專利名稱：多功能鉆井液智能監(jiān)控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于監(jiān)測裝置，特別是涉及到一種多功能鉆井液智能監(jiān)控儀。
背景技術(shù)：
井涌、井漏和鉆井作業(yè)泵效的降低是采油作業(yè)中常遇到的問題。井涌也叫溢流，井 涌是井噴的前兆，井涌的及時發(fā)現(xiàn)對提前預(yù)防井噴甚至井噴失控具有重要意義，近年來出 現(xiàn)了各種監(jiān)測井涌的方法，但大多是在泥漿罐上通過液面監(jiān)測的方法來實(shí)現(xiàn)，但由于液面 監(jiān)控受到罐體面積大，灌上機(jī)械設(shè)備多，大雨等多因素影響，會造成報警滯后或非真實(shí)報警 等問題。井漏是鉆井工程中常見的井內(nèi)復(fù)雜情況，發(fā)生幾率非常高，井漏會造成鉆井液損 失，引發(fā)井涌，卡鉆，井眼垮塌等，從而耗費(fèi)大量的人力物力，嚴(yán)重的井漏會導(dǎo)致井內(nèi)壓力下 降，引起井壁失穩(wěn)，誘發(fā)地層流體涌入井筒形成井噴。在鉆井作業(yè)中泵效會受到 泥漿罐液面 降低、活塞或凡爾刺壞、堵濾子、柴油機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)下降等因素影響，泵效降低導(dǎo)致的排量下降會 使環(huán)空流速降低，巖屑攜帶效率減小，極易造成鉆頭泥包，卡鉆、起鉆抽噴等惡性事故；而在 以往的施工中，只能通過觀察泵壓降低、水龍帶跳動、聽聲音等經(jīng)驗(yàn)做法來判斷泵效，準(zhǔn)確 性很低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能同時監(jiān)測井涌、井漏等的 多功能鉆井液智能監(jiān)控儀。本實(shí)用新型的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，是由電極及中央處理器構(gòu)成。有正負(fù)電 極a、b通過電纜與信號采集放大處理電路聯(lián)接，信號采集放大處理電路經(jīng)A/D采樣電路與 中央處理器聯(lián)接，中央處理器經(jīng)勵磁控制CPU與三值波高頻勵磁電路聯(lián)接，有電源電路為 中央處理器、勵磁控制CPU和三值波高頻勵磁電路提供電源。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，有顯示電路和輸入電路與中央處理器聯(lián)接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，中央處理器與外部接口電路聯(lián)接。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外部接口電路包括RS485接口電路、電流 輸出電路、頻率輸出電路和開關(guān)量輸出電路。鉆井平臺出口鉆井液流量的監(jiān)測是不受外界條件影響，能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)是否有 溢流的存在，因而利用本實(shí)用新型多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，能起到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防的作 用，從而減少井噴事故的發(fā)生，最大程度上確保鉆井安全、節(jié)約鉆井成本；本裝置還可以對 鉆井液循環(huán)體系進(jìn)行有效地監(jiān)控，為準(zhǔn)確判斷井下情況和泵效率提供了有效的技術(shù)手段， 特別是通過進(jìn)出口流量的對比，能較準(zhǔn)確判斷鉆具是否存在刺漏、環(huán)空是否暢通、是否堵水 眼等。

說明書附圖1是本實(shí)用新型多功能鉆井液智能監(jiān)控儀的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，是由電極及中央處理器構(gòu)成，電極結(jié)構(gòu) 形式采用外插式含鉬不銹鋼電極，其具超強(qiáng)耐磨性，將正負(fù)電極a、b置于被測物體上，正負(fù) 電極a、b通過電纜1與信號采集放大處理電路2聯(lián)接，信號采集放大處理電路2經(jīng)A/D采 樣電路3與中央處理器4聯(lián)接，中央處理器4經(jīng)勵磁控制CPTO與三值波高頻勵磁電路6聯(lián) 接，有電源電路7為中央處理器4、勵磁控制CPTO和三值波高頻勵磁電路6提供電源。因?yàn)?