专利名称：一种泥浆粘度的在线测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油钻井过程中泥浆粘度的测量装置，特别涉及一种泥浆粘度的在线测量装置。
背景技术：
泥浆是石油钻井过程的重要组成部分，泥浆具保护孔壁、防止坍孔的作用，同时在泥浆循环过程中还可携砂，并对钻头具有冷却润滑作用，但钻井过程中，对泥浆粘度要有一定的要求，才能是钻井的过程正常的进行。泥浆粘度过高或过低都会影响钻井过程的正常进行。泥浆的在线连续测量一直是一个需要解决的实际生产问题，现有技术中尚未实现泥浆的准确和稳定的在线连续测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种泥浆粘度的在线测量装置，能够实现泥浆的准确和稳定的在线连续测量。本发明提供了一种一种泥浆粘度的在线测量装置，包括第一传感系统、第二传感系统和第三传感系统，所述传感系统将数据输至具有神经网络拓扑模型的计算机进行处理；所述第一传感系统包括第一传感转轮、第一电机电压(V)传感器、第一电机电流(I)传感器、第一转轮转速( 传感器、第一泥浆流速(L)传感器和第一泥浆温度(T)传感器；第二传感系统包括第二传感转轮、第二电机电压(V)传感器、第二电机电流(I)传感器、第二转轮转速( 传感器、第二泥浆流速(L)传感器和第二泥浆温度(T)传感器；第三传感系统包括第三传感转轮、第三电机电压(V)传感器、第三电机电流(I)传感器、第三转轮转速(S) 传感器、第三泥浆流速(L)传感器和第三泥浆温度(T)传感器。进一步优选，所述神经网络拓扑模型采用5-5-3-1结构，分别为5个输入节点，两个隐层分别是5个节点和3个节点，输出为单一节点。5个输入节点的输入数据分别是传感器电机电压(V)传感器、电机电流(I)传感器、转轮转速( 传感器、泥浆流速(L)传感器和泥浆温度(T)传感器的数据，输出为模型计算出的泥浆粘度，泥浆粘度
V的计算模型为？ = / !^/，^ ^]；计算机通过数据融合方式得出总的泥浆粘度 V = 0.25仏+0.5 +0.25 ,所述&为第一传感系统得出的泥浆粘度，所述 2为第二传感系
统得出的泥浆粘度，所述W为第三传感系统得出的泥浆粘度。采用该方法得到的泥浆粘度数据稳定，准确性高。进一步优选，所述第一传感转轮、第二传感转轮和第三传感转轮为三个相同尺寸和形状的传感转轮；所述第一传感转轮、第二传感转轮和第三传感转轮分别由电机驱动； 所述第一传感转轮、第二传感转轮和第三传感转轮采用品字形安装。采用该传感转轮设计， 能够测量同一个泥浆槽中的泥浆粘度，克服了泥浆在泥浆槽流动时的边界效应和紊流效应以及泥浆不均勻状态，使得测量数据更加准确。
图1是本发明所述一组优选实施例的泥浆粘度的在线测量装置结构示意图；图2 是本发明所述一组优选实施例的传感转轮的安装位置示意图。其中，1、第一传感转轮，2、第二传感转轮，3、第三传感转轮，4、第一电机电压(V) 传感器、5、第一电机电流(I)传感器，6、第一转轮转速( 传感器，7、第一泥浆流速(L)传感器，8、第一泥浆温度(T)传感器，9、第二电机电压(V)传感器，10、第二电机电流(I)传感器，11、第二转轮转速( 传感器，12、第二泥浆流速(L)传感器，13、第二泥浆温度(T)传感器，14、第三电机电压(V)传感器，15、第三电机电流(I)传感器，16、第三转轮转速( 传感器，17、第三泥浆流速(L)传感器，18、第三泥浆温度(T)传感器。
