4可以相对于所述上管道22及所述壳体21产生相对转动。所述下管道24的一端伸出所述下壳体212并连接所述扭矩发生件3。为保证整个壳体21的相对密封，同时避免所述壳体21与所述下壳体212之间产生摩擦，进而在所述下壳体212与所述可以设有衬套29，进而在使用一段时间后更换所述衬套29即可。所述衬套29与所述壳体21之间可以设有设置在所述轴承25下方的密封元件，该密封元件可以保证整个壳体21的密封状态。
[0035]请参考图3，所述扭矩发生件3其用于产生扭矩，根据该扭矩可以计算得出钻井液的流量。考虑到所述扭矩须有全部钻井液参与产生，所述扭矩发生件3包括所述第一管道31及所述第二管道32。所述第一管道31与所述接头I转动连接，具体的，所述第一管道31与所述接头I之间可以通过所述转动连接件2进行连接。所述第二管道32的一端可以连接所述第一管道31的侧壁，其另一端延伸一定长度且该端的端口所喷出的钻井液的对该端产生一作用力，该作用力与所述第一管道31的轴线之间存在一力臂，进而该作用力配合所述力臂形成一使所述扭矩发生件3绕所述第一管道31轴线旋转的力矩。同时，所述第一管道31进入的钻井液全部会由所述第二管道32排出，进而，所述力矩是基于全部钻井液产生的，进而，通过该力矩所计算得出的钻井液的流量是较为精确的。
[0036]考虑到在所述第二管道32设置有一根时，所述第一管道31受到的除所述力矩之外其他的作用力在其周向分布不均，进而会对其产生的力矩产生一定的影响，基于此种考虑，所述第二管道32的数量可以为η多2根，所述第二管道32的横截面积可以为所述第一管道31横截面积的I/η。所述第二管道32的横截面积为所述第一管道31横截面积的1/η可以保证所述钻井液的流速在经过所述扭矩发生件3分流排出时不会发生变化，进而避免由于钻井液流速发生变化而导致所测得的扭矩发生非可预测性变化。
[0037]以图3所示为例，所述第二管道32可以为沿螺旋线方向延伸。当然，所述第二管道32为螺旋向下延伸，进而保证钻井液在流经所述第二管道32时其内部的固相颗粒不会积留在所述第二管道32内部，进而使得本实施方式所提供的可以较佳的适应不同钻井液的流量测量工作。由于在现有技术挡板式流量计的挡板周围的流场较为复杂，钻井液中的固相颗粒为形状大小不一的岩肩颗粒，对流场扰动较为强烈，加上钻井液中液相的流变模式为非线性，同样会影响挡板式流量计测量精度，而本实施方式所提供的测量装置由于所述接头I存在所述弯角及所述扭矩发生件3向下螺旋延伸的第二管道32，使得所述测量装置能够较好的适应钻井液中固相颗粒的存在，不会发生固相颗粒滞留管道的情况，进而对钻井液的物化性质没有特殊的限制。在本实施方式一个较佳的实施例中，所述第二管道32延伸长度可以为旋转半周的圆柱螺旋线的长度。
[0038]结合图1及图3所示，所述扭矩发生件3可以包括至少一对中心对称的所述第二管道32，所述中心对称的中心点为所述第一管道31的与所述第二管道32连接位置处横截面的圆心。以图1所示为例，所述测量装置包括一对中心对称的所述第二管道32，所述一对中心对称的所述第二管道32延伸长度为旋转半周的等径圆柱螺旋线的长度。钻井液由该对所述第二管道32的出口流出时流向相反，角度相差180度，该对所述第二管道32受到的所述钻井液的作用力方向相反，且对于所述第一管道31的轴线均存在一定距离的力臂(该力臂长度为所述圆柱螺旋线圆柱的直径)。该对所述第二管道32的横截面积均为所述第一管道31横截面积的1/2，进而，所述钻井液在所述第二管道32内流动时流速不会发生变化。由于一对所述第二管道32关于中心对称，进而钻井液在两个所述第二管道32流动时对于管壁的作用力是相同的，两个所述第二管道32内的流量同样相等，可以消除垂直方向(沿所述第一管道31轴向)上钻井液对所述第二管道32的作用力以及力矩对测量的影响，所以此种情况下所述扭矩发生件3所产生的扭矩可以较精确的反映出所述钻井液的真实流量。同时，所述一对所述第二管道32向下螺旋延伸保证了钻井液中的固相颗粒不会滞留在管道内。
[0039]所述扭矩传感器4连接所述扭矩发生件3，具体的，如图1所示，所述扭矩传感器4可以连接所述第一管道31的下端，当然，连接方式可以采取多种，较佳的连接方式可以采取可拆式连接，在一个较佳的实施例中，所述扭矩发生件3的所述第一管道31的下端可以通过插销与所述扭矩传感器4连接。所述扭矩传感器4可以通过限制所述扭矩发生件3转动进而感知所述扭矩发生件3产生的扭矩大小，通过所测量得到的所述扭矩值通过计算即可得出所述钻井液的流量，在实际现场需要时，可以进行实时测量井口钻井液流量的大小。在一个较佳的实施例中，所述扭矩传感器4可以连接有扭矩流量转换模块，所述扭矩流量转换模块能够根据所述扭矩计算钻井液的流量。考虑到所述扭矩传感器4测得的一般为模拟信号，需要进行信号的转换，所以所述扭矩传感器4与所述扭矩流量转换模块之间可以设有A/D转换器，经过所述A/D传感器处理所述模拟信号转换为可被识别的数字信号，数字信号经所述扭矩流量转换模块计算进而得出钻井液的流量大小。所述A/D转换器与所述扭矩传感器4之间还可以设有滤波器，避免其他信号的干扰，进而提高测量精度。
