CN105378474A

CN105378474A - 滤失传感器和方法

Info

Publication number: CN105378474A
Application number: CN201480040232.8A
Authority: CN
Inventors: F·范德博斯; J·W·温廷克
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-03-02
Also published as: AU2014292239B2; US20160138955A1; AU2014292239A1; CA2917399A1; WO2015007672A1

Abstract

本发明公开了传感器100和用于测量滤失的方法。滤失传感器包括：第一流体容器102、第二流体容器106和流体流量传感器116。第一流体容器102包括可渗透部分104、流体入口122和第一流体出口128。第二流体容器106包围所述可渗透部分的外表面且具有第二流体出口114。流体流量传感器116用于测量第二流体出口114中的流体流量。传感器包括自动清洁构件，能在自动钻井操作中自动清洁。

Description

滤失传感器和方法

技术领域

本发明涉及传感器和用于监测滤失的方法。本发明的方法和系统可用于测量钻井作业期间的钻井流体损失量，所述钻井作业包括但不局限于钻井筒或与油气生产相关的作业。

背景技术

通常使用包括钻柱的钻井系统来钻井筒，钻柱的井底端被设置有钻头。钻井系统可包括位于表面处的旋转驱动系统，其使包括钻头的钻柱旋转。可选地或另外，井底马达可被包括在钻柱中，位于钻头附近而用于使钻头旋转。井筒可包括竖向部分和偏离竖向部分的部分(如水平部分)。

钻柱通常包括通过螺纹联接件相互连接的钻杆部分。驱动系统提供力矩给钻柱以使钻柱旋转。驱动系统例如可包括顶驱或转盘。钻柱将旋转运动传递给钻头。通常，钻柱还将钻井流体传递给钻头。

钻井流体可与一些液态或气态流体以及将井筒钻入地层的作业中使用的流体和固体的混合物中的任何物质相关。固体可混合在流体中，成为固体悬浮物，液体、气体和固体的混合物和乳浊液。也可使用术语“泥浆”，在一般使用中其与“钻井流体”同义。但是，术语“钻井流体”还可包括更复杂、定义明确的“泥浆”。通过挑选出界定流体功能和性能的成分来对钻井流体进行分类。因此，钻井流体可被分类成：(1)水基的；(2)油基或非水基的；和(3)气态的(空气的)。每个种类具有许多相当大程度地相互重叠的子类。每种成分在井中提供不同的溶液。如果岩层由盐或黏土组成，必须采取合适的措施以使钻井流体有效。事实上，钻井流体工程师监视钻井、在整个过程中添加钻井流体添加剂，以不管需求如何，可获得更大浮力或最小化摩擦。

除了考虑井的化学成分和属性以外，钻井流体工程师在规定井中所需的钻井流体类型时还必须考虑环境影响。油基钻井流体可在岩石含盐量更高的情况下更佳地工作。水基钻井流体通常被认为在海上钻井期间对环境的影响更小。

钻井期间，由于井筒内的流体与地层中的流体压力相比超压(即，压力更高)，从而钻井流体会损失到地层中。为了减少损失到地层中的钻井流体量，将添加剂添加到流体中以形成滤渣，从而有效地粘贴井壁。添加剂堵住井壁上的孔，以阻止流体泄露到地层中。但是，由于滤渣通常不是完全不可渗透的，因此，钻井流体仍然会损失到地层中。

在钻井过程中，量化损失到地层中的钻井流体滤失量通常是重要的。过量的滤失量导致下列的一个或多个缺点：由于(可能价昂的)钻井流体的损失而使成本增加；危害含油气层，从而可减少油气回收；由于井壁上的孔压平衡而会产生井筒不稳定问题；等等。

传统地，钻井流体密封地层的孔的能力可用API滤失单元测量。该滤失单元测量一定时段期间的流体损失量。这种滤失单元是被可拆卸的滤筛和滤纸密封的流体容器。橡胶垫被设置成使部件相互密封。然后将容器加压至预定压力，通过由滤筛和滤纸构成的组件泄露的流体被收集和测量。预定测试时段之后，通常10至30分钟后，释放压力，目测检查滤纸上的残余物。滤失单元例如可从美国休斯顿的Fann仪器公司(FannInstrumentCompany,Houston,USA)购买到。

