CN110043243B - 一种钻井液滤失量测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钻井液滤失量测量装置及方法，包括钻井液罐、暂存罐、真空泵、失水量测量罐、测量组件和空气压缩机；所述钻井液罐与暂存罐通过管道相连通，所述暂存罐与失水量测量罐通过管道相连通，所述失水量测量罐与暂存罐之间连通管道上设置进料阀门，所述真空泵的进气口与暂存罐相连通；所述失水量测量罐通过进气阀门与空气压缩机的出气口相连通，所述失水量测量罐底部设置外排口；所述的测量组件设置在失水量测量罐上。本发明实现了自动化、数据远程实时传输及监控、数据准确可靠；实验条件更贴近现场人工手动测量，实验数据和实验结果对现场的钻井生产有很强的指导性。
Description
技术领域
本发明涉及测控技术领域，尤其涉及一种钻井液滤失量测量装置及方法。
背景技术
滤失量是钻井液参数的重要性能指标，井壁稳定和泥饼质量都要以此为据，为确保钻井施工的正常进行，监测此项数据尤为重要。
目前，钻井液滤失量现场自动测试几乎为零，大多采用人工手动测量，不仅测试耗费人力，且测试工作量大，效率低。
发明内容
为了克服现有钻井液滤失量现场自动测试几乎为零，大多采用人工手动测量，不仅测试耗费人力，且测试工作量大，效率低，本发明提供一种钻井液滤失量测量装置及方法，本发明真实模拟人工测量的装置，该装置自动测量、无需人工值守、无线传输入库、数据真实可靠，且测量效率高，实验数据和实验结果对现场的钻井生产有很强的指导性。
本发明采用的技术方案为：
一种钻井液滤失量测量装置，包括钻井液罐、暂存罐、真空泵、失水量测量罐、测量组件和空气压缩机；所述钻井液罐与暂存罐通过管道相连通，所述暂存罐与失水量测量罐通过管道相连通，所述失水量测量罐与暂存罐之间连通管道上设置进料阀门，所述真空泵的进气口与暂存罐相连通；所述失水量测量罐通过进气阀门与空气压缩机的出气口相连通，所述失水量测量罐底部设置外排口；所述的测量组件设置在失水量测量罐上。
所述暂存罐与所述失水量测量罐之间设置液位开关。
所述的进料阀门选用电磁阀，所述进气阀门选用电磁阀。
所述测量组件至少包括定量滤纸和流量计，所述定量滤纸水平设置在失水量测量罐内预设高度位置，所述的流量计设置在失水量测量罐底部；所述的流量计通过数据输出接口无线连接有数据传输装置，数据传输装置通过通信网络与存储失水量测量罐输出数据的数据库相连。
所述暂存罐设置在失水量测量罐的上方，所述的暂存罐的底面高于失水量测量罐的顶面。
所述的暂存罐上设置有液位传感器，所述液位传感器为贴片式、浮球式、投入式或超声波式液位传感器。
所述的高压冲洗罐上设置有清水进口、压缩空气进口、溢流口，所述高压冲洗罐与所述失水量测量罐之间通过电磁阀相连通。
所述的失水量测量罐下端设有排水槽和负压排水罐，所述的负压排水罐位于排水槽一侧，所述排水槽对应设置于失水量测量罐的流量计出口下方，所述负压排水罐通过管道与排水槽相连通，且负压排水罐的顶部与真空泵的进气口相连通。
一种钻井液滤失量测量方法，具体步骤为:
步骤一，预备待测钻井液：通过真空泵对暂存罐抽负压，钻井液由管道进入暂存罐中，当暂存罐液位达到设定液位时，停止进料；
步骤二，加压测试：打开失水量测量罐的进水阀门，重力作用使暂存罐内的待测钻井液流进失水量测量罐中，到达设定液位后，关闭进料阀门，并打开进气阀门，压缩空气进入失水量测量罐中，罐内压力升高，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸和流量计后流出；
步骤三，计量：到达预定时间后，停止加压，通过失水量出口安装的流量计读出失水量数据；
