可防止误报警的溢流和井漏监测方法及系统与流程

本发明涉及石油钻井工程中一种溢流或井漏分析判断方法，尤其是涉及一种可有效防止误报警的溢流和井漏监测方法。

背景技术：

1、在石油勘探开发与钻井过程中，需要时刻、及时监测循环罐泥浆的液位，循环罐泥浆的液位变化信息是分析判断是否有溢流或井漏发生的前提。目前，国内外常用的溢流监测方法主要是在泥浆循环罐面安装浮球式液位计或超声波液位仪，通过监测循环罐内泥浆体积的变化，以此分析判断是否有溢流发生。这些监测方法的缺点是频繁误报警，其原因在于钻井泵启动时，循环罐内泥浆液位降低，导致监测泥浆液位的系统误判为井漏；而当钻井泵停止时，循环罐内泥浆液位增加，又导致监测泥浆液位的系统误判为溢流发生。这样频繁的误报警容易产生“狼来了”一样的效应，致使钻井操作人员麻痹大意，不利于保障钻井的安全生产作业。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术不足，提出一种可有效防止误报警的溢流和井漏监测方法及系统，实时监测循环罐泥浆总体积的增减量，并结合泥浆流入循环罐体积变化率和流出循环罐体积变化率的差值，判断溢流和井漏的发生，能够有效避免由于启停钻井泵造成的液位波动导致的误判，提高溢流或井漏报警的准确率。

2、本发明采用的技术方案：

3、一种可防止误报警的溢流和井漏监测方法，步骤如下：

4、1）实时监测钻井泥浆自井筒至回流槽返回流入的循环罐的罐内泥浆体积；

5、实时监测连接钻井泵进水管线的泥浆流出的循环罐的罐内泥浆体积以及其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积；

6、2）实时监测泥浆流入罐和泥浆流出罐罐内泥浆体积的变化率s1和s2；

7、实时监测泥浆流入罐和泥浆流出罐的罐内泥浆体积的增减量δv1和δv2，实时计算其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积的增减量δv其它，

8、3）根据获得的δv1、δv2、δv其它计算循环罐总体积增减量δv：

9、δv=δv1+δv2+δv其它

10、4）实时计算s2-s1的差值，以此差值的大小并结合δv判断是否有溢流或井漏发生：

11、（1）如果δv≥n且s2-s1≥n，则判断钻井泵处于启停时刻，不发出溢流或井漏报警；

12、（2）如果δv≥n且s2-s1＜n,则判断钻井泵处于运行或静止状态，发出溢流或井漏报警；

13、5）实时计算δv2-δv1的差值，以此差值的大小并结合δv判断是否有溢流或井漏发生：

14、（1）如果δv≥n且δv2-δv1≥m，则判断钻井泵处于启停时刻，不发出溢流或井漏报警；

15、（2）如果δv≥n且δv2-δv1<m，则判断钻井泵处于运行或静止状态，发出溢流或井漏报警；前述式中，n、m、n为设定的判断基准值。

16、所述的可防止误报警的溢流和井漏监测方法，步骤1）和2）中，设钻井泥浆自井筒至回流槽返回流入的循环罐的罐内泥浆体积为v1；连接钻井泵进水管线的泥浆流出的循环罐的罐内泥浆体积为v2；其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积为v其它；

17、步骤2)中，泥浆流入罐和泥浆流出罐罐内泥浆体积的变化率s1和s2以及泥浆流入罐和泥浆流出罐的罐内泥浆体积的增减量δv1和δv2、其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积的增减量δv其它的计算过程如下：

18、（2.1）根据获得的v1实时计算v1的变化率s1和增减量δv1：

19、s1=v1t/v1t-1

20、δv1=v1t-v1t-1

21、式中v1t表示某一时刻t的流入循环罐的泥浆体积；v1t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的流入循环罐的泥浆体积；t的单位为min或s；

22、（2.2）根据获得的v2实时计算v2的变化率s2和增减量δv2：

23、s2=v2t/v2t-1

24、δv2=v2t-v2t-1

25、式中v2t表示某一时刻t的流出循环罐的泥浆体积；v2t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的流出循环罐的泥浆体积；t的单位为min或s；

