专利名称：高分辨率钻井液返出流量计的制作方法
技术领域：
本发明高分辨率钻井液返出流量计，特别是指一种在石油、天然气钻井中用于测量返出钻井液流量的装置与技术，实现了测量含有天然气时钻井液流量，为及时准确的掌握井控动态打下坚实的基础。
背景技术：
石油天然气钻井过程当中，测量返出钻井液流量是石油勘探开发工作重要的工作，当气体侵入钻井液后如何高精度、真实、准确测量返出钻井液流量成为石油工业界需要探索的问题，及早判断是否溢流，进而采取有效措施，防止井喷及井喷失控，减少各种损失。针对钻井液返出流量目前存在几种方案，其中运用最多就是挡板式流量计，利用挡板式原理，钻井液流过挡板时，对挡板有冲击力，随着流量的不同，其挡板的冲击力不同， 其冲击力与流量呈一定的关系，这种流量计部件较少，能够长期使用，但是此种流量计使用一段时间后，钻井液就会粘在挡板上，从而导致利用相同挡板时，使用时间长后，测量精度下降，需要定期对挡板进行清洗。经过计算，返出流量从ML/s增加到25L/s时，由于泥浆的粘滞作用，其升高只有2%左右，这导致挡板式流量计在实际测量返出钻井液流量时精度不够。不同准确预测气侵的作用。第二种测量钻井液流量的方式是测量泥浆池液面高度的变化来反映返出管线钻井液流量，采用的类似于浮子液位计，通过浮子位置的变化，转化成泥浆池液位高度的变化，再转化成成流量，这种方法的缺点是对于容器的容积比较敏感，容器容积越大，在体积变化相同时，液位变化越小，例如流量从ML/s增加到25L/s的时候，在一个5米方形的泥浆池中，1小时的液面变化为16. 61mm，延时较长，很难满足现场高精度测量返出管线钻井液流量的需要。第三种测量钻井液流量的方式是通过分支管测量分流量反映返出管线流量，其原理是通过在返出管线下方并联一段分支管，通过测量小管的流量反映返出管线流量，其缺点是自由液面对分支管流量影响较小，当返出流量增大一倍时，其分支管流量采用明显变化，精度较低，不能满足实际需要。另外其他的一些流量计，比如孔板流量计、电磁流量计等虽然在其他行业运用较多，但是由于返出管线流量是非满管，对其测量精度影响很大。
发明内容
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的如图2所示，在隔水管外侧同一高度同时安装超声波与多普勒发射与接收探头， 同时安装超声波与多普勒发射与接收探头充分利用超声波在时差法的优势与多普勒频移的优势，同时检测流量的微小变化。整个信号检测装置如图2所示，在21. 5英寸隔水管外以一定高度差以间隔45度布置布置4组超声波发射/接收装置、4组多普勒发射/接收装置，为保证超声波/多普勒信号的抗干扰性，分别预置4组不同波长信号，分别用于超声波发射/接收装置使用。同时预置另一频段4组不同频率信号，分别用于多普勒发射/接收装置使用。如图3所示，整个信号检测装置利用卡箍紧贴隔水管外壁。检测到的超声波信号与多普勒信号经过放大、滤波，A/D转换，将模拟信号转换成数字信号，采用通讯电缆传输到计算机数据采集与处理装系统。计算机内置超声波与多普勒信号在不同钻井液中传播计算模型，利用该模型计算出返出钻井液在隔水管中的流量。一种石油与天然气钻井过程当中测量返出钻井液流量的方法与装置。本装置是利用超声波在在钻井流体中不同气体含量不同，其超声波发射速度不同，频率不同，同时通过在深水钻井隔水管外壁不同位置同时布置发射装置与接收装置，并通过检测系统记录超声波的发射与接收参数，根据固定计算模型，精确测量返出钻井液流量，进而实现安全高效钻井。
图1高分辨率钻井液返出流量计原理2高分辨率钻井液返出流量计信号装置布置俯视3高分辨率钻井液返出流量计信号装置布置侧视图
权利要求
1.一种石油与天然气钻井过程当中测量返出钻井液流量的方法与装置。本装置的技术特征在于在于多点同时布置超声波发射与接收探头。另外采用自动算法高精度计算去除钻井液中气体的钻井液流量。
2.如权力要求1所述的高分辨钻井液返出流量计，其特征在于所述的实时高分辨钻井液返出流量计包括于多点同时布置超声波发射与接收探头。
3.如权力要求1所述的计算机程序优化控制压井方法与装置，其特征在于采用自动算法高精度计算去除钻井液中气体的钻井液流量
全文摘要
一种石油与天然气钻井过程当中测量返出钻井液流量的方法与装置。本装置是利用超声波在在钻井流体中不同气体含量不同，其超声波发射速度不同，频率不同，同时通过在深水钻井隔水管外壁不同位置同时布置发射装置与接收装置，并通过检测系统记录超声波的发射与接收参数，根据固定计算模型，精确测量返出钻井液流量，进而实现安全高效钻井。
文档编号E21B47/14GK102444399SQ20101050210
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者李相方, 隋秀香 申请人:任美鹏, 李相方, 隋秀香