專利名稱：矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是在鉆井隨鉆檢測領域中測量出口返出流量的技術，具體涉及的是矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置。ニ、背景技術石油天然氣資源鉆井過程中如果地層壓カ大于井內(nèi)鉆井液壓カ將會出現(xiàn)地層流體侵入井眼的現(xiàn)象，稱為溢流，如果處理不當將會導致井噴甚至失去控制，造成惡性安全事故。預防井噴和井噴失控的關鍵就是及時發(fā)現(xiàn)溢流，相關檢測溢流的裝置做出快速準確的預警，發(fā)現(xiàn)溢流越早，處理溢流的難度也越小，發(fā)生井噴的概率就越低。鉆井現(xiàn)場普遍應用的溢流檢測方法有兩種，分別是鉆井液池液位檢測方法和流量差法。(I)鉆井液池液位檢測方法這種溢流檢測方法目前使用最為普遍。該方法通過觀察或測量鉆井液池內(nèi)液面高度變化來估計液體總量增減，判斷是否有地層流體侵入。但采用該方法井口和鉆井液池之間為返出管線連接，長度約Γ Οπι，當溢流發(fā)生時，井內(nèi)流體流量開始增多，但需流經(jīng)返出管線至鉆井液池積累，這需要一定時間，也就是說，從溢流開始至鉆井液池體積增量達到報警上限期間不會發(fā)出溢流預警，溢流預警時間被大大延遲，起不到早期預警的效果。(2)流量差法該方法測量或計算泵入井內(nèi)與循環(huán)出井的鉆井液量差值來判斷是否出現(xiàn)溢流和井漏，差值為正說明溢流發(fā)生，差值為負說明井漏發(fā)生，檢測精度比鉆井液池液位檢測法高。泵入井內(nèi)的鉆井液排量因泵沖數(shù)計量很容易，所以入井鉆井液量容易獲得，而循環(huán)出井的鉆井液流量測量時鉆井液必須充滿圓管形成有壓管路，或者說管內(nèi)不能有自由液面，這是由電磁流量計或科里奧利質(zhì)量流量計工作原理所決定的，但是在整個鉆井過程中由于不同鉆進階段應用的鉆井液排量差異巨大，所以無法保證整個鉆井過程中鉆井液始終充滿圓管。以上兩種檢測溢流的方法均存在一定的缺陷，近十年的大量井噴案例也證明了現(xiàn)有的溢流檢測手段需要改進和完善，早期發(fā)現(xiàn)溢流，將井噴發(fā)生的風險降至最低。三、發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置，它用于解決現(xiàn)有的鉆井液返出流量測量不準確的問題。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是這種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置由光學液位傳感器、矩形槽、信號調(diào)理與預處理裝置、數(shù)據(jù)采集単元、客戶端計算機、聲光報警裝置組成，光學液位傳感器安裝在傳感器支架上，傳感器支架安裝在支架滑軌上；光學液位傳感器、信號調(diào)理與預處理裝置、數(shù)據(jù)采集単元、客戶端計算機、聲光報警裝置依次連接。上述方案中光學液位傳感器架設在矩形槽上方約2(T30cm處的傳感器支架上。有益效果[0016]I、本實用新型不用改變井場現(xiàn)有裝備，鉆井隊普遍使用的矩形槽鉆井液返出管線內(nèi)就可以實時測量流量，在常規(guī)鉆井裝備中就可實現(xiàn)流量差法溢流檢測，與鉆井液池液位檢測法相比預警時間大幅度提前，檢測精度大幅提高，能夠給鉆井現(xiàn)場工作人員更充裕的時間關井，有效地預防井噴事故發(fā)生，該實用新型實時檢測溢流的同時亦可監(jiān)測井漏是否發(fā)生。2、本實用新型通過光學液位傳感器測量矩形槽內(nèi)測量某固定截面液位高度，不與鉆井液接觸，避免鉆井液中固相影響測量精度。3、本實用新型解決了流量差法測量流量需要鉆井液返出管線必須為圓管，且充滿圓管形成有壓管路的限制問題。

