一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统的制作方法
【专利摘要】一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，它包括储液箱、螺杆泵以及串联设置的两路钻井液检测管路，所述两路钻井液检测管路的钻井液流入端通过螺杆泵与钻井液输送干线相连通，钻井液流出端与储液箱相连通；所述两路钻井液检测管路均分别依次设置有溢流阀、减压阀、压力表和科里奥利质量流量计，在溢流阀和减压阀之间设置一球阀，所述压力表设置在科里奥利质量流量计的入口处，所述科里奥利质量流量计的出口处设置有一球阀；所述溢流阀通过溢流管路与储液箱相连通，所述螺杆泵通过一球阀与钻井液输送干线相连通。本实用新型具有实时检测钻井液压强与其密度和质量流量关系的优点，提高了对钻井液密度和质量流量的检测精确度。
【专利说明】
一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钻井液检测【技术领域】，具体涉及一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统。
【背景技术】
[0002]石油开采过程中，钻井液是一种不可或缺的物质，有着重要作用:1、清洁井底，携带岩屑，避免钻头重复切削，减少钻头的磨损；2、平衡井壁岩石侧压力，防止井壁坍塌；3、平衡地层压力，防止井喷、井漏；4、冷却和润滑钻头，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命等。在线检测钻井液的密度和质量流量以实现对钻井液各组成成分的物料比进行精确控制是保证钻井液发挥上述重要作用的必要条件，影响钻井液密度和质量流量精确检测的因素主要有钻井液的压强变化和外界振动等。
[0003]目前，用于在线检测钻井液密度和质量流量的设备主要有同位素仪表和科里奥利质量流量计，同位素仪表具有放射性物质，长时间使用会影响人的健康，此外，同位素仪表价格昂贵，大量采用会造成生产成本过高。
[0004]对于科里奥利质量流量计，虽然不存在放射性物质危害人体健康的不足，但在使用科里奥利质量流量计检测钻井液的密度和质量流量时采用的是单一压强，即在一个固定的压强下检测钻井液的密度和质量流量，难以实时判断钻井液的压强的变化对检测的钻井液密度和质量流量的影响，因此，采用单一压强的密度和质量流量检测系统不利于钻井液密度和质量流量的精确检测。
实用新型内容
[0005]为了克服以上技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其不仅安全、高效，而且能够提高对钻井液密度和质量流量的检测精确度。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，包括储液箱、螺杆泵和钻井液检测管路，所述钻井液检测管路包括串联设置的第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路，所述第一路钻井液检测管路的钻井液流入端通过螺杆泵与钻井液输送干线相连通，第二路钻井液检测管路的钻井液流出端与储液箱相连通；所述的第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路均分别依次设置有溢流阀、减压阀、压力表和科里奥利质量流量计，在溢流阀和减压阀之间设置一球阀，所述压力表设置在科里奥利质量流量计的入口处，所述科里奥利质量流量计的出口处设置有一球阀；所述溢流阀通过溢流管路与储液箱相连通，所述螺杆泵通过一球阀与钻井液输送干线相连通。
[0007]进一步地，该检测系统还包括支撑台，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中的螺杆泵分别通过支架固定在支撑台上，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中的科里奥利质量流量计分别通过振动台固定在支撑台上。
[0008]优选地，所述支架分别通过螺栓与螺杆泵和支撑台固定连接。
[0009]优选地，所述振动台包括振动台面、振动支架和两个振动电机，所述振动支架通过螺栓安装在支撑台上，所述振动台面通过支撑弹簧设置在振动支架上，所述科里奥利质量流量计通过螺栓安装在振动台面的中间位置，所述两个振动电机分别对称设置在科里奥利质量流量计两侧的振动台面上，所述振动电机的转轴与科里奥利质量流量计中钻井液流动方向平行且振动电机的转轴上安装有偏心块。
[0010]优选地，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中减压阀设定的压强不相同。