步骤四，排废液和冲洗：测试完成后，将装置内的废料排出，废料吐放至指定位置并对装置进行冲洗；高压冲洗罐内进清水，通压缩空气，增大罐内压力，打开联通失水量测量罐的电磁阀，高压水进入失水量测量罐内，对失水量测量罐的罐体和滤网进行反冲洗，并外排，经负压排水罐将测试废料和清洗水排出。
本发明的有益效果为：
本发明实现自动化、数据远程实时传输及监控、数据准确可靠；实验条件更贴近现场人工手动测量，实验数据和实验结果对现场的钻井生产有很强的指导性。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的钻井液滤失量测量装置的结构示意图。
图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
1、钻井液罐；2、暂存罐；3、失水量测量罐；4、真空泵；5、空气压缩机；6、进料阀门；7、进气阀门；8、定量滤纸；9、流量计；10、外排口；11、高压冲洗罐；12、负压排水罐；13、排水槽；14、清水进口；15、溢流口；16、压缩空气进口。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有钻井液滤失量现场自动测试几乎为零，大多采用人工手动测量，不仅测试耗费人力，且测试工作量大，效率低，本发明提供如图1所示的一种钻井液滤失量测量装置及方法，本发明真实模拟人工测量的装置，该装置自动测量、无需人工值守、无线传输入库、数据真实可靠，且测量效率高，实验数据和实验结果对现场的钻井生产有很强的指导性。
一种钻井液滤失量测量装置，包括钻井液罐1、暂存罐2、真空泵4、失水量测量罐3、测量组件和空气压缩机5；所述钻井液罐1与暂存罐2通过管道相连通，所述暂存罐2与失水量测量罐3通过管道相连通，所述失水量测量罐3与暂存罐2之间连通管道上设置进料阀门6，所述真空泵4的进气口与暂存罐2相连通；所述失水量测量罐3通过进气阀门7与空气压缩机5的出气口相连通，所述失水量测量罐3底部设置外排口10；所述的测量组件设置在失水量测量罐3上。
本发明中提供的该钻井液滤失量测量装置通过真空泵4对暂存罐2抽负压，钻井液由管道进入暂存罐2中，重力作用使暂存罐2内的待测钻井液流进失水量测量罐3中，液位传感器监测到达设定液位后，关闭进料阀门6，打开进气阀门7，利用空气压缩机5压缩空气对失水量测量罐3加压，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸8和流量计9后流出，到达预定时间出失水量数据测试完实现废液外排。
实施例2：
所述暂存罐2与所述失水量测量罐3之间设置液位开关。
所述的进料阀门6选用电磁阀，所述进气阀门7选用电磁阀。
所述测量组件至少包括定量滤纸8和流量计9，所述定量滤纸8水平设置在失水量测量罐3内预设高度位置，所述的流量计9设置在失水量测量罐3底部；所述的流量计9通过数据输出接口无线连接有数据传输装置，数据传输装置通过通信网络与存储失水量测量罐3输出数据的数据库相连。
所述暂存罐2设置在失水量测量罐3的上方，所述的暂存罐2的底面高于失水量测量罐3的顶面。
所述的暂存罐2上设置有液位传感器，所述液位传感器为贴片式、浮球式、投入式或超声波式液位传感器。
所述的高压冲洗罐11上设置有清水进口14、压缩空气进口16、溢流口15，所述高压冲洗罐11与所述失水量测量罐3之间通过电磁阀相连通。
所述的失水量测量罐3下端设有排水槽13和负压排水罐12，所述的负压排水罐12位于排水槽13一侧，所述排水槽13对应设置于失水量测量罐3的流量计9出口下方，所述负压排水罐12通过管道与排水槽13相连通，且负压排水罐12的顶部与真空泵4的进气口相连通。
一种钻井液滤失量测量方法，具体步骤为:
步骤一，预备待测钻井液：通过真空泵4对暂存罐2抽负压，钻井液由管道进入暂存罐2中，当暂存罐2液位达到设定液位时，停止进料；