鉆井液的流動特殊性，解決脈動流問題成了重中之重，如果使用傳統(tǒng)的低頻方波勵磁方式， 是不能真實(shí)的表現(xiàn)高流速和低流速以及從低到高的變化量，故本實(shí)用新型的多功能鉆井液 智能監(jiān)控儀主機(jī)采用高頻勵磁方式，把勵磁頻率提高到85赫茲，也就是每秒采集85個流 速點(diǎn)，是傳統(tǒng)方式的14倍。雖然通過高頻勵磁得到了準(zhǔn)確的脈動流狀態(tài)下的準(zhǔn)確流量，但 是高頻勵磁同時也有負(fù)面影響，那就是電噪聲和表現(xiàn)脈動流狀態(tài)下的穩(wěn)定性，監(jiān)控主機(jī)又 在電路中加入了降噪處理和三值波勵磁，也就是在每一個正波負(fù)波之間增加了零點(diǎn)校正功 能，在85個信號采集中間增加了 170個零點(diǎn)矯正，成功的克服了脈動流形成的不穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。即 導(dǎo)電液體在磁場種作切割磁力線運(yùn)動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，測量流量時，流體流過垂 直于流動方向的磁場。導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速(即體積流量)成正比的 電壓信號。其感應(yīng)電壓信號通過兩個與液體直接接觸的電極檢出。并通過電纜傳送至放大 器，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一輸出信號。中央處理器4與顯示電路8、輸入電路9、RS485接口電路11、電流輸出電路12、頻 率輸出電路13和開關(guān)量輸出電路14聯(lián)接。監(jiān)控儀對整個鉆井液循環(huán)體系進(jìn)行全程監(jiān)控，在 出現(xiàn)異常情況下，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聲光報警，臨界值的設(shè)定，實(shí)時存儲、數(shù)據(jù)提取、對比分析等。
權(quán)利要求1.多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，是由電極及中央處理器構(gòu)成，其特征在于正負(fù)電極a、b 通過電纜(1)與信號采集放大處理電路(2 )聯(lián)接，信號采集放大處理電路(2 )經(jīng)A/D采樣電 路(3 )與中央處理器(4 )聯(lián)接，中央處理器(4 )經(jīng)勵磁控制CPU (5 )與三值波高頻勵磁電路 (6 )聯(lián)接，有電源電路(7 )為中央處理器(4 )、勵磁控制CPU (5 )和三值波高頻勵磁電路(6 ) 提供電源。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，其特征在于有顯示電路(8)和輸入 電路(9)與中央處理器(4)聯(lián)接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，其特征在于中央處理器(4)與 外部接口電路(10)聯(lián)接。
4.如權(quán)利要求3所述的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀，其特征在于外部接口電路(10)包括 RS485接口電路(11)、電流 輸出電路(12)、頻率輸出電路(13)和開關(guān)量輸出電路(14)。
專利摘要本實(shí)用新型的多功能鉆井液智能監(jiān)控儀屬于監(jiān)測裝置，是由電極及中央處理器構(gòu)成。有正負(fù)電極a、b通過電纜與信號采集放大處理電路聯(lián)接，信號采集放大處理電路經(jīng)A/D采樣電路與中央處理器聯(lián)接，中央處理器經(jīng)勵磁控制CPU與三值波高頻勵磁電路聯(lián)接，有電源電路為中央處理器、勵磁控制CPU和三值波高頻勵磁電路提供電源。中央處理器與RS485接口電路、電流輸出電路、頻率輸出電路和開關(guān)量輸出電路聯(lián)接。利用本實(shí)用新型多功能鉆井液智能監(jiān)控儀,能起到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防的作用，從而減少井噴事故的發(fā)生，最大程度上確保鉆井安全、節(jié)約鉆井成本；本裝置還可以對鉆井液循環(huán)體系進(jìn)行有效地監(jiān)控。
文檔編號E21B21/08GK201874500SQ20102064111
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者何俊才, 劉世峰, 孟翔, 李冬雪, 蔡柏軍 申請人:大慶宇奧科技有限公司