[0011]优选地，所述第一路钻井液检测管路中减压阀的压强设置为I?30Mpa，所述第二路钻井液检测管路中减压阀的压强设置为0.101?4MPa。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，避免了放射性元素的使用，保证安全的同时降低了生产成本，采用双压强检测法，即在对同一钻井液施加不同的两种压强的条件下检测钻井液的密度和质量流量，提高了对钻井液密度和质量流量的检测精确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图；
[0014]图2是图1的左视图(放大I倍)；
[0015]图3是本实用新型一振动台的放大图(放大3倍)；
[0016]图4是图3的俯视图(放大3倍)；
[0017]图5是本实用新型另一振动台的放大图(放大3倍)；
[0018]图6是图5的俯视图(放大3倍)。
[0019]图中:I储液箱，2输入管路，3减压阀甲，4科里奥利质量流量计甲，5振动台甲，6减压阀乙，7科里奥利质量流量计乙，8输出管路，9溢流管路，1球阀丙，11球阀乙，12球阀甲，13螺杆泵，14压力表甲，15压力表乙，16溢流阀甲，17溢流阀乙，18振动台乙，19球阀丁，20支架甲，22支撑台，23球阀戊，24支架乙。
【具体实施方式】
[0020]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
[0021]如图1和图2所示，本实用新型的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，包括储液箱1、螺杆泵13和钻井液检测管路，所述钻井液检测管路包括串联设置的第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路，所述第一路钻井液检测管路的钻井液流入端通过螺杆泵13与钻井液输送干线相连通，第二路钻井液检测管路的钻井液流出端与储液箱I相连通。所述第一路钻井液检测管路由溢流阀甲16、球阀甲12、减压阀甲3、压力表甲14、科里奥利质量流量计甲4和球阀戊23构成，所述第二路钻井液检测管路由溢流阀乙17、球阀乙11、减压阀乙6、压力表乙15、科里奥利质量流量计乙7和球阀丙10构成。通过输入管路2输入钻井液；所述的球阀丁 19安装在所述螺杆泵13前面；沿钻井液输送方向，所述的输入管路2上依次安装有螺杆泵13、溢流阀甲16、球阀甲12、减压阀甲3、压力表甲14、科里奥利质量流量计甲4、球阀戊23、溢流阀乙17、球阀乙11、减压阀乙6、压力表乙15、科里奥利质量流量计乙7和球阀丙10 ;所述的溢流管路9的一端与储液箱I的入口 A通过螺纹连接，溢流管路9的另一端与所述的溢流阀甲16连接；所述输出管路8的一端与储液箱I的入口 B通过螺纹连接，输出管路8的另一端与球阀丙10连接；所述的球阀丁 19的两端固定在支架乙24上。所述的螺杆泵13通过螺栓安装在所述的支架甲20上，所述的支架甲20通过螺栓固定在所述的支撑台22上。
[0022]如图3至图6所示，所述的科里奥利质量流量计甲4通过螺栓固定在所述的振动台甲5的振动台台面的中间位置处，所述的振动台甲5的振动台支架通过螺栓固定在所述的支撑台22上；所述的科里奥利质量流量计乙7通过螺栓固定在所述的振动台乙18的振动台台面的中间位置处，所述的振动台乙18的振动台支架通过螺栓固定在所述的支撑台上22 ;所述的科里奥利质量流量计甲4和科里奥利质量流量计乙7的性能指标相同。所述振动台甲5包括振动台面、振动支架、振动电机A和振动电机B，所述振动台乙18包括振动台面、振动支架、振动电机C和振动电机D。所述的振动电机A和振动电机B上均安装有偏心块，振动电机A和振动电机B的主轴与钻井液流动方向平行，振动电机A和振动电机B通过螺栓安装在振动台甲5的振动台台面的边缘的中间位置处，振动电机A和振动电机B关于科里奥利质量流量计甲4对称；所述的振动电机C和振动电机D上均安装有偏心块，振动电机C和振动电机D的主轴与钻井液流动方向平行，振动电机C和振动电机D通过螺栓安装在振动台乙18的振动台台面的边缘的中间位置处，振动电机C和振动电机D关于科里奥利质量流量计乙7对称；所述的振动台甲、振动台乙的振动台台面和振动台支架间安装有支承弹黃。
[0023]所述的科里奥利质量流量计甲4中钻井液的压强范围为I?30MPa，所述的科里奥利质量流量计乙7中钻井液的压强范围为0.101 (I个标准大气压)?4MPa。
[0024]下面结合附图介绍实施例的工作过程:
[0025]工作时，打开球阀甲12、球阀乙11、球阀丙10、球阀丁 19和球阀戊23，钻井液由输入管路2流入所述的检测系统，流入的钻井液沿输入管路2依次流经螺杆泵13、溢流阀甲16、球阀甲12、减压阀甲3、压力表甲14、科里奥利质量流量计甲4、球阀戊23、溢流阀乙17、球阀乙11、减压阀乙6、压力表乙15、科里奥利质量流量计乙7和球阀丙10 ;由螺杆泵13对钻井液加压，由减压阀甲3调节钻井液的压强，由压力表甲14检测出高压钻井液的压强值P1,由科里奥利质量流量计甲4检测出P1S强下的钻井液的密度和质量流量；由减压阀乙6调节流出科里奥利质量流量计甲4的钻井液的压强，由压力表乙15检测调压后钻井液的压强P2,由科里奥利质量流量计乙7检测出P2压强下钻井液的密度和质量流量，然后，通过减压阀甲3调节流经科里奥利质量流量计甲4的钻井液的压强，通过减压阀乙6调节流经科里奥利质量流量计乙7的钻井液的压强，保持所述的流经科里奥利质量流量计甲4的钻井液的压强大于流经科里奥利质量流量计乙7的钻井液的压强，检测并分析科里奥利质量流量计甲4和科里奥利质量流量计乙7检测的调压后的钻井液的密度和质量流量，可得出压强因素对钻井液密度和质量流量影响的规律。
