专利名称：油气侵监测报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测系统，尤其是涉及一种能够及时对油气侵现象进行报警的油气侵监测报警系统。
背景技术：
井喷失控是油气田生产过程中的灾难性事故，井控工作是石油与天然气勘探开发过程中的重要组成部分，是安全生产的重中之重。井喷是一个由油气水侵、溢流、井涌、井喷和井喷失控组成的发展过程，且从油气水侵发展到溢流时间长，溢流到井涌之间时间较长，而井涌到井喷时间短。从油气水侵到井喷需要一个发展过程，只要监测到这个过程的发生(即井喷前兆)，及时采取井控技术措施，在一般情况下就可以避免井喷的发生。因此，“井控的关键是及时发现溢流”应成为钻井工作者的警句。如能尽早监测到井喷前兆并报警，侵 入井筒的油气水较少，井内液柱的压力还基本保持，关井压力较低，也有利于排除溢流压井作业[1]。油气侵监测报警系统(the Detection and Alarm System of Invasion of Oil,Gas and Water(DASIOGff))是一种新型的井喷前兆监测报警装置，主要用于在石油勘探开发的钻井和井下作业过程中的井控；利用对井控早期前兆(油气水侵)的地面监测，并及时发出警报提醒施工人员采取井控技术措施，达到避免井喷失控发生的目的。目前，在钻井和井下作业过程中一般通过监测泥浆罐液面上升或在停泵情况下钻井液出口有无钻井液的返出来判断溢流的发生(钻井液总体积变化量(包括起下钻相对变化量)超过Im3以上。专人、定点观察和循环罐液面变化)。由于油气水侵入时进入井筒的油气水量较小，随后溢流的发生，进入井筒的油气水量逐渐增大；这样泥浆罐液面上升需要溢流达到一定量时才能发现；因此，溢流监测方法只能在油气水侵已经发生一段时间和程度后溢流已经发生才能监测泥浆罐液面上升，判断溢流的发生并报警，其井控的时效性较差。鉴于现有方法的时效性存在问题，需要设计一种能发现井喷早期前兆的监测报警系统，以便能及时采取措施避免井喷的发生。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种油气侵监测报警系统，使其对井筒内的钻井液的变化监测更为灵敏和及时。本实用新型的技术解决方案是一种油气侵监测报警系统，其中，其设置于油气井的井口装置上，包括钻井液循环状态测量装置、对比分析装置及报警装置；所述钻井液循环状态测量装置包括入口流量计量设备及出口流量计量设备，所述入口流量计量设备设置于钻井液输入管道上，所述出口流量计量设备设置于钻井液输出管道上；所述钻井液循环状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接，所述对比分析装置与所述报警装置电缆连接。[0009]上述的油气侵监测报警系统，其中，还设有钻井液静止状态测量装置，其包括液面液位计量设备，所述液面液位计量设备固定于所述井口装置上且对应钻井液液面设置，所述钻井液静止状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接。上述的油气侵监测报警系统，其中，所述对比分析装置为一计算机或PLC控制器。上述的油气侵监测报警系统，其中，所述报警装置包括本地报警装置及远程报警
>J-U装直。上述的油气侵监测报警系统，其中，所述报警装置为声音报警设备，或者是声光报警设备。上述的油气侵监测报警系统，其中，所述液面液位计量设备为液位计或者测距仪。由以上说明得知，本实用新型与现有技术相比较，确实可达到如下的功效本实用新型的油气侵监测报警系统，是一种井喷前兆的监测，是利用监测井筒内钻井液体积的变化来判断井下油气水侵的发生，只要井筒内钻井液体积有较小变化就能判断井下油气水侵的发生，这样不仅可以监测井喷早期前兆(井控的失效性明显提高)，而且油气水侵入的量较小，利于排除油气水侵的钻井液和油井压力控制。油气侵监测报警系统不仅为油气井压力控制赢得时间，而且显著降低油气井压力控制的难度，这样就解决井控的关键问题。因此，该系统能在在石油勘探开发的钻井和井下作业过程中的井控工作发挥有重要作用。