步骤二，加压测试：打开失水量测量罐3的进水阀门，重力作用使暂存罐2内的待测钻井液流进失水量测量罐3中，到达设定液位后，关闭进料阀门6，并打开进气阀门7，压缩空气进入失水量测量罐3中，罐内压力升高，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸8和流量计9后流出；
步骤三，计量：到达预定时间后，停止加压，通过失水量出口安装的流量计9读出失水量数据；
步骤四，排废液和冲洗：测试完成后，将装置内的废料排出，废料吐放至指定位置并对装置进行冲洗；高压冲洗罐11内进清水，通压缩空气，增大罐内压力，打开联通失水量测量罐3的电磁阀，高压水进入失水量测量罐3内，对失水量测量罐3的罐体和滤网进行反冲洗，并外排，经负压排水罐12将测试废料和清洗水排出。
本发明中提供的该钻井液滤失量测量装置通过真空泵4对暂存罐2抽负压，钻井液由管道进入暂存罐2中，重力作用使暂存罐2内的待测钻井液流进失水量测量罐3中，液位传感器监测到达设定液位后，关闭进料阀门6，打开进气阀门7，利用空气压缩机5压缩空气对失水量测量罐3加压，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸8和流量计9后流出，到达预定时间出失水量数据测试完实现废液外排。
本发明中高压冲洗罐11上设置有清水进口14、压缩空气进口16和溢流口15，高压冲洗罐11与失水量测量罐3之间通过电磁阀相连通。在高压冲洗时，由清水进口14向高压冲洗罐11中注入清水，高压水进入失水量测量罐3中进行清洗。高压冲洗罐11中注满清水后，由溢流口15排出。在排水过程中，利用真空泵4对排水槽13进行抽气，在负压排水罐12内气压达到一定值后，排水槽13内的排出废料抽入负压排水罐12中，从而排放至指定位置。
流量计19上设置有数据输出接口，数据传输装置与数据输出接口相连，数据传输装置通过通信网络与钻井液大数据库相连。数值通过现场卫星网络或者4G网等通信网络实时传送至钻井液大数据库进行存储分析，并可随时查看数据报表或历史曲线。本发明中涉及到的液位控制部件均通过控制系统进行连接控制。本发明中的控制系统为现有系统，本发明中将不再进行进一步的说明。
本发明提供的钻井液滤失量测量方法的具体实施步骤如下：
（1）预备待测钻井液：通过真空泵4对暂存罐2抽负压，钻井液由管道进入暂存罐2中，暂存罐2采用不锈钢材质，优选地在暂存罐2外表面安装贴片式液位传感器，当暂存罐2液位达到设定液位时，停止进料；
（2）加压测试：打开失水量测量罐3的进水阀门，重力作用使暂存罐2内的待测钻井液流进失水量测量罐3中，安装液位开关或者安装贴片式液位传感器，到达设定液位后，关闭进料阀门6，并打开进气阀门7，压缩空气进入失水量测量罐3中，罐内压力升高，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸8和流量计9后流出；
（3）计量：到达预定时间后，停止加压，通过失水量出口安装的流量计9读出失水量数据；
（4）排废液和冲洗：测试完成后，将设备内的废料排出，废料吐放至指定位置并对设备进行冲洗。高压冲洗罐11内进清水，通压缩空气，增大罐内压力，打开联通失水量测量罐3的电磁阀，高压水进入失水量测量罐3内，对罐体和滤网进行反冲洗，并外排，经负压排水罐将测试废料和清洗水排出。
其中根据（3）中钻井液的失水量数据，依据区块钻井液技术方案对钻井液性能进行评价。
将待测试某口井钻井液分别在时间A、时间B和时间C用现场钻井液滤失量测试和远程传输仪器进行测试，并分别取得数据，并标号为数据A、数据B和数据C；
实验结果与分析：
