CN103105217A - 岩屑测量传感器及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩屑测量传感器。该岩屑测量传感器主要由称重框架(1)、安装在称重框架(1)上的称重棍(2)、安装在称重棍(2)一端的称重传感器(3)、以及安装在称重框架(1)上的测速传感器(4)构成。本发明还公开了一种基于上述岩屑测量传感器的测量方法。本发明功能较为完善，能称出瞬时输送量、累计数，并具有去皮重、自动校零等功能。

Description

岩屑测量传感器及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种岩屑测量传感器及其测量方法。

背景技术

泥浆工艺技术已成为现代油气钻井工程的重要组成部分。国内外大量研究资料表明泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等直接关系到钻井成本，甚至影响到钻井成败的重要作用。钻井实践也证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理措施是否妥当，直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。因此，对泥浆性能参数进行实时的监测就显得很重要。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。

钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称钻井泥浆或简称为泥浆(Muds)，本文将钻井液简称为泥浆。泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等作用。

如今泥浆工艺技术已成为油气钻井工程的重要组成部分。钻井实践表明，泥浆性能的好坏，使用、维护措施是否妥当直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。

近40年来，国内外大量室内和工业现场试验研究证明，在一般情况下，固相含量增加会导致泥浆的密度、粘度、切力、泥饼厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而这些性能的变化将会明显降低钻速、增加钻头用量、甚至有可能增加井漏、气侵、卡钻等情况，使得钻井成本大幅度上升。

泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、设备构成了一整套泥浆循环系统。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。

泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、泥浆工艺技术是现代油气钻井工程的重要组成部分。泥浆在钻井过程中有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头及钻具、传递水动力等几方面的作用。钻井实践证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理是否得当，直接关系到钻井的机械钻速、钻头寿命、井下问题、地面设备磨损、泥浆费用以及整个钻井综合成本，甚至关系到钻井的成败。因此，很有必要对泥浆性能参数进行实时的测量、反馈，以便及时发现问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种岩屑测量传感器，该岩屑测量传感器功能较为完善，能称出瞬时输送量、累计数，并具有去皮重、自动校零等功能。

本发明的另一目的是提供了一种基于上述岩屑测量传感器的测量方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：岩屑测量传感器，主要由称重框架、安装在称重框架上的称重棍、安装在称重棍一端的称重传感器、以及安装在称重框架上的测速传感器构成。

所述称重棍安装在称重框架的上部。

所述测速传感器安装在称重框架的下部。

还包括安装在称重框架上的平衡体。

所述平衡体安装在称重框架的底部。

基于上述岩屑测量传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)岩屑经过称重框架的皮带，通过称重传感器称出皮带的某一微小段上的重量；

(b)同时，通过测速传感器测量同一瞬间皮带的线速度；

(c)如此连续测得若干组数据；

(d)将数据通过下式计算，即得岩屑的总重量。

$W={\∫}_0^{T}w\left(t\right)\mathrm{dt}={\∫}_0^{T}q\left(t\right)v\left(t\right)\mathrm{dt}$

式中，w(t)-皮带机的瞬时输送量(kg/s)；q(t)-皮带单位长度上的瞬时物料。

综上所述，本发明的有益效果是：功能较为完善，能称出瞬时输送量、累计数，并具有去皮重、自动校零等功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

如图1所示，本发明涉及的岩屑测量传感器，主要由称重框架1、安装在称重框架1上的称重棍2、安装在称重棍2一端的称重传感器3、以及安装在称重框架1上的测速传感器4构成。

所述称重棍2安装在称重框架1的上部。

所述测速传感器4安装在称重框架1的下部。

还包括安装在称重框架1上的平衡体5。

所述平衡体5安装在称重框架1的底部。

本发明的测量方法为：岩屑经过称重框架1的皮带，通过称重传感器3称出皮带的某一微小段上的重量；同时，通过测速传感器4测量同一瞬间皮带的线速度；如此连续测得若干组数据，将数据通过下式计算，即得岩屑的总重量。

$W={\∫}_0^{T}w\left(t\right)\mathrm{dt}={\∫}_0^{T}q\left(t\right)v\left(t\right)\mathrm{dt}$

式中，w(t)-皮带机的瞬时输送量(kg/s)；q(t)-皮带单位长度上的瞬时物料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.岩屑测量传感器，其特征在于，主要由称重框架(1)、安装在称重框架(1)上的称重棍(2)、安装在称重棍(2)一端的称重传感器(3)、以及安装在称重框架(1)上的测速传感器(4)构成。

2.根据权利要求1所述的岩屑测量传感器，其特征在于，所述称重棍(2)安装在称重框架(1)的上部。

3.根据权利要求1所述的岩屑测量传感器，其特征在于，所述测速传感器(4)安装在称重框架(1)的下部。

4.根据权利要求1述的岩屑测量传感器，其特征在于，还包括安装在称重框架(1)上的平衡体(5)。

5.根据权利要求4述的岩屑测量传感器，其特征在于，所述平衡体(5)安装在称重框架(1)的底部。

6.基于上述岩屑测量传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)岩屑经过称重框架(1)的皮带，通过称重传感器(3)称出皮带的某一微小段上的重量；

(b)同时，通过测速传感器(4)测量同一瞬间皮带的线速度；

(c)如此连续测得若干组数据；

(d)将数据通过下式计算，即得岩屑的总重量。

$W={\∫}_0^{T}w\left(t\right)\mathrm{dt}={\∫}_0^{T}q\left(t\right)v\left(t\right)\mathrm{dt}$

式中，w(t)-皮带机的瞬时输送量(kg/s)；q(t)-皮带单位长度上的瞬时物料。

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