图I为本实用新型油气侵监测报警系统的钻井液循环情况下的结构示意图；图2为本实用新型油气侵监测报警系统的钻井液静止情况下的结构示意图。主要元件标号说明本实用新型I:对比分析装置2:报警装置3:入口流量计量设备4:出口流量计量设备 5:液面液位计量设备
具体实施方式
本实用新型的一种油气侵监测报警系统，其设置于油气井的井口装置上，包括钻井液循环状态测量装置、对比分析装置及报警装置；所述钻井液循环状态测量装置包括入口流量计量设备及出口流量计量设备，所述入口流量计量设备设置于钻井液输入管道上，所述出口流量计量设备设置于钻井液输出管道上；所述钻井液循环状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接，所述对比分析装置与所述报警装置电缆连接。为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参照图I所示，为本实用新型的一种油气侵监测报警系统较佳实施例的循环钻井液的结构示意图，如图所示，该油气侵监测报警系统设置于油井的井口装置上，包括对比分析装置I、报警装置2及钻井液循环状态测量装置；所述钻井液循环状态测量装置包括入口流量计量设备3及出口流量计量设备，所述入口流量计量设备3设置于钻井液输入管道上，用以对应监测经由入口管道进入井中的钻井液的流量；所述出口流量计量设备设置于钻井液输出管道上，用以监测经由输出管道流出钻井的钻井液的流量；所述钻井液循环状态测量装置与所述对比分析装置I电缆连接，从而将钻井液循环状态进入和流出井筒中的流量大小的信号发送给对比分析装置I;对比分析装置I通过预先编制好的计算分析程序对传输的两组信号进行实时的对比计算，监控进入流量与流出流量之间的差值大小；而所述对比分析装置I与所述报警装置2电缆连接，借此，当对比分析装置I监测到进入流量和流出流量的差 值(流出流量减去进入流量所得的差值)大小超过设定值的同时，发送一个警报触发信号至报警装置2上，从而使报警装置2动作提醒作业人员井内钻井液的流量发生异常，提前对有可能发生油气侵的钻井进行预先处理。请再参照图2所示，为本实用新型的油气侵监测报警系统较佳实施例的钻井液静止状态测量装置的结构示意图；如图所示，本实用新型的油气侵监测报警系统，除了包括钻井液循环状态测量装置以外，较住的，还设有钻井液静止状态测量装置。该钻井液静止状态测量装置包括液面液位计量设备5，所述液面液位计量设备5固定于所述井口装置上且对应钻井液液面设置，所述钻井液静止状态测量装置与所述对比分析装置I电缆连接。借此，通过液面液位计量设备5对井中静止的钻井液的液位情况进行监测，并实时将监测到的液位高度信号发送给对比分析装置1，对比分析装置I通过预先设定的对比分析程序对液位的变化量进行分析；同时，当对比分析装置I对比分析结果所得到的液位变化量超过设定值时，对比分析装置I发出一个警报触发信号至报警装置2上，从而使报警装置2动作提醒作业人员井内钻井液的流量发生异常，提前对有可能发生油气侵的钻井进行预先处理。本实用新型的油气侵监测报警系统，其较佳的实施例中，所述对比分析装置I为一计算机或PLC控制器；通过预先在计算机或PLC控制器中写入的计算分析程序，对钻井液测量装置所发送过来的信号进行计算和分析，并判断是否超过设定的变化值，若超过，则发出一个警报触发信号至报警装置2，触发报警装置2报警。本实用新型的油气侵监测报警系统，其较佳的实施方式中，所述报警装置2包括本地报警装置及远程报警装置，本地报警装置设置于油井的附近，便于现场操作和监控的操作人员对油井进行及时的监控，而远程报警装置则可以是经由网络传输等技术连接设置于远程监控室或其他用于监控油井的场所，便于各个调控部门对油井实时的情况进行监控。本实用新型的油气侵监测报警系统，其较佳的实施例中，所述报警装置2为声音报警设备，或者是声光报警设备。声音报警可以是例如警铃、喇叭等，光报警可以是灯光闪烁报警设备等。