[0040]请继续参考图1，本申请一种实施方式所提供的所述测量装置还可以包括泄流筒5，所述泄流筒5 —端开口 51，其另一端具有底部52。所述底部52设有支撑台53，所述支撑台53连接所述扭矩传感器4以支撑所述扭矩传感器4。所述第二管道32能够将钻井液输出至所述泄流筒5内；所述底部52设有用于排出钻井液的泄出孔54。
[0041]进一步的，请参考图4，所述泄流筒5整体为一侧封闭的筒状，所述接头1、所述转动连接件2、所述扭矩发生件3、所述扭矩传感器4均可以设置在所述泄流筒5内。所述泄流筒5用于收集由所述第二管道32流出的钻井液，通过其筒壁防止来之扭矩发生件3的钻井液飞溅外流，并将所收集的钻井液由所述泄流口泄流至振动筛。所述支撑台53整体可以设为圆柱形，并设置在所述底部52的中心处。所述支撑台53的上端面可以设有螺柱，进而通过法兰连接所述扭矩传感器4。所述底部52可以为斜圆锥台曲面构造，并整体向所述泄出孔54倾斜，倾斜角度可以为10度，进而使得所述泄出孔54位于所述底部52的最凹处。通过此种设置，钻井液收集至所述泄流筒5的所述底部52时，所述钻井液中的岩肩等固相颗粒不会滞留在所述泄流筒5内，可以顺利通过所述泄出孔54进入下一道工序中，进而可以保证岩肩录井的正常进行。
[0042]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种测量装置，其特征在于，包括: 接头，其用于连接井口以输入钻井液； 扭矩发生件，其包括第一管道及第二管道；所述第一管道与所述接头转动连接，所述接头能够将钻井液输入至所述第一管道内；所述第二管道的一端连接所述第一管道且与所述第一管道内部相通，其另一端能够输出钻井液且产生使所述扭矩发生件围绕所述第一管道轴线旋转的扭矩； 扭矩传感器，其连接所述扭矩发生件以测量所述扭矩。
2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述第一管道与所述接头之间设有转动连接件，所述转动连接件包括壳体、上管道、下管道；所述上管道与所述下管道位于所述壳体内，所述上管道与所述下管道之间设有密封件；所述上管道与所述壳体固定连接；所述下管道与所述壳体之间设有轴承，所述下管道的一端伸出所述壳体与所述第一管道相连接；所述壳体的一端与所述接头密封连接以使得所述接头能将钻井液输入所述上管道。
3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述接头为一弯管，其弯曲角度大于90度。
4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述第二管道的数量为η多2根，所述第二管道的横截面积为所述第一管道横截面积的1/η。
5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述第二管道为沿螺旋线方向延伸。
6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于:所述第二管道延伸长度为旋转半周的圆柱螺旋线的长度。
7.如权利要求4至6任意一项所述的测量装置，其特征在于:所述扭矩发生件包括至少一对中心对称的所述第二管道，所述中心对称的中心点为所述第一管道的与所述第二管道连接位置处横截面的圆心。
8.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述测量装置还包括泄流筒，所述泄流筒一端开口，其另一端具有底部；所述底部设有支撑台，所述支撑台连接所述扭矩传感器以支撑所述扭矩传感器；所述第二管道能够将钻井液输出至所述泄流筒内；所述底部设有用于排出钻井液的泄出孔。
9.如权利要求8所述的测量装置，其特征在于:所述泄出孔位于所述底部的最凹处。
10.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述扭矩传感器连接有扭矩流量转换模块，所述扭矩流量转换模块能够根据所述扭矩计算钻井液的流量。
【专利摘要】本申请公开一种测量装置，包括：接头，其用于连接井口以输入钻井液；扭矩发生件，其包括第一管道及第二管道；所述第一管道与所述接头转动连接，所述接头能够将钻井液输入至所述第一管道内；所述第二管道的一端连接所述第一管道且与所述第一管道内部相通，其另一端能够输出钻井液且产生使所述扭矩发生件围绕所述第一管道轴线旋转的扭矩；扭矩传感器，其连接所述扭矩发生件以测量所述扭矩。所述接头为一弯管，其弯曲角度大于90度。所述第二管道的数量为n≥2根,所述第二管道的横截面积为所述第一管道横截面积的1/n。本申请所提供一种测量装置能够提高钻井液出口流量值的测量精度。
【IPC分类】E21B21-08
【公开号】CN104563929
【申请号】CN201410822319
【发明人】尹浚羽, 周英操, 蒋宏伟, 赵庆, 彭奕翙, 马鹏鹏, 朱磊, 李磊, 季一辉, 王坤, 李书炼, 李牧, 黄哲, 杨尧昆, 杨帅, 王思敏
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日