圖I本實用新型測量裝置結構示意圖。I矩形槽2喇叭ロ開窗3矩形槽內(nèi)鉆井液液面4傳感器支架5光學液位傳感器6信號調(diào)理與預處理裝置7數(shù)據(jù)采集単元8客戶端計算機9聲光報警燈 10喇叭ロ 11環(huán)形防噴器12鉆臺平面13方鉆桿五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進ー步的說明如圖I所示，這種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置由高精度光學液位傳感器5、矩形槽I、信號調(diào)理與預處理裝置6、數(shù)字信號傳輸總線、數(shù)據(jù)采集単元7、客戶端計算機8、聲光報警裝置組成，在石油鉆井現(xiàn)場鉆井液敞開式循環(huán)時，返出流量測量多為在井口處設置喇叭ロ 10和環(huán)形防噴器11，喇叭ロ 10和環(huán)形防噴器11在鉆臺平面12下面，方鉆桿13從喇叭ロ 10穿出，矩形槽I也就是鉆井液返出矩形槽管線，矩形槽內(nèi)鉆井液液面3是自由液面，矩形槽I與喇叭ロ開窗2相通。本實用新型不用改變井場現(xiàn)有裝備，將高精度光學液位傳感器5架設在矩形槽I上方約2(T30cm處的傳感器支架4上，以免鉆井液迸濺影響測量，傳感器支架4安裝在支架滑軌上；信號調(diào)理與預處理裝置6、數(shù)字信號傳輸總線、數(shù)據(jù)采集単元7、客戶端計算機8按照公知技術連接，聲光報警裝置為聲光報警燈9。本實用新型矩形槽內(nèi)的測量區(qū)間，以與喇叭ロ開窗連接處為起點，取(1/5 1/2) L之間為測點，其中L為矩形槽長度。這種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置通過高精度光學液位傳感器5實時測量液面高度等輔助變量，輸出模擬輔助變量信號至信號調(diào)理與預處理裝置6，對模擬輔助變量信號進行放大、隔絕、濾波、運算等預處理，經(jīng)信號調(diào)理與預處理裝置6后輸出數(shù)字輔助變量信號。數(shù)據(jù)采集単元7通過總線連接，實時采集數(shù)字輔助變量信號，并通過客戶端計算機接ロ輸入輔助變量數(shù)據(jù)至客戶端計算機8。輔助變量數(shù)據(jù)經(jīng)客戶端計算機8計算得到鉆井液返出流量Q值。最后客戶端計算機依據(jù)Q值是否達到報警上限執(zhí)行是否啟動聲光報警燈9。
權利要求1.ー種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置，其特征在于這種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置由光學液位傳感器(5)、矩形槽(I)、信號調(diào)理與預處理裝置(6)、數(shù)據(jù)采集単元(7)、客戶端計算機(8)、聲光報警裝置組成，光學液位傳感器(5)安裝在傳感器支架(4)上，傳感器支架(4)安裝在支架滑軌上；光學液位傳感器(5)、信號調(diào)理與預處理裝置(6)、數(shù)據(jù)采集單元(7 )、客戶端計算機(8 )、聲光報警裝置依次連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置，其特征在于所述的光學液位傳感器(5)架設在矩形槽(I)上方約20 30cm處的傳感器支架(4)上。
專利摘要本實用新型涉及的是矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置，這種矩形槽式鉆井液返出流量測量裝置由光學液位傳感器、矩形槽、信號調(diào)理與預處理裝置、數(shù)據(jù)采集單元、客戶端計算機、聲光報警裝置組成，光學液位傳感器安裝在傳感器支架上，傳感器支架安裝在支架滑軌上；光學液位傳感器、信號調(diào)理與預處理裝置、數(shù)據(jù)采集單元、客戶端計算機、聲光報警裝置依次連接。本實用新型不用改變井場現(xiàn)有裝備，鉆井隊普遍使用的矩形槽鉆井液返出管線內(nèi)就可以實時測量流量，檢測精度高，可實現(xiàn)早期預警，能有效地預防井噴事故發(fā)生。
文檔編號E21B21/08GK202596619SQ201220222560
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權日2012年5月17日
發(fā)明者孫曉峰, 閆鐵, 畢雪亮, 吳延澤, 王克林, 張婷 申請人:東北石油大學