26、（2.3）根据获得的v其它实时计算增减量δv其它

27、δv其它=v其它t-v其它t-1

28、式中v其它t表示某一时刻t的其它循环罐的泥浆体积；v其它t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的其它循环罐的泥浆体积；t的单位为min。

29、一种可防止误报警的溢流和井漏监测系统，包括安装在每个钻井泥浆循环罐面的液位传感器以及控制器，所述液位传感器输出信号连接所述控制器，所述控制器实时监测泥浆流入罐和泥浆流出罐罐内泥浆体积的变化率s1和s2，实时监测泥浆流入罐和泥浆流出罐的罐内泥浆体积的增减量δv1和δv2，实时计算其它循环罐的罐内泥浆体积的增减量δv其它，并通过执行如下的计算机程序，判断是否有溢流或井漏发生：

30、1）根据获得的δv1、δv2、δv其它计算循环罐总体积增减量δv

31、δv=δv1+δv2+δv其它

32、2）实时计算s2-s1的差值，以此差值的大小并结合δv判断是否有溢流或井漏发生：

33、（1）如果δv≥n且s2-s1≥n，则判断钻井泵处于启停时刻，不发出溢流或井漏报警；

34、（2）如果δv≥n且s2-s1<n,则判断钻井泵处于运行或静止状态，发出溢流或井漏报警；

35、3）实时计算δv2-δv1的差值，以此差值的大小并结合δv判断是否有溢流或井漏发生：

36、（1）如果δv≥n且δv2-δv1≥m，则判断钻井泵处于启停时刻，不发出溢流或井漏报警；

37、（2）如果δv≥n且δv2-δv1≥<m，则判断钻井泵处于运行或静止状态，发出溢流或井漏报警；前述式中，n、m、n为设定的判断基准值。

38、设钻井泥浆自井筒至回流槽返回流入的循环罐的罐内泥浆体积为v1；连接钻井泵进水管线的泥浆流出的循环罐的罐内泥浆体积为v2；其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积为v其它；泥浆流入罐和泥浆流出罐罐内泥浆体积的变化率s1和s2以及泥浆流入罐和泥浆流出罐的罐内泥浆体积的增减量δv1和δv2、其它参与泥浆循环的循环罐的罐内泥浆体积的增减量δv其它的计算过程如下：

39、（1.1）根据获得的v1实时计算v1的变化率s1和增减量δv1：

40、s1=v1t/v1t-1

41、δv1=v1t-v1t-1

42、式中v1t表示某一时刻t的流入循环罐的泥浆体积；v1t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的流入循环罐的泥浆体积；t的单位为min或s；

43、（2.2）根据获得的v2实时计算v2的变化率s2和增减量δv2：

44、s2=v2t/v2t-1

45、δv2=v2t-v2t-1

46、式中v2t表示某一时刻t的流出循环罐的泥浆体积；v2t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的流出循环罐的泥浆体积；t的单位为min或s；

47、（2.3）根据获得的v其它实时计算增减量δv其它

48、δv其它=v其它t-v其它t-1

49、式中v其它t表示某一时刻t的其它循环罐的泥浆体积；v其它t-1表示某一时刻t的前一时刻t-1的其它循环罐的泥浆体积；t的单位为min或s。

50、发明有益效果：

51、1、本发明可防止误报警的溢流和井漏监测方法及系统，利用泥浆循环时在各循环罐流入次序不同的特点，采用液位传感器实时检测计算循环罐泥浆体积的变化率，通过计算比较变化率的差值，可以判断钻井泵是否处于启停时刻，进而避免由于启停钻井泵造成的液位波动导致的误判；

52、2、本发明可防止误报警的溢流和井漏监测方法及系统，通过液位传感器实时监测循环罐泥浆总体积的增减量，并结合泥浆流入循环罐体积变化率和流出循环罐体积变化率的差值，判断溢流和井漏的发生，可有效避免由于启停钻井泵造成的液位波动导致的误判，提高溢流或井漏报警的准确率；

53、3、本发明可防止误报警的溢流和井漏监测方法及系统，设计科学合理，容易实现，方便推广，在不增加传感器的情况下，判断钻井泵是否处于启停时刻，无需改变现有罐面监测系统硬件，不增加设备成本，具有较好的社会和经济效益。