CN111456659A - 一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。所述监测方法包括以下步骤：获取钻具参数，钻具参数包括钻具类型、钻具长度和钻具直径；检测第一距离，其中，第一距离为第一装置到钻台面的距离，第一装置包括顶驱或大钩；检测第二装置流速测量处的钻井液流速，第二装置包括环形防喷器或防溢管；根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量；将所述钻井液的出口流量与钻井液入口流量进行对比，在钻井液的出口流量大于钻井液入口流量的情况下，发出溢流预警，在钻井液的出口流量小于钻井液入口流量的情况下，发出漏失预警。本发明的有益效果可包括：实现钻井溢流、漏失的提前预警。

Description

一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法
技术领域
本发明涉及钻井溢流漏失监测技术领域，具体地，涉及一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。
背景技术
出口流量是溢流、漏失预警的关键指标。目前，精细控压钻井可依靠质量流量计准确监测出口流量，但常规钻井则无法实现出口流量的准确监测。这里，常规钻井可理解为在精细控压技术之前的非精细控压类钻井方式。
常规钻井时在导流槽上安装挡板式出口流量计进行返出钻井液流量的监测，其主要原理是返出钻井液冲击挡板、造成挡板摆动，引起流量计电阻器的阻值变化，即是通过挡板角度的变化来反映出口流量的变化。但是，由于导流槽(10寸左右)时常处于不满管的状态，以及来流(返出钻井液)的密度、粘度、液面高度、液面波动等均会对挡板摆动产生重要影响，从而造成出口流量监测存在较大误差，影响溢流、漏失的预警。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。所述监测方法可包括以下步骤：获取钻具参数，钻具参数包括钻具类型、钻具长度和钻具直径；检测第一距离，其中，第一距离为第一装置到钻台面的距离，第一装置包括顶驱或大钩；检测第二装置流速测量处的钻井液流速，第二装置包括环形防喷器或防溢管；根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量；将所述钻井液的出口流量与钻井液入口流量进行对比，在钻井液的出口流量大于钻井液入口流量的情况下，发出溢流预警，在钻井液的出口流量小于钻井液入口流量的情况下，发出漏失预警。
在本发明的一个示例性实施例中，根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量可包括：
根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积，再根据环空的截面积和所述钻井液的流速，实时计算钻井液的出口流量，所述环空的截面积为流速测量处第二装置与钻具之间的环空的截面积。
在本发明的一个示例性实施例中，根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积可包括：
根据所述第一距离，得到第二距离，第二距离为所述第一装置到流速测量处的距离；
根据所述钻具参数和第二距离得到位于流速测量处的钻具的截面积；
根据流速测量处第二装置的内孔截面积、以及流速测量处钻具的截面积，得到环空的截面积。
在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还可包括步骤：
对流速测量处的钻具的直径进行直接测量，得到钻具直径真实值；
根据钻具直径真实值和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量真实值；
在钻井液的出口流量真实值与钻井液的出口流量的偏差超过1L/s的情况下，对钻井液的出口流量进行校正。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过激光外径测量仪对钻具的直径进行直接测量。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过激光测距传感器对第一距离进行测量。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过流速传感器对钻井液流速进行测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：通过准确实时监测出口流量，与现有技术相比本发明的方法能够避免防溢管流出的钻井液没有填满整个导流槽的时候，在导流槽处检测钻井液的流速的方式，来计算出口流量的不准确性，提高了精确度。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明的一个示例性实施例中的第一、第二距离的一个示意图。
主要附图标记说明：
1、顶驱或大钩，2、环形防喷器。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。
本发明提供了一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法。
在本发明的一个示例性实施例中，所述监测方法可以包括以下步骤：
步骤一：获取钻具参数，所述钻具参数可以包括钻具类型、钻具长度和钻具直径(或钻具半径)。
步骤二：检测第一距离，其中，所述第一距离可以为第一装置到钻台面的距离，第一装置包括顶驱或大钩，即第一距离可以为顶驱到钻台面的距离或大钩到钻台面的距离。
在本实施例中，可以选择的是：在顶驱(即顶部驱动装置)或大钩上安装高度检测装置，例如激光测距传感器。
步骤三：检测第二装置流速测量处的钻井液的流速，所述第二装置可以包括环形防喷器或防溢管。
在本实施例中，检测的钻井液的流速可以为钻井液通过钻具与环形防喷器之间的环空或间隙的瞬时流速，或者是钻井液通过钻具与防溢管之间的环空或间隙的瞬时流速。可以选择的是：在环形防喷器或防溢管上安装流速测量装置，例如德威尔(Dwyer)PFT-IAN-B111-S流速传感器或超声波多普勒流速仪，流速测量装置的安装方式可以包括在环形防喷器7以上、导流槽9以下的井口的防溢管8或环形防喷器7上开孔，并在开孔处安装流速测量装置。
步骤四：根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量。
进一步地，步骤四具体可以包括：
根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积，再根据环空的截面积和所述钻井液的流速，实时计算钻井液的出口流量，所述环空的截面积为流速测量处第二装置与钻具之间的环空的截面积。
再进一步地，根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积可以包括：
根据所述第一距离，得到第二距离，第二距离为所述第一装置到流速测量处的距离；
根据所述钻具参数和第二距离得到位于流速测量处的钻具的截面积；
根据流速测量处第二装置的内孔截面积、以及流速测量处钻具的截面积，得到环空的截面积。
在本实施例中，如图1所示(仅示意图，图中第二装置为环形防喷器2)，由于：钻台面到第二装置的距离是固定的，流速检测处是在第二装置上的，在第一距离已经测出的情况下，就能够得到第二距离(即第一距离+钻台面到第二装置的距离)，第二距离即钻具位于顶驱或大钩一端到流速检测处的距离，根据钻具的长度对应的钻具的直径或半径等参数得到相对应的位于流速检测处钻具的直径(d)或半径(r)，从而能够计算出流速检测处钻具的截面积，截面积S1＝πr2，此时，再将位于流速检测处的第二装置的截面积记作S2，则位于流速检测处的第二装置的内环空的截面积S即为S＝S2-S1。
步骤五：将所述钻井液的出口流量与钻井液入口流量进行对比，在钻井液的出口流量大于钻井液入口流量的情况下，发出溢流预警，在钻井液的出口流量小于钻井液入口流量的情况下，发出漏失预警。
在本实施例中，我们可以通过将得到的钻井液的出口流量与入口流量同时以曲线图的形式展现出来，以形成直观的对比。
另外，所述监测方法还可以包括步骤：
对流速测量处的钻具的直径进行直接测量，得到钻具直径真实值；
根据钻具直径真实值和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量真实值；
在钻井液的出口流量真实值与钻井液的出口流量的偏差超过1L/s的情况下，对钻井液的出口流量进行校正。
在本实施例中，可以通过直径检测装置，例如激光外径测量仪，对钻具直径的实际值进行测量，再获取钻具直径的实际值对应的瞬时流量，与测量值进行对比，如果偏差不大于1L/s说明数据正常，如果偏差大于1L/s则需要对测量值进行校正。
综上所述，本发明的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法的优点可包括：
(1)通过对入口流量与出口流量的对比分析，实现钻井溢流、漏失的提前预警；
(2)通过准确实时监测出口流量，与现有技术相比本发明的方法能够避免防溢管流出的钻井液没有填满整个导流槽的时候，在导流槽处检测钻井液的流速的方式，来计算出口流量的不准确性，提高了精确度。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (7)