[0026]给定两部分钻井液的压强、温度以及流速，调节振动台甲5和振动台乙18的振动参数，调节振动台甲5和振动台乙18的振动频率的和振幅等参数，由科里奥利质量流量计甲4检测出由减压阀甲3调压后的钻井液的密度和质量流量；由科里奥利质量流量计乙7检测出由减压阀乙6调压后的钻井液的密度和质量流量，可得出外界振动对科里奥利质量流量计检测精度的影响。
[0027]本实用新型提供了一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，在对同一钻井液施加不同的两种压强的条件下检测钻井液的密度和质量流量，不仅能够实时检测钻井液的压强变化对钻井液密度和质量流量检测值的影响，而且还可以检测外界振动对科里奥利质量流量计检测精度的影响。
[0028]此外，本实用新型的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本实用新型的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本实用新型描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本实用新型可以对它们进行应用。因此，本实用新型所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【权利要求】
1.一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，包括储液箱、螺杆泵和钻井液检测管路，所述钻井液检测管路包括串联设置的第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路，所述第一路钻井液检测管路的钻井液流入端通过螺杆泵与钻井液输送干线相连通，第二路钻井液检测管路的钻井液流出端与储液箱相连通；所述的第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路均分别依次设置有溢流阀、减压阀、压力表和科里奥利质量流量计，在溢流阀和减压阀之间设置一球阀，所述压力表设置在科里奥利质量流量计的入口处，所述科里奥利质量流量计的出口处设置有一球阀；所述溢流阀通过溢流管路与储液箱相连通，所述螺杆泵通过一球阀与钻井液输送干线相连通。
2.根据权利要求1所述的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，还包括支撑台，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中的螺杆泵分别通过支架固定在支撑台上，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中的科里奥利质量流量计分别通过振动台固定在支撑台上。
3.根据权利要求2所述的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，所述支架分别通过螺栓与螺杆泵和支撑台固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，所述振动台包括振动台面、振动支架和两个振动电机，所述振动支架通过螺栓安装在支撑台上，所述振动台面通过支撑弹簧设置在振动支架上，所述科里奥利质量流量计通过螺栓安装在振动台面的中间位置，所述两个振动电机分别对称设置在科里奥利质量流量计两侧的振动台面上，所述振动电机的转轴与科里奥利质量流量计中钻井液流动方向平行且振动电机的转轴上安装有偏心块。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，所述第一路钻井液检测管路和第二路钻井液检测管路中减压阀设定的压强不相同。
6.根据权利要求5所述的一种串联式双压钻井液密度和质量流量检测系统，其特征是，所述第一路钻井液检测管路中减压阀的压强设置为I?30Mpa，所述第二路钻井液检测管路中减压阀的压强设置为0.101?4MPa。
【文档编号】G01F1/84GK204085573SQ201420565885
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】宋方臻, 李栋, 宋波, 马玉真, 王新华, 陶立英 申请人:济南大学