具体实施例方式根据图1所述，本发明提供的一种泥浆粘度的在线测量装置，包括第一传感系统、 第二传感系统和第三传感系统，所述传感系统将数据输至具有神经网络拓扑模型的计算机进行处理；其特征在于所述第一传感系统包括第一传感转轮1、第一电机电压(V)传感器 4、第一电机电流(I)传感器5、第一转轮转速( 传感器6、第一泥浆流速(L)传感器7和第一泥浆温度(T)传感器8 ；第二传感系统包括第二传感转轮2、第二电机电压(V)传感器 9、第二电机电流(I)传感器10、第二转轮转速( 传感器11、第二泥浆流速(L)传感器12 和第二泥浆温度(T)传感器13 ；第三传感系统包括第三传感转轮3、第三电机电压(V)传感器14、第三电机电流(I)传感器15、第三转轮转速( 传感器16、第三泥浆流速(L)传感器 17和第三泥浆温度(T)传感器18。所述神经网络拓扑模型采用5-5-3-1结构，分别为5个输入节点，两个隐层分别是5个节点和3个节点，输出为单一节点。5个输入节点的输入数据分别是传感器电机电压(V)传感器、电机电流(I)传感器、转轮转速( 传感器、泥浆流速(L)传感器和泥浆温度(T)传感器的数据，输出为模型计算出的泥浆粘度，泥浆粘度3的计算模型为 7} = F[V,ItS,T,L]a计算机通过数据融合方式得出总的泥浆粘度 = 叭+ 0.5 +0.25 ,所述^
为第一传感系统得出的泥浆粘度，所辻"为第二传感系统得出的泥浆粘度，所述&为第三传感系统得出的泥浆粘度。所述第一传感转轮1、第二传感转轮2和第三传感转轮3为三个相同尺寸和形状的传感转轮；所述第一传感转轮1、第二传感转轮2和第三传感转轮3分别由电机驱动；所述第一传感转轮1、第二传感转轮2和第三传感转轮3采用品字形安装。将上述测量装置应用于石油钻井过程中不同粘度的泥浆中，通过数据的采集和处理能够稳定准确的得出泥浆粘度，见下表。
权利要求
1.一种泥浆粘度的在线测量装置，包括第一传感系统、第二传感系统和第三传感系统， 所述传感系统将数据输至具有神经网络拓扑模型的计算机进行处理；其特征在于所述第一传感系统包括第一传感转轮(1)、第一电机电压(V)传感器(4)、第一电机电流(I)传感器(5)、第一转轮转速( 传感器(6)、第一泥浆流速(L)传感器(7)和第一泥浆温度(T)传感器(8);第二传感系统包括第二传感转轮(2)、第二电机电压(V)传感器(9)、第二电机电流(I)传感器(10)、第二转轮转速( 传感器(11)、第二泥浆流速(L)传感器(12)和第二泥浆温度(T)传感器(13);第三传感系统包括第三传感转轮(3)、第三电机电压(V)传感器 (14)、第三电机电流(I)传感器(15)、第三转轮转速( 传感器(16)、第三泥浆流速(L)传感器(17)和第三泥浆温度(T)传感器(18)。
2.根据权利要求1所述的泥浆粘度的在线测量装置，其特征在于所述神经网络拓扑模型采用5-5-3-1结构，分别为5个输入节点，两个隐层分别是5个节点和3个节点，输出为单一节点；5个输入节点的输入数据分别是传感器电机电压(V)传感器、电机电流(I)传感器、转轮转速( 传感器、泥浆流速(L)传感器和泥浆温度(T)传感器的数据，输出为模型计算出的泥浆粘度，泥浆粘度口的计算模型为？？ = ￡]。
3.根据权利要求2所述的泥浆粘度的在线测量装置，其特征在于计算机通过数据融合方式得出总的泥浆粘度” =+0.5 +0.25 ,所述巩为第一传感系统得出的泥浆粘度，所述L为第二传感系统得出的泥浆粘度，所述^为第三传感系统得出的泥浆粘度。
4.根据权利要求1-3任意所述的泥浆粘度的在线测量装置，其特征在于所述第一传感转轮(1)、第二传感转轮(2)和第三传感转轮(3)为三个相同尺寸和形状的传感转轮。
5.根据权利要求4所述的泥浆粘度的在线测量装置，其特征在于所述第一传感转轮 (1)、第二传感转轮(2 )和第三传感转轮(3 )分别由电机驱动。
6.根据权利要求1-3任意所述的泥浆粘度的在线测量装置，其特征在于所述第一传感转轮(1)、第二传感转轮(2)和第三传感转轮(3)采用品字形安装。
全文摘要
本发明涉及一种泥浆粘度在线测量装置，包括第一传感系统、第二传感系统和第三传感系统，所述传感系统将数据输至具有神经网络拓扑模型的计算机进行处理，该装置能够利用不同粘度的泥浆对在泥浆中转动的转轮产生不同的阻力，实现泥浆粘度的在线连续测量。
文档编号G01N11/14GK102507385SQ20111035109
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者何勇刚, 孔垂超, 田景文, 陈慧, 高美娟 申请人:北京联合大学