使用API滤失单元是劳动密集且耗时的过程。按照定义，单个测试过程将至少花费通常为30分钟的测试时间。此外，在测试结束时目测检查滤纸是主观的，即，测试结果可根据人和环境变化，因此，测试准确性受限制。此外，以错误方式插入滤失单元的任何橡胶垫时，测试容易失败。

如上所示，滤失单元目前以批处理模式工作。流体样本每次需要被放置在滤失单元中。由于测试的劳动密集特性，一天仅执行一些次数的测试。相比较而言，钻井流体属性，更具体而言，钻井流体密封地层和形成质量好的滤渣的能力，可仅在数分钟时间内迅速改变，原因例如在于：细颗粒污染泥浆，钻井流体暴露于PH值极端的盐、水泥、石膏等中。

对于静态滤失单元而言，必须采用的样本需要被放置在滤失单元内部，只有这样才能开始监测，这样将花费大致20至30分钟。为了使该过程自动进行，很可能将要求具有许多可动部件的机器人，从而会增加出现故障的机会，而每次测试仍将花费大致20至30分钟。这对于自动进行钻井流体控制而言太慢。

文献WO-2008/144164-A1号公开了一种用于测试钻井流体的可重复使用的过滤器。这是一种批次式系统，具有与上述内容相关的缺点。

文献WO-2011/095600-A2号公开了一种自动的滤失系统(AFLS)。会议论文SPE-112687-MS似乎更详细地描述了AFLS，公开了一种钻井系统，该钻井系统包括“加压滤失传感器G”。这是一种单元式测量装置，可进行连续测量。该单元包括金属筛网过滤器，其可被拆卸和清洁以再次使用。该单元的一个出口用过滤器覆盖，滤渣形成在该过滤器上。另一出口可让泥浆继续流动。

美国专利文献US-2009/217776号提供了一种泥浆属性传感器系统。一定样品体积的泥浆被引入腔中，随后对该腔进行加压，迫使泥浆穿过膜。

美国专利文献US-4790933号公开了一种动态过滤单元，其包括同心的缸体。内缸体包括可渗透部分，围护缸体提供用于让测试流体移走的出口。过滤单元测量随时间推移的总滤失量。合适的过滤器包括本领域公知的任何传统过滤器，包括自然过滤器和人工过滤器。文献US-4790933号中的系统具有下列特性：滤液量是流体在钻井期间泄露到地层中的直接测量值。

美国专利文献US-5361631号公开了用于确定剪切应力的装置和方法，该剪切应力是去除掉钻井流体沉积物所需的。该装置包括容器，该容器包括用于模拟可渗透地下层的可渗透介质。模拟可渗透地层的细网筛被设置在两个腔之间，两腔之一模拟井筒。施加压差以模拟可渗透的井筒部分。该装置的出口可被处理成可获得关于滤失的信息。

但是，美国专利文献US-5361631号中的装置不适于连续使用，因为其必须被周期性地拆开以进行清洁。由于该装置不适于多次重复测量，因此，可能仅很好地使用现有的API滤失单元。该装置不是自动的传感器，但提供一系列相应的测量，每次测量结束时要求人为干预。

发明内容

本发明的目的是改善钻井流体属性的监测。

本发明提供了一种滤失传感器，其包括：

-第一流体容器，其包括可渗透部分、流体入口和第一流体出口；

-第二流体容器，其包围可渗透部分的外表面，具有第二流体出口；和

-流体流量传感器，其用于测量第二流体出口中的流体流量。

本发明的滤失传感器能在人为干预最少的情况下操作。因此该传感器可避免许多上述问题。该传感器能连续操作。因此该传感器能基本连续地给钻探工提供关于流体的密封属性方面的信息。在任何情况下，与使用上述工业标准分批工艺的情况相比，该传感器提供滤失信息要频繁得多。本发明的传感器适于自动钻井，这要求传感器连续地测量流体属性(包括滤失量)。

在一实施例中，第一流体容器是第一管，第二流体容器是包围第一管的第二管。

传感器可包括控制流体流入流体入口的流入控制阀。

另外，传感器可包括清洁组件。在该实施例中，一旦可渗透介质已经被滤渣覆盖，当所测的滤失量已经下降至低于预定阈值时，传感器可自行自动清洁。

在一实施例中，该清洁组件包括：

-清洁流体储器，其包括清洁流体；

-清洁流体管道，其将清洁流体储器连接到第二流体容器的流体出口上；和

-泵，其用于将所述清洁流体泵送到流体出口中。

上述实施例的清洁组件通过使清洁流体反循环而能自动去除掉滤渣。在此，自动去除可让本发明的装置在延长时段内自主运行，不需要人为干预。传感器的自主操作对于自动钻井操作而言是理想的。在自动钻井完成之前，本发明的传感器在组合到传统钻井作业中时可节省时间和相关成本。

