專利名稱：一種新型泥漿出口流量檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油天然氣鉆井測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種明渠流流量檢測裝置，特別是一種用于井涌、井漏報(bào)警儀中的鉆井液回流流量檢測裝置。
背景技術(shù)：
在鉆井作業(yè)中，石油天然氣開采是高風(fēng)險工作?？碧介_發(fā)過程中，通過向井筒內(nèi)注入鉆井液來平衡地層壓力。這種平衡一旦被破壞，就會出現(xiàn)鉆井液漏失及地層氣體侵入井目艮，發(fā)生井涌和井漏等不良現(xiàn)象。近年來，勘探區(qū)域重點(diǎn)轉(zhuǎn)向地表較復(fù)雜的山前構(gòu)造地區(qū)，由于受不同方向強(qiáng)烈構(gòu)造的應(yīng)力作用，斷層發(fā)育、地層破損嚴(yán)重，井漏發(fā)生率居高不下，井漏造成的時間損失占鉆井總時間的5 8%，嚴(yán)重制約了鉆井工程進(jìn)度。在井涌井噴方面，鉆井中由于各種原因造成地層流體流入井筒，使井內(nèi)鉆井液連續(xù)或間斷噴出，一旦井涌失 去控制，則成為井噴，井噴失控可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，除了造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染外，還會造成設(shè)備毀壞、油氣井報(bào)廢、人員傷亡等嚴(yán)重后果。作為石油天然氣鉆井勘探過程中的“井控安全”環(huán)節(jié)當(dāng)屬重中之重角色。井控對井涌和井漏報(bào)警有明確的要求。在確保井控安全措施方面除了精良的井控設(shè)備外，對流量差井涌井漏顯示的及時、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)是實(shí)施井控，預(yù)防井漏井噴的基礎(chǔ)和前提。泥漿回流量的變化趨勢即是對流量差的一個最直觀的反映。但是，目前常用的靶式流量計(jì)，其靶板在鉆井液中易粘附泥漿結(jié)塊，嚴(yán)重影響測量精度，尤其是當(dāng)流量較小時，造成的誤差更大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測泥漿回流的流量，并以此作為判斷泥漿是否出現(xiàn)漏失的依據(jù)的一種新型泥漿出口流量檢測儀，采用傳統(tǒng)的泵沖數(shù)流量儀，準(zhǔn)確的測量出泥漿的注入流量，再應(yīng)用本實(shí)用新型檢測出回流泥漿流量，對流入和流出泥漿比例的變化趨勢進(jìn)行分析，可作為井涌或者泥漿漏失的檢驗(yàn)依據(jù)，一旦井筒泥漿出現(xiàn)漏失或發(fā)生氣侵，便可及時采取適當(dāng)?shù)木卮胧﹣眍A(yù)防井噴發(fā)生，解決了目前泥漿回流管流量計(jì)精度不高、反映滯后等問題。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種新型泥漿出口流量檢測儀，它包括節(jié)流管、超聲波液位傳感器、超聲波多普勒探針和計(jì)算及顯示報(bào)警單元，節(jié)流管由矩形節(jié)流組件和位于矩形節(jié)流組件兩端的喇叭口節(jié)流組件組成，節(jié)流管安裝于鉆井液出口管線上，矩形節(jié)流組件頂部安裝有超聲波液位傳感器，矩形節(jié)流組件底部安裝有超聲波多普勒探針，超聲波多普勒探針、超聲波液位傳感器、計(jì)算及顯示報(bào)警單元之間分別電連接。本實(shí)用新型的有益效果是(I)本實(shí)用新型提供一種新型泥漿出口流量檢測儀，解決了目前泥漿回流管流量計(jì)精度不高、反映滯后等問題，測量段采用矩形截面代替了傳統(tǒng)的圓形截面，使液流截面與液位呈線性關(guān)系，采用受泥漿中巖屑影響較小的多普勒流量計(jì)，從而有效提高了測量值的精度及可靠度，測量結(jié)果更加精確；[0008](2)本實(shí)用新型提供一種新型泥漿出口流量檢測儀，根據(jù)泥漿回流管內(nèi)流量變化較大的特點(diǎn)，采用超聲波液位傳感器，并配合對液面高度反映呈線性并且更為靈敏的矩形節(jié)流組件，再利用多普勒探針測得當(dāng)?shù)亓魉?