì)，其進(jìn)一步包括至少一個(gè)止回閥。
17.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化粘度計(jì)，其進(jìn)一步包括被構(gòu)造成將液體抽取到所述外殼中和將液體從所述外殼中抽取出來(lái)的泵。
18.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化粘度計(jì)，其進(jìn)一步包括安置于所述外殼中的攪拌器，其中所述攪拌器操作性地連接到電機(jī)。
19.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)化粘度計(jì),其進(jìn)一步包括 安置于所述外殼內(nèi)的測(cè)試室，所述測(cè)試室包括 與所述入口流體連通的注入口； 安置于所述測(cè)試室內(nèi)的載物片，所述載物片包括樣品倉(cāng)；以及 測(cè)試口 ； 安置于所述第二外殼內(nèi)的X射線(xiàn)熒光光譜儀；以及 操作性地連接到所述測(cè)試室的所述載物片的至少一個(gè)電機(jī)。
20.一種用于控制自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器的計(jì)算機(jī)輔助方法，該方法包括 在處理器上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序，該軟件應(yīng)用程序包括用于進(jìn)行以下操作的指令 從遠(yuǎn)程位置向位于鉆井位置處的所述鉆井液性質(zhì)分析器發(fā)送控制信號(hào)； 驗(yàn)證所述控制信號(hào)被所述鉆井液分析器接收到； 從所述鉆井液分析器接收數(shù)據(jù)； 處理從所述鉆井液分析器接收到的所述數(shù)據(jù)；以及 測(cè)定所述鉆井液性質(zhì)分析器中的鉆井液的粘度、膠凝強(qiáng)度、電穩(wěn)定性和組成中的至少一個(gè)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述控制信號(hào)包括用來(lái)進(jìn)行以下操作的指令 將特定體積的鉆井液從有源液體系統(tǒng)傳送到樣品池； 引導(dǎo)所述液體使其穿過(guò)電探頭，其中所述電探頭包括介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙；以及 在所述探頭間隙兩端施加電壓。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述控制信號(hào)包括用來(lái)進(jìn)行以下操作的指令 將特定體積的鉆井液從有源液體系統(tǒng)傳送到樣品池； 引導(dǎo)所述樣品池中的所述鉆井液使其進(jìn)入介于粘度計(jì)的套筒與測(cè)錘之間的空間中；以及 以指定速度旋轉(zhuǎn)所述套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述控制信號(hào)包括用來(lái)進(jìn)行以下操作的指令 啟動(dòng)X射線(xiàn)熒光光譜儀來(lái)對(duì)樣品倉(cāng)內(nèi)的液體進(jìn)行取樣。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括用來(lái)進(jìn)行以下操作的指令 自動(dòng)地處理至少兩個(gè)鉆井液樣品。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中至少兩次處理所述至少兩個(gè)鉆井液樣品的性質(zhì)。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中將所測(cè)定的鉆井液性質(zhì)中的至少一個(gè)發(fā)送到所述鉆井液分析器。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中大體上實(shí)時(shí)地測(cè)定所述至少一個(gè)鉆井液性質(zhì)。
全文摘要
一種自動(dòng)鉆井液性質(zhì)分析器，包括外殼，其具有入口和出口；至少一個(gè)閥門(mén)，其安置于靠近所述入口處并且被構(gòu)造成打開(kāi)和關(guān)閉以將液體樣品提供到所述外殼中；電子控制模塊，其被構(gòu)造成發(fā)送信號(hào)到所述至少一個(gè)閥門(mén)；探頭組合件，其操作性地連接到所述電子控制模塊，所述探頭組合件包括電極探頭，該電極探頭具有兩個(gè)電極和介于兩個(gè)電極之間的探頭間隙；粘度計(jì)套筒，其安置于所述外殼中；測(cè)錘(bob)，其安置于所述套筒中，其中在所述粘度計(jì)套筒與所述測(cè)錘之間形成環(huán)形域，并且其中所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)；電機(jī)，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘中的至少一個(gè)；以及扭矩測(cè)量裝置，其操作性地連接到所述粘度計(jì)套筒和所述測(cè)錘。
文檔編號(hào)G01N23/223GK102918379SQ201180018419
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者T·斯托克, E·羅奈斯, T·希爾頓 申請(qǐng)人:斯倫貝謝挪威公司