可选地，该清洁组件还包括：

-清洁流体排放罐。

在另一实施例中，该清洁组件还包括：

-用于打开和关闭清洁流体管道的阀；

-用于打开和关闭连通流量传感器的流体通道的阀；和

-用于打开和关闭连通清洁流体排放罐的流体通道的阀。

在一优选实施例中，可渗透部分的渗透率大致等于地层渗透率。在该实施例中，传感器所测的滤失量将准确地表示地层中的滤失量。钻井流体中的添加剂将在传感器的可渗透部分上形成滤渣，该滤渣类似于井筒壁上的滤渣。

根据另一方面，本发明提供了一种用于钻井筒的钻井系统，其包括上述传感器。

根据另一方面，本发明提供了一种用于监测滤失的方法，其包括以下步骤：

-将流体流的至少一部分引导到第一流体容器的流体入口，第一流体容器包括可渗透部分和第一流体出口；

-提供第二流体容器，所述第二流体容器包围所述可渗透部分的外表面，具有第二流体出口；和

-使用流体流量传感器测量第二流体出口中的流体流量。

附图说明

在此，下面将参照附图通过实例更详细描述本发明，附图如下：

图1示出了包括本发明的滤失传感器的钻井系统的实施例的截面图；

图2示出了包括本发明的滤失传感器的钻井系统的另一实施例的截面图；

图3示出了包括本发明的滤失传感器的钻井系统的另一实施例的截面图；

图4示出了根据本发明的滤失传感器的一实施例的截面图；

图5示出了根据本发明的滤失传感器的另一实施例的截面图；和

图6示出了由本发明的滤失传感器所测的滤失量Q与时间t之间的典型关系图。

具体实施方式

本发明涉及钻井作业中的滤失。钻井作业包括但不局限于油田井筒。在说明书中，类似的参考数字标记涉及类似的部件。

图1和2示出了包括钻机10和钻柱12的钻井系统1，钻柱从位于表面4的所述钻机悬接到井筒6中，该井筒形成在地层8中。钻柱12的长度可以是数千米。钻柱通常包括端对端地被旋紧在一起的多段钻杆14。钻机10可以是任何一种实用的油田、采矿或地热钻机，包括：浮式和陆上钻机，轻便的斜向钻机，潜水式、半潜式钻机，平台，自升式钻井船。

井底钻具组合(BHA)16定位在钻柱12的井底端处。井底钻具组合(BHA)16可包括钻铤和/或加重钻杆的一个或多个部分，每个所述部分的重量相对于钻杆部分14增加，以在钻井期间提供所需的钻压。另外，井底钻具组合16可包括变送器18(其例如可以是电缆遥测系统、泥浆脉冲遥测系统、电磁遥测系统、声遥测系统或电线导管遥测系统)、扶正器20、随钻测斜仪22(其可以是探头或套筒安装式)、稳定器(固定式或可变式)和钻头28。

钻井期间，被设置在钻机10处的驱动系统30使钻柱12与井底钻具组合和钻头一起旋转。钻井系统30可使钻柱12旋转，从而使钻头28旋转。如果使用井底马达或涡轮机，那么，钻柱转速将比钻头转速低(得多)。

目前大多数钻井系统包括所谓的顶驱。但是，一些钻机使用转盘，本发明同样适用于这类钻机。本发明同样有利于钻任何类型的井眼，如，笔直井、斜井、水平井或竖向井。

泵32可位于表面处。钻井期间，泵32将钻井流体泵送入钻柱12和钻头18中。钻井流体通常通过流体供应管线52被泵送到顶驱30中，随后被泵送到钻柱的内部流体通道中。钻井流体在钻井期间冷却和润滑钻头，通过形成在钻柱12和井壁56之间的环形空间54将钻屑返回到所述表面。在所述表面处，返回的钻井流体流到达井口58处，通过流体排放管线60被引导到合适的钻井流体排放系统62中。该钻井流体排放系统例如包括人工池64。

可选地，滤失传感器100可被包括在被连接到泥浆罐64上的单独流体回路70中(图3)。该流体回路可包括流体泵72和排放管线74，所述流体泵通过供送管线76将流体从钻井流体储器64泵送到传感器100中，排放管线74将钻井流体排放到钻井流体储器64中。