，利用流速分布?guī)律，計(jì)算出平均流速，采用流速-面積法得到并顯示單位流量，具有結(jié)構(gòu)簡單，測量精度及可靠度高，能適應(yīng)復(fù)雜工況和復(fù)雜流體，可應(yīng)用于鉆井液回流流量檢測，也可廣泛應(yīng)用于其它明渠流的流量檢測等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A-A面剖視圖；圖中，I-超聲波液位傳感器，2-超聲波多普勒探針，3-計(jì)算及顯示報(bào)警單元，4-節(jié)流管，5-鉆井液出口管線，6-矩形節(jié)流組件，7-喇叭口節(jié)流組件，8-井筒。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖I、圖2所示，一種新型泥漿出口流量檢測儀，它包括節(jié)流管4、超聲波液位傳感器I、超聲波多普勒探針2和計(jì)算及顯示報(bào)警單元3，節(jié)流管4由矩形節(jié)流組件6和位于矩形節(jié)流組件6兩端的喇叭口節(jié)流組件7組成，喇叭口節(jié)流組件7用于緩沖入口鉆井液來流，矩形節(jié)流組件6為流量檢測區(qū)，檢測區(qū)液流截面積與液位高度呈正比，節(jié)流管4安裝于鉆井液出口管線5上，經(jīng)過測量后的回流泥漿通過鉆井液出口管線5的出口端流到振動篩，矩形節(jié)流組件6頂部安裝有超聲波液位傳感器1，矩形節(jié)流組件6底部安裝有超聲波多普勒探針2，超聲波多普勒探針2、超聲波液位傳感器I、計(jì)算及顯示報(bào)警單元3之間分別電連接，用于完成鉆井液回流流量的測量、顯示和報(bào)警工作。本實(shí)用新型的工作過程超聲波液位傳感器I和超聲波多普勒探針2將所測結(jié)果傳送給計(jì)算及顯示報(bào)警單元3，計(jì)算及顯示報(bào)警單元3根據(jù)所測的泥漿液面高度和管道幾何形狀，計(jì)算出管線中泥漿流的橫截面，將液位值轉(zhuǎn)換為即時液流截面積，根據(jù)流場規(guī)律將所測底部液流速度轉(zhuǎn)換為平均速度，并利用面積-速度方法，計(jì)算即時流量并顯示在顯示屏上。當(dāng)被測流量異常升高時，說明井筒內(nèi)有溢流發(fā)生；當(dāng)被測流量異常降低時，說明井筒內(nèi)有井漏發(fā)生。也可用所得結(jié)果與泵入井內(nèi)鉆井液量即時流量的差值來判斷是否出現(xiàn)溢流和井漏，差值為正說明井漏發(fā)生，差值為負(fù)說明溢流發(fā)生。顯示報(bào)警單元用于顯示流量值，并檢測流量異常變化，當(dāng)鉆井液出口流量發(fā)生異常變化時啟動聲光報(bào)警系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種新型泥漿出口流量檢測儀，其特征在于它包括節(jié)流管(4)、超聲波液位傳感器(I)、超聲波多普勒探針(2)和計(jì)算及顯示報(bào)警單元(3)，節(jié)流管(4)由矩形節(jié)流組件(6)和位于矩形節(jié)流組件(6)兩端的喇叭口節(jié)流組件(7)組成，節(jié)流管(4)安裝于鉆井液出口管線(5 )上，矩形節(jié)流組件(6 )頂部安裝有超聲波液位傳感器(I)，矩形節(jié)流組件(6 )底部安裝有超聲波多普勒探針(2)，超聲波多普勒探針(2)、超聲波液位傳感器(I)、計(jì)算及顯示報(bào)警單元(3)之間分別電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型泥漿出口流量檢測儀，節(jié)流管(4)由矩形節(jié)流組件(6)和矩形節(jié)流組件(6)兩端的喇叭口節(jié)流組件(7)組成，節(jié)流管(4)安裝于鉆井液出口管線(5)上，矩形節(jié)流組件(6)頂部和底部分別安裝有超聲波液位傳感器(1)、超聲波多普勒探針(2)，超聲波多普勒探針(2)、超聲波液位傳感器(1)、計(jì)算及顯示報(bào)警單元(3)之間分別電連接。本實(shí)用新型解決了目前泥漿回流管流量計(jì)精度不高、反映滯后等問題，測量段采用矩形截面，使液流截面與液位呈線性關(guān)系，采用受泥漿中巖屑影響較小的多普勒流量計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單，測量精度及可靠度高，適應(yīng)復(fù)雜工況和復(fù)雜流體，廣泛應(yīng)用于鉆井液回流流量和其它明渠流流量檢測。
文檔編號E21B21/08GK202596621SQ20122022539
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者劉清友, 程俊豐, 王國榮, 謝沖 申請人:西南石油大學(xué)