本实用新型的油气侵监测报警系统，其较佳的实施例中，所述液面液位计量设备5为液位计或者测距仪，通过液位计或测距仪均可以于油井的静止钻井液的液面上进行测量，获得液位变化的信息。本实用新型的油气侵监测报警系统的一方面(即钻井液循环情况下油气侵监测报警)在钻井和井下作业时需要分别测量钻井液入井和出口的流量，在结合施工工况条件下通过对这两个流量进行对比分析，就能及时监测到井下油气水侵的发生。一般情况下钻井液入井和出口两个流量应该相等，但是作业工况的不同，钻井液入井和出口两个流量间可能存在一定合理的差值(如钻进过程中钻屑的混入钻井液就可造成钻井液的出口流量大于入井流量)，这样在结合不同作业工况情况对比分析钻井液出口和入井两个流量关系及其变化趋势，如果出口流量大于入井流量并超过合理的差值，且这种关系持续或增大，就能判定油气水侵入井筒的发生，可以发出警报提醒施工人员采取井控技术措施。本实用新型的油气侵监测报警系统的另一方面(即钻井液非循环情况下油气侵监测报警)通过测量井筒内井口处钻井液液面高度的增加来监测井喷早期前兆并报警，其原理见图2。在钻井液停止循环情况下井筒内井口处钻井液液面不断上升，就表明井下油气侵入井筒的发生，可以发出警报提醒施工人员采取井控技术措施。这种井喷前兆的监测方法是利用监测井筒内钻井液体积的变化来判断井下油气水侵的发生，只要井筒内钻井液体积有较小变化就能判断井下油气水侵的发生，这样不仅可以监测井喷早期前兆(井控的失效性明显提高)，而且油气水侵入的量较小，利于排除油气水侵的钻井液和油井压力控制。油气侵监测报警系统不仅为油气井压力控制赢得时间，而且显著降低油气井压力控制的难度，这样就解决井控的关键问题。因此，该系统能在在石油勘探开发的钻井和井下作业过程中的井控工作发挥有重要作用。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种油气侵监测报警系统，其特征在于，其设置于油气井的井口装置上，包括钻井液循环状态测量装置、对比分析装置及报警装置； 所述钻井液循环状态测量装置包括入口流量计量设备及出口流量计量设备，所述入口流量计量设备设置于钻井液输入管道上，所述出口流量计量设备设置于钻井液输出管道上； 所述钻井液循环状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接，所述对比分析装置与所述报警装置电缆连接。
2.如权利要求I所述的油气侵监测报警系统，其特征在于，还设有钻井液静止状态测量装置，其包括液面液位计量设备，所述液面液位计量设备固定于所述井口装置上且对应钻井液液面设置，所述钻井液静止状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接。
3.如权利要求I所述的油气侵监测报警系统，其特征在于，所述对比分析装置为一计算机或PLC控制器。
4.如权利要求I所述的油气侵监测报警系统，其特征在于，所述报警装置包括本地报警装置及远程报警装置。
5.如权利要求I或4所述的油气侵监测报警系统，其特征在于，所述报警装置为声音报警设备，或者是声光报警设备。
6.如权利要求2所述的油气侵监测报警系统，其特征在于，所述液面液位计量设备为液位计或者测距仪。
专利摘要一种油气侵监测报警系统，其设置于油气井的井口装置上，包括对比分析装置、报警装置及钻井液循环和静止状态测量装置；所述钻井液循环状态测量装置包括入口流量计量设备及出口流量计量设备，所述入口流量计量设备设置于钻井液输入管道上，所述出口流量计量设备设置于钻井液输出管道上；钻井液静止状态测量装置包括安装在井口液面液位计量设备；所述钻井液循环和静止状态测量装置与所述对比分析装置电缆连接，所述对比分析装置与所述报警装置电缆连接；本实用新型的油气侵监测报警系统不仅为油气井压力控制赢得时间，而且显著降低油气井压力控制的难度和井喷的发生。
文档编号E21B47/10GK202788815SQ201220329569
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者吴志均 申请人:中国石油天然气股份有限公司