根据本发明，滤失传感器100可被包括在流体供应管线52(图1)、流体排放管线60(图2)中，和/或可具有被连接到钻井流体储器64上的单独流体回路(图3)。

该系统可包括用户控制单元34。钻井数据和信息可显示在控制单元34的屏幕36上。该控制单元通常可包括用户输入装置，如键盘(未示出)，用于控制钻井过程的至少一部分。逻辑控制器38发送数据给控制台34，从顶驱30接收数据。具体而言，操作者能为驱动系统设置速度指令和转矩极限，以控制钻柱的旋转速度。类似地，传感器100提供的数据可被监测，操作者可控制传感器100。

传感器100可包括具有可渗透部分104(图4)的第一管102。第二管106包围所述可渗透部分。第二管被设置有第一端盖108和第二端盖110，以密封所述可渗透部分104和第二管106之间的环形空间112。传感器管道114将所述环形空间112连接到流量传感器116上，所述传感器管道具有流体排放端118。

在一实施例中，本发明的传感器包括圆柱形可渗透膜104，其被设置在不可渗透的柱体106内部。跨所述可渗透膜104的压差可被控制。

如图4所示，传感器100可被连接到流体供应管线52上。可选地，或另外，传感器100可以类似方式被连接到流体排放管线60上。

第一管道120将流体供应管线52连接到第一管102的第一端122上。第一管道可设置有第一阀124。第二管道126在第一管道120下游将第一管102的第二端128连接到流体供应管线52上。第二管道126可设置有第二阀130。

所述第一阀124可以是瓣阀，具有打开和关闭位置。在改进的实施例中，所述第一阀可以是节流阀，其可被控制到达所述打开位置和所述关闭位置之间的局部打开位置上。如果被控制到达所述局部打开位置上，能将流体流量调节为零和最大流量之间的任何值，该值由打开位置而定。

所述第二阀130可以是简单的阀，防止流体流在相反方向上流动。第二阀例如可以是单向阀，例如瓣阀。

可选地(图5)，传感器100可被设置有一个或多个流量传感器132、134。第一流量传感器132可被设置在传感器100的入口122处。第二流量传感器134可被设置在传感器100的第一出口128处。流量传感器132、134可让由流量传感器116所测的滤失率与第一管102中的流量相关。通过比较由第二流量传感器134测得的流量和由第一流量传感器132所测的流量，可核查由传感器116所测的滤失率。流量传感器132、134从而能提高滤失传感器100的准确性。

在一实施例(图5)中，传感器100可包括清洁组件140。清洁组件可包括被连接到环形空间112上的清洁流体储器142。该清洁流体储器142例如通过清洁流体管道144被连接到传感器管道114上。所述清洁流体管道可被设置有流体泵146和第三阀148。所述第三阀可以是单向阀，可让清洁流体从清洁流体储器142朝传感器管道114流动。第四阀150可被设置在传感器管道114中，位于清洁流体管道144下游，即，位于滤失率传感器116和清洁流体管道144之间。所述第四阀可阻止清洁流体朝流量传感器116流动。

清洁流体排放容器152可被连接到第一管102的一端上，例如，被连接到第二端128上。可选地，排放容器152可被连接到第二端122上。将第一管102的所述相应端连接到容器152上的清洁流体排放管道154可被设置有阀156。

清洁流体可包括水。可选地，清洁流体可包括诸如氯漂白剂、氯化氢(HCl)、硝酸(HNO₃)、盐酸或过氧化氢(H₂O₂)的溶液。所述溶液可进行化学清洁，其中，用溶液浸泡膜104。首先，将溶液浸入膜中持续一段时间，例如数分钟。之后，向前冲洗或向后冲洗，从而将杂质从膜中冲洗出来。在此，“向前冲洗”表示流体从入口122朝第二出口114流动。“向后冲洗”表示流体从第二出口114朝入口122和第一出口128之一或两者流动。

另一种清洁方法是所谓的空气冲洗或空气/水冲洗。在此，清洁流体包括空气。清洁方法是向前冲洗或向后冲洗，在冲洗期间，空气被注入管中。注入空气，形成更汹涌的清洁系统，从而形成有效的清洁系统。

