专利名称：矩形槽式钻井液返出流量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是在钻井随钻检测领域中測量出口返出流量的技术，具体涉及的是矩形槽式钻井液返出流量測量装置。ニ、背景技术石油天然气资源钻井过程中如果地层压カ大于井内钻井液压カ将会出现地层流体侵入井眼的现象，称为溢流，如果处理不当将会导致井喷甚至失去控制，造成恶性安全事故。预防井喷和井喷失控的关键就是及时发现溢流，相关检测溢流的装置做出快速准确的预警，发现溢流越早，处理溢流的难度也越小，发生井喷的概率就越低。钻井现场普遍应用的溢流检测方法有两种，分别是钻井液池液位检测方法和流量差法。(I)钻井液池液位检测方法这种溢流检测方法目前使用最为普遍。该方法通过观察或测量钻井液池内液面高度变化来估计液体总量增减，判断是否有地层流体侵入。但采用该方法井口和钻井液池之间为返出管线连接，长度约Γ Οπι，当溢流发生时，井内流体流量开始增多，但需流经返出管线至钻井液池积累，这需要一定时间，也就是说，从溢流开始至钻井液池体积增量达到报警上限期间不会发出溢流预警，溢流预警时间被大大延迟，起不到早期预警的效果。(2)流量差法该方法測量或计算泵入井内与循环出井的钻井液量差值来判断是否出现溢流和井漏，差值为正说明溢流发生，差值为负说明井漏发生，检测精度比钻井液池液位检测法高。泵入井内的钻井液排量因泵冲数计量很容易，所以入井钻井液量容易获得，而循环出井的钻井液流量測量时钻井液必须充满圆管形成有压管路，或者说管内不能有自由液面，这是由电磁流量计或科里奥利质量流量计工作原理所決定的，但是在整个钻井过程中由于不同钻进阶段应用的钻井液排量差异巨大，所以无法保证整个钻井过程中钻井液始終充满圆管。以上两种检测溢流的方法均存在一定的缺陷，近十年的大量井喷案例也证明了现有的溢流检测手段需要改进和完善，早期发现溢流，将井喷发生的风险降至最低。三、发明内容本实用新型的目的是提供矩形槽式钻井液返出流量測量装置，它用于解决现有的钻井液返出流量測量不准确的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种矩形槽式钻井液返出流量測量装置由光学液位传感器、矩形槽、信号调理与预处理装置、数据采集単元、客户端计算机、声光报警装置组成，光学液位传感器安装在传感器支架上，传感器支架安装在支架滑轨上；光学液位传感器、信号调理与预处理装置、数据采集単元、客户端计算机、声光报警装置依次连接。上述方案中光学液位传感器架设在矩形槽上方约2(T30cm处的传感器支架上。有益效果[0016]I、本实用新型不用改变井场现有装备，钻井队普遍使用的矩形槽钻井液返出管线内就可以实时測量流量，在常规钻井装备中就可实现流量差法溢流检测，与钻井液池液位检测法相比预警时间大幅度提前，检测精度大幅提高，能够给钻井现场工作人员更充裕的时间关井，有效地预防井喷事故发生，该实用新型实时检测溢流的同时亦可监测井漏是否发生。2、本实用新型通过光学液位传感器測量矩形槽内测量某固定截面液位高度，不与钻井液接触，避免钻井液中固相影响测量精度。3、本实用新型解决了流量差法測量流量需要钻井液返出管线必须为圆管，且充满圆管形成有压管路的限制问题。
图I本实用新型测量装置结构示意图。I矩形槽2喇叭ロ开窗3矩形槽内钻井液液面4传感器支架5光学液位传感器6信号调理与预处理装置7数据采集単元8客户端计算机9声光报警灯 10喇叭ロ 11环形防喷器12钻台平面13方钻杆五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进ー步的说明如图I所示，这种矩形槽式钻井液返出流量測量装置由高精度光学液位传感器5、矩形槽I、信号调理与预处理装置6、数字信号传输总线、数据采集単元7、客户端计算机8、声光报警装置组成，在石油钻井现场钻井液敞开式循环时，返出流量測量多为在井口处设置喇叭ロ 10和环形防喷器11，喇叭ロ 10和环形防喷器11在钻台平面12下面，方钻杆13从喇叭ロ 10穿出，矩形槽I也就是钻井液返出矩形槽管线，矩形槽内钻井液液面3是自由液面，矩形槽I与喇叭ロ开窗2相通。本实用新型不用改变井场现有装备，将高精度光学液位传感器5架设在矩形槽I上方约2(T30cm处的传感器支架4上，以免钻井液迸溅影响测量，传感器支架4安装在支架滑轨上；信号调理与预处理装置6、数字信号传输总线、数据采集単元7、客户端计算机8按照公知技术连接，声光报警装置为声光报警灯9。本实用新型矩形槽内的測量区间，以与喇叭ロ开窗连接处为起点，取(1/5 1/2) L之间为测点，其中L为矩形槽长度。这种矩形槽式钻井液返出流量測量装置通过高精度光学液位传感器5实时测量液面高度等辅助变量，输出模拟辅助变量信号至信号调理与预处理装置6，对模拟辅助变量信号进行放大、隔绝、滤波、运算等预处理，经信号调理与预处理装置6后输出数字辅助变量信号。数据采集単元7通过总线连接，实时采集数字辅助变量信号，并通过客户端计算机接ロ输入辅助变量数据至客户端计算机8。辅助变量数据经客户端计算机8计算得到钻井液返出流量Q值。最后客户端计算机依据Q值是否达到报警上限执行是否启动声光报警灯9。
权利要求1.ー种矩形槽式钻井液返出流量測量装置，其特征在于这种矩形槽式钻井液返出流量測量装置由光学液位传感器(5)、矩形槽(I)、信号调理与预处理装置(6)、数据采集単元(7)、客户端计算机(8)、声光报警装置组成，光学液位传感器(5)安装在传感器支架(4)上，传感器支架(4)安装在支架滑轨上；光学液位传感器(5)、信号调理与预处理装置(6)、数据采集单元(7 )、客户端计算机(8 )、声光报警装置依次连接。
2.根据权利要求I所述的矩形槽式钻井液返出流量測量装置，其特征在于所述的光学液位传感器(5)架设在矩形槽(I)上方约20 30cm处的传感器支架(4)上。
专利摘要本实用新型涉及的是矩形槽式钻井液返出流量测量装置，这种矩形槽式钻井液返出流量测量装置由光学液位传感器、矩形槽、信号调理与预处理装置、数据采集单元、客户端计算机、声光报警装置组成，光学液位传感器安装在传感器支架上，传感器支架安装在支架滑轨上；光学液位传感器、信号调理与预处理装置、数据采集单元、客户端计算机、声光报警装置依次连接。本实用新型不用改变井场现有装备，钻井队普遍使用的矩形槽钻井液返出管线内就可以实时测量流量，检测精度高，可实现早期预警，能有效地预防井喷事故发生。
文档编号E21B21/08GK202596619SQ201220222560
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者孙晓峰, 闫铁, 毕雪亮, 吴延泽, 王克林, 张婷 申请人:东北石油大学