本实用新型涉及石油钻井工程中一种监测泥浆液位与密度的装置。
背景技术：
在石油勘探开发与钻井过程中，及时监测循环罐泥浆与井口泥浆的液位与密度，是分析判断是否有溢流发生的前提。
目前，国内外常用的溢流监测方法主要是在泥浆循环罐面通过人工间隔测量泥浆循环罐内泥浆液面的变化，或是通过安装浮球式液位计、超声波液位仪等探测仪器来测量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只监测泥浆液位与体积的变化，而没有实时监测泥浆密度的变化，在溢流的发现与判断上有缺失。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术不足，提供了一种能实时监测钻井泥浆液位与密度的装置。在钻井过程中，可以实时监测钻井泥浆液位与密度的变化，及时发现与判断是否有溢流。
本实用新型所采用的技术方案：
一种钻井泥浆密度及液位监测装置，包括液位传感器、AD转换模块、控制处理单元以及执行单元，采用两套液位传感器分别安装于两个测量管内，所述两个测量管安装在钻井泥浆循环系统中，两个测量管与泥浆罐或喇叭口异型底座构成连通器结构，其中一个测量管内安装有浮漂，所述液位传感器输出信号分别连接AD转换模块，所述AD转换模块输出连接控制处理单元，执行单元连接到的控制处理单元输出端口。
所述的钻井泥浆密度及液位监测装置，与喇叭口套管联通设有两个异型底座，通过测量管各安装一个液位传感器，其中一个测量管内安装浮漂。
所述的钻井泥浆密度及液位监测装置，异型底座上其中安装浮漂的测量管下方与异型底座联通设有一个加长管，其中安装加长浮漂。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型钻井泥浆密度及液位监测装置，采用两个液位传感器，与其中一个液位传感器配合设有浮漂，在钻井过程中，通过检测液位及浮漂高度（浮力大小与密度相关）并通过控制单元处理，可以实时监测钻井泥浆液位与密度的变化，及时发现与判断是否有溢流。
2、本实用新型钻井泥浆密度及液位监测装置，结构简单，设计合理，实现方式简单。通过两个液位传感器的关联性分析，获得的泥浆液位信号更准确、可靠，有利于钻井安全。
附图说明
图1是本实用新型钻井泥浆密度及液位监测装置的结构及应用示意图之一；
图2是本实用新型钻井泥浆密度及液位监测装置的结构及应用示意图之二；
图3、图4是带弯管单异型底座的U型测量双管原理示意图；
图5、图6是双异型底座的U型测量双管原理示意图；其中图6是带弯管双异型底座；
图中标号1为泥浆罐，2为喇叭口套管，3为回流口，4为异型底座，5为测量管，6为液位传感器，7为浮漂，8为模数转换单元（A/D模块），9为控制处理单元（可采用工控机、PLC、微控制器等），10为执行单元（显示及报警），11为防喷器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1、图2，本实用新型钻井泥浆密度及液位监测装置，包括液位传感器、AD转换模块、控制处理单元以及执行单元，采用两套液位传感器分别安装于两个测量管内，所述两个测量管安装在钻井泥浆循环系统中，两个测量管与泥浆罐或喇叭口异型底座构成连通器结构，其中一个测量管内安装有浮漂，所述液位传感器输出信号分别连接AD转换模块，所述AD转换模块输出连接控制处理单元，执行单元连接到的控制处理单元输出端口。
工作原理如图1所示，钻井过程中，两个测量管（各安装液位传感器）安装在泥浆罐内，两个测量管与泥浆罐（通过其中的泥浆）构成了U型连通结构，当钻井泥浆循环时，两个测量管内的泥浆液位与泥浆罐内泥浆的液位相同。由于一个测量管中放置了浮漂，浮漂在浮力作用下会露出泥浆液面，而露出的高度取决于泥浆的密度，因此安装在测量管上的两个液位传感器会检测到不同的高度信号，并将此信号通过模数转换单元传输给控制处理单元，控制处理单元通过计算两个传感器高度信号的差值就可以换算出泥浆的密度。当有溢流发生时，监测装置会在第一时间发现泥浆罐内泥浆液位与密度的异常，并及时报警。
图2所示的工作原理是：钻井过程中，两个测量管安装在异型底座内，通过异型底座与喇叭口套管（通过其中的泥浆）构成了U型连通结构，当钻井泥浆循环至喇叭口时，两个测量管内的泥浆液位与喇叭口套管内的泥浆液位相同。由于一个测量管中内放置了浮漂，而浮漂露出泥浆液面的高度取决于泥浆的密度，因此安装在测量管上的两个液位传感器会检测到不同的高度信号，并将此信号通过模数转换单元传输给控制处理单元，控制处理单元通过计算两个传感器高度信号值的差值就可以换算出泥浆的密度。当有溢流发生时，监测装置会在第一时间发现井口泥浆液位与密度的异常，并及时报警。
实施例2
参见图3、图4，本实施例的钻井泥浆密度及液位监测装置，与实施例1的不同之处在于：异型底座上其中安装浮漂的测量管下方与异型底座联通设有一个加长管，其中安装加长浮漂。
测量泥浆密度的误差值与浮漂7的长度有关，在其它测量条件不变时，增加浮漂7的长度可以减小测量泥浆密度的误差值，浮漂7越长测量误差值越小。浮漂7的加长要求异型底座4也要加长，因此在异型底座4的下方加装一个弯管12，弯管12的一端与异型底座4下部相连接，且弯管12的管口可以使浮漂7自由落入其中。弯管12的另一端与喇叭口套管2连接，使其与喇叭口套管2形成连通器。
实施例3
参见图5，本实施例的钻井泥浆密度及液位监测装置，与实施例1的不同之处在于：与喇叭口套管联通设有两个异型底座，两个异型底座上通过测量管各安装一个液位传感器，其中一个测量管内安装浮漂。
实施例4
参见图6，本实施例的钻井泥浆密度及液位监测装置，与实施例3的不同之处在于：异型底座上其中安装浮漂的测量管下方与异型底座联通设有一个加长管，其中安装加长浮漂。