在替换实施例中，清洁组件可包括用于清洁可渗透部分104的机械清洁构件。例如，一个或多个由聚氨酯或其他材料制成的海绵球可被插入可渗透部分104中，用于将滤渣从膜的内表面上擦洗掉。

实际上，上述清洁方法通常可组合。

就清洁方法而言，可参照下列文献的第三章：JoseMiguelArnal,BeatrizGarcia-FayosandMariaSancho(2011),“膜清洁，脱盐处理中的扩展问题”,Prof.RobertY.Ning(Ed.),ISBN:978-953-307-624-9,InTech。

钻井期间，将通过流体供应管线52供应钻井流体。一部分钻井流体流通过传感器100改变方向。可通过流入控制阀124控制钻井流体的改向。被改向的钻井流体在朝着第二端128的方向上从第一端122流经第一管102，进入膜104内部。

流入控制阀124将膜104内部的钻井流体压力设定为第一压力。环形空间112中的第二压力被设定为小于第一压力。钻井流体中的添加剂将在可渗透部分104的内表面上形成滤渣。由于跨可渗透部分104的压差以及由于环形空间112中的低压的原因，因此，一部分钻井流体将渗透到膜104中，流入环境空间112中。流入环形空间112中的流体可被收集、朝流量传感器116被引导、被监测。

由传感器116所测的流体流量Q和/或体积将表示滤渣质量。对于使质量差的滤渣沉积的钻井流体而言，流入环形空间112中的流体量大于使质量好的滤渣沉积的钻井流体流入环形空间的量。

图6示出了典型的图，其表示流体流量Q与时间t的相关性。在时刻t0，传感器100的膜104是清洁的，可让一定量的钻井流体流穿过。随着时间推移，钻井流体中的添加剂将使滤渣沉积在膜104的内表面上，这将至少部分地减小膜104的渗透率，从而降低流体流量Q。一段时间之后，例如，时间大约在图6所示的数字5或6所指示时，流量Q将达到稳态流量Q_s。在此，Q例如可表达为[升/分钟]或[微升/秒]。时间t可用秒、分钟或小时表示。请注意，图6中所示的数字是无量纲的，即，这些数字仅表示纯数。

表示液流流量与时间t的相关性的图例如可在实验室测试中被预先确定。所述测试提供的标准图组可表示滤渣及其渗透率，所述渗透率例如由一定的添加剂、添加剂组合物、添加剂在钻井流体中的相对量(例如用重量百分比或体积百分比表示)等而定。所述标准图组还可表示合适滤渣的流程图，以及不能形成合适滤渣的过程。其还能确定在某时段或稳态下的流体流量阈值，表示处于合适滤渣和渗透率不可接受的滤渣之间的过渡状态。

标准图组可被存储在数据库中。钻井期间，流量传感器116可提供流量数据给逻辑控制器38。逻辑控制器使用流量数据来产生流量图表。一达到稳态流量，逻辑控制器就比较所产生的图表与标准图组。如果任何时刻及时测得的流量超过预定流量阈值，那么逻辑控制器可发出警报信号。例如，如果稳态流量Q_s超过稳态阈值流量Q_s,t，逻辑控制单元就提示出现某些错误，催促钻井流体操作者调整钻井流体中的添加剂。用户控制单元34可显示所述提示。可选地，警报可发出声音。

为了清洁目的，环形空间112中的低压可在设定时间被完全改变成超压。阀150、124和130关闭。阀156和148打开。泵146迫使清洁流体流入环形空间112，穿过膜104，将滤渣从可渗透部分的内表面上去除掉。清洁流体被排放到排放罐152中。例如可以预定时间间隔重复清洁过程。该时间间隔可大约为0.5至2小时。

在一实施例中，管102的壁可沿可渗透部分104被设置有让流体通过的开口。所述开口的数量和直径使得钻井流体对可渗透部分104的渗透率是预选的。

在另一实施例中，可渗透部分104设置有膜，该膜对钻井流体的渗透率是预选的。

所述的预选渗透率的量级与被井筒穿透的一个或多个地下层的渗透率相同。

下面的表1中提供了地下层中通常遇到的岩石的渗透率的实例。[资料来源:Bear，Jacob；1972；多孔介质中的流体动力学；ISBN0-486-65675-6]