对比某口井不同时段钻井液滤失量性能，时间A到时间C滤失量在逐渐变大，对照区块技术方案要求滤失量≤5.0ml，应加入适量降失水剂降低钻井液失水。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的装置结构及方法均为现有技术，本发明中将不再进行一一描述。
Claims (4)
1.一种钻井液滤失量测量方法，其特征在于：采用钻井液滤失量测量装置，钻井液滤失量测量装置包括钻井液罐（1）、暂存罐（2）、真空泵（4）、失水量测量罐（3）、高压冲洗罐（11）、测量组件和空气压缩机（5）；所述钻井液罐（1）与暂存罐（2）通过管道相连通，所述暂存罐（2）与失水量测量罐 3）通过管道相连通，所述失水量测量罐（3）与暂存罐（2）之间连通管道上设置进料阀门（6），所述真空泵（4）的进气口与暂存罐（2）相连通；所述失水量测量罐（3）通过进气阀门（7）与空气压缩机（5）的出气口相连通，所述失水量测量罐（3）底部设置外排口（10）；所述的测量组件设置在失水量测量罐（3）上；所述测量组件至少包括定量滤纸（8）和流量计（9），所述定量滤纸（8）水平设置在失水量测量罐（3）内预设高度位置，所述的流量计（9）设置在失水量测量罐（3）底部；所述的流量计（9）通过数据输出接口无线连接有数据传输装置，数据传输装置通过通信网络与存储失水量测量罐（ 3）输出数据的数据库相连；所述暂存罐（2）设置在失水量测量罐（3）的上方，所述的暂存罐（2）的底面高于失水量测量罐（3）的顶面；高压冲洗罐（11）上设置有清水进口（14）、压缩空气进口（16）、溢流口（15），所述高压冲洗罐（11）与所述失水量测量罐（3）之间通过电磁阀相连通；所述的失水量测量罐（3）下端设有排水槽（13）和负压排水罐（12），所述的负压排水罐（12）位于排水槽（13）一侧，所述排水槽（13）对应设置于失水量测量罐（3）的流量计（9）出口下方，所述负压排水罐（12）通过管道与排水槽（13）相连通，且负压排水罐（12）的顶部与真空泵（4）的进气口相连通；
钻井液滤失量测量方法的具体步骤为:
步骤一，预备待测钻井液：通过真空泵（4）对暂存罐（2）抽负压，钻井液由管道进入暂存罐（2）中，当暂存罐（2）液位达到设定液位时，停止进料；步骤二，加压测试：打开失水量测量罐（3）的进水阀门，重力作用使暂存罐（2）内的待测钻井液流进失水量测量罐（3）中，到达设定液位后，关闭进料阀门（6），并打开进气阀门（7），通过空气压缩机（5）压缩空气进入失水量测量罐（3）中，罐内压力升高，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸（8）和流量计（9）后流出；步骤三，计量：到达预定时间后，停止加压，通过失水量出口安装的流量计（9）读出失水量数据；
步骤四，排废液和冲洗：测试完成后，将钻井液滤失量测量装置内的废料排出，废料吐放至指定位置并对钻井液滤失量测量装置进行冲洗；高压冲洗罐（11）内进清水，通压缩空气，增大罐内压力，打开联通失水量测量罐（3）的电磁阀，高压水进入失水量测量罐（3）内，对失水量测量罐（3）的罐体和滤网进行反冲洗，并外排，经负压排水罐（12）将测试废料和清洗水排出。
2.根据权利要求 1 所述的钻井液滤失量测量方法，其特征在于：所述暂存罐（2）与所述失水量测量罐（3）之间设置液位开关。
3.根据权利要求 1 所述的钻井液滤失量测量方法，其特征在于：所述的进料阀门（6）选用电磁阀，所述进气阀门（7）选用电磁阀。
4.根据权利要求 1 所述的钻井液滤失量测量方法，其特征在于：所述的暂存罐（2）上设置有液位传感器，所述液位传感器为贴片式、浮球式、投入式或超声波式液位传感器。
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