1.一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：
获取钻具参数，钻具参数包括钻具类型、钻具长度和钻具直径；
检测第一距离，其中，第一距离为第一装置到钻台面的距离，第一装置包括顶驱或大钩；
检测第二装置流速测量处的钻井液流速，第二装置包括环形防喷器或防溢管；
根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量；
将所述钻井液的出口流量与钻井液入口流量进行对比，在钻井液的出口流量大于钻井液入口流量的情况下，发出溢流预警，在钻井液的出口流量小于钻井液入口流量的情况下，发出漏失预警。
2.根据权利要求1所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量包括：
根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积，再根据环空的截面积和所述钻井液的流速，实时计算钻井液的出口流量，所述环空的截面积为流速测量处第二装置与钻具之间的环空的截面积。
3.根据权利要求2所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，根据所述钻具参数和第一距离，得到环空的截面积包括：
根据所述第一距离，得到第二距离，第二距离为所述第一装置到流速测量处的距离；
根据所述钻具参数和第二距离得到位于流速测量处的钻具的截面积；
根据流速测量处第二装置的内孔截面积、以及流速测量处钻具的截面积，得到环空的截面积。
4.根据权利要求1所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：
对流速测量处的钻具的直径进行直接测量，得到钻具直径真实值；
根据钻具直径真实值和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量真实值；
在钻井液的出口流量真实值与钻井液的出口流量的偏差超过1L/s的情况下，对钻井液的出口流量进行校正。
5.根据权利要求4所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，通过激光外径测量仪对钻具的直径进行直接测量。
6.根据权利要求1所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，通过激光测距传感器对第一距离进行测量。
7.根据权利要求1所述的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，通过流速传感器对钻井液流速进行测量。
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