表1

在表1中，κ是固有渗透率[长度²]。根据哈根-伯肃叶定律，管中的粘性流的渗透率可表达为：

κ＝C*d²

其中，C是无因次常数，与流动路径的配置相关；d是平均或有效孔径[长度]。

在实际的实施例中，钻井流体对可渗透部分104的渗透率与对地层的一个或多个层的渗透率的数量级相同。可选地，单独的传感器可用于地层的各相应层，从而能使传感器的各相应的可渗透部分匹配于井筒的正被钻探的相应部分的渗透率，这样将提高滤失传感器的准确性。上面的表1中提供了渗透率的实例。

在实际的实施例中，第一阀124阻止钻井流体流入，可让可渗透部分104两侧的压差预定。预定的所述压差可大致等于井筒中的钻井流体的压力与包围所述井筒的地层的孔隙压力之间的压差，或与该压差的数量级相同。实际上，该预定的压差可在大致为5巴至50巴的范围内，例如在大致为10巴至15巴的范围内。流量传感器116的排放端118处的压力可等于大气压(即，大约为1巴)。因此，环形空间112和传感器管道114中的压力可稍微超过1巴，例如，大致在1.05巴至1.5巴的范围内。因此，可渗透部分104内的流体压力可被设定在大约5巴至50巴的范围内。在一实施例中，可控制第一阀124，以将可渗透部分104内的压力设定在大约10巴至15巴的范围内。在此，请注意，流入管线52中的流体压力在钻井期间通常在200巴至400巴的范围内，但是可以比上述压力高得多，例如，高达1200巴。

在一实施例中，可渗透部分104的长度可在大约为10厘米至10米的范围内。该长度例如大约为2米。可渗透部分的直径可在大约1厘米至35厘米的范围内。实际上，可渗透部分的直径可以是几英寸。钻井流体从第一端122朝第一管的第二端128流动的流量可以大约为每分钟5至50升[升/分钟]，例如大约为10升/分钟。在此，相应流体供应管线52中的流量可以大约为1000升/分钟。流量传感器处的流量可以大致为10至1000毫升/分钟，例如大约为100毫升/分钟。

可渗透部分可包括适于压力驱动过滤的膜。该膜的孔径适于进行颗粒过滤。孔或开口的直径大约为10至1000微米，例如大约为10至100微米。

可渗透部分可包括切流膜。原则上，污垢由于穿过的流体流的清扫效果和剪切速率而被减少。可渗透部分可由(合成)膜装置(如，平板、螺旋缠绕件、和中空纤维)构造而成。

可渗透部分104例如可包括由碳钢、不锈钢或任何合适的耐蚀金属或金属合金制成的管。所述管可设置有一些可让流体通过的开口。所述开口的数量和直径能将可渗透部分的渗透率设定为预定值。开口例如可通过激光打孔方式或通过水射流来形成。

可选地，膜可由螺旋缠绕件构造而成，螺旋卷绕件由平坦的膜构造而成，但是为包含两个膜片的“袋状”结构形式，所述两个膜被孔隙度高的支撑板分离。几个这样的袋状结构然后绕管(如管102)卷绕，形成切流几何结构，从而减少膜污垢。

膜还可包括中空纤维模块和更稀疏的基体，该中空纤维模块包括由自支撑纤维构成的组件，具有稠密的表皮分离层；更稀疏的基体有助于承受压力梯度和保持结构完整性。中空纤维模块可包含高达10000根纤维，它们的直径范围为200至2500微米。中空纤维模块的主要优点是，封闭空间内的表面面积相对较大，从而提高了分离过程的效率。

本发明并不局限于上述实施例，其中，在所附的权利要求书的范围内可想到各种改进。例如，各实施例的特征可组合。

Claims

1.一种滤失传感器(100)，其包括：

-第一流体容器(102)，该第一流体容器包括可渗透部分(104)、流体入口(122)和第一流体出口(128)；

-第二流体容器(106)，该第二流体容器包围所述可渗透部分(104)的外表面，且具有第二流体出口(114)；和

-流体流量传感器(116)，该流体流量传感器用于测量第二流体出口(114)中的流体流量。

2.根据权利要求1所述的滤失传感器，其包括用于自动清洁所述可渗透部分(104)的自动清洁组件(140)。

3.根据权利要求2所述的滤失传感器，所述自动清洁组件(140)包括：

-清洁流体储器(142)，该清洁流体储器中包含清洁流体；

-清洁流体管道(144)，该清洁流体管道将所述清洁流体储器连接到第二流体容器(106)的所述第二流体出口(114)和/或所述流体入口(122)上；和

-泵(146)，该泵用于将所述清洁流体泵送到所述第二流体出口(114)或所述流体入口(122)中。

4.根据权利要求3所述的滤失传感器，所述清洁组件还包括：

-清洁流体排放罐(152)。

5.根据权利要求4所述的滤失传感器，所述清洁组件还包括：

-阀(148)，其用于打开和关闭所述清洁流体管道；

-阀(150)，其用于打开和关闭连通所述流体流量传感器(116)的流体通道；和

-阀(156)，其用于打开和关闭连通所述清洁流体排放罐(152)的流体通道。

6.根据权利要求3至5中的任一权利要求所述的滤失传感器，所述清洁流体包括空气。

7.根据权利要求6所述的滤失传感器，所述清洁流体包括水和空气的混合物。

8.根据权利要求3所述的滤失传感器，所述清洁流体包括化学清洁剂，通过用化学清洁溶液浸泡所述可渗透部分来以化学方式清洁所述可渗透部分。

9.根据权利要求8所述的滤失传感器，其中，所述化学清洁溶液选自于氯漂白剂、氯化氢(HCl)、硝酸(HNO₃)、盐酸或过氧化氢(H₂O₂)。

10.根据权利要求2至9中的任一项权利要求所述的滤失传感器，所述自动清洁组件包括用于清洁所述可渗透部分(104)的机械清洁构件。

11.根据权利要求10所述的滤失传感器，所述机械清洁构件包括用于将滤渣从所述可渗透部分(104)的表面上擦洗掉的擦洗构件。

12.根据权利要求11所述的滤失传感器，所述擦洗构件包括海绵球。

13.根据权利要求1所述的滤失传感器，其中，所述第一流体容器(102)是第一管，其中，所述第二流体容器(106)是包围所述第一管的第二管。

14.根据权利要求1所述的滤失传感器，该传感器包括控制流体流入所述流体入口(122)的流入控制阀(124)。

15.根据权利要求1所述的滤失传感器，其中所述可渗透部分(104)包括设置有一些流体通道的金属膜，流体通道的数量和直径使得金属膜具有预选的渗透率。

16.用于钻井筒的钻井系统，其包括：

-钻柱(14)；

-流体供应管线(52)，该流体供应管线用于将流体供应到钻柱的朝向井口端；

-泵(32)，该泵用于通过所述流体供应管线(52)将流体泵送到钻柱中；和

-根据权利要求1的滤失传感器，其中，所述流体入口(122)被连接到所述流体供应管线(52)上，其中，所述第一流体出口(128)在所述流体入口(122)下游被连接到所述流体供应管线(52)上。

17.用于钻井筒的钻井系统，其包括：

-钻柱(14)；

-泵(32)，该泵用于通过所述流体供应管线(52)将流体泵送到钻柱中；

-流体排放管线(60)，该流体排放管线用于将流体从井筒中排放出来；和

-根据权利要求1的滤失传感器，其中，所述流体入口(122)被连接到所述流体排放管线(60)上，并且其中，所述第一流体出口(128)在所述流体入口(122)下游被连接到所述流体供应管线(52)上。

18.用于钻井筒的钻井系统，其包括：

-钻井流体储器(64)；

-流体回路(70)，该流体回路被连接到所述钻井流体储器(64)上，所述流体回路包括：

-供送管线(76)，该供送管线被连接到所述钻井流体储器(64)上；

-流体泵(72)，该流体泵将流体从所述钻井流体储器(64)通过所述供送管线(76)泵送；

-根据权利要求1的滤失传感器(100)，该滤失传感器从所述供送管线接收流体；和

-排放管线(74)，该排放管线将钻井流体排到所述钻井流体储器(64)中。

19.用于监测滤失的方法，该方法包括以下步骤：

-将流体流的至少一部分引导到第一流体容器(102)的流体入口(122)，该第一流体容器包括可渗透部分(104)和第一流体出口(128)；

-提供第二流体容器(106)，所述第二流体容器包围所述可渗透部分(104)的外表面且具有第二流体出口(114)；和

-使用流体流量传感器(116)测量所述第二流体出口(114)中的流体流量。

20.根据权利要求19所述的方法，其包括以下步骤：对流入所述流体入口(122)中的流体进行控制。

21.根据权利要求19或20中的任一权利要求所述的方法，其包括以下步骤：当所述第二流体出口(114)中的所测流体流量下降至低于预定阈值时，清洁所述可渗透部分。