CN115060796A - 满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，包括步骤S1.获取升温后集气层厚度实时信息；步骤S2.获取信息中的干扰因素的关联关系；步骤S3.剔除干扰，获取流体内因升温所析出气体含量实时信息；步骤S4.结合流体流量信息，获取含气率信息。本发明通过超声多普勒法对管道内多相流进行测速，在定制管道的集气区人为充入气体，得出该多相流流速与携带气泡水平的变化关系。再借助超声空化效应的加热效果，在集气区获取因升温析出的气泡凝聚量，结合多相流流速对气泡的携带性，温度变化对气体溶解度的影响，计算出含气量信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于超声的含气量检测领域，尤其涉及满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法。
背景技术
在钻井作业中，需要及时发现井下气体侵入的现象，以便采取措施抑制连锁反应，避免严重井喷事故的发生。原始的预警方法是肉眼观察泥浆罐中是否有异常气泡产生，其干扰因素多，人因误差难以控制。现代方法中，有井下随钻仪器设备，也有对进出口流量变化的检测，在定量精度、反应时间上有所进步，但往往需定制化仪器，成本高昂。
在钻头靠近井下气层且尚未发生明显气侵前，应有外围气层物质进入到钻井液中并返出。基于此，在满管多相钻井液出口处，若能以较低成本，对微小含气量进行测量，便可以更实用、更及时的方式进行气体侵入预警。
黄奕勇(CN105181793B)等人利用超声波双频信号给出了两相流含气率的非接触性测量方法。该方法根据声波的振动方程、两相流中的传播方程、传播速度比方程和平面波方程，通过构造迭代步骤，得到了满足测得数据的气体体积分数和气泡平均半径，根据所述气体体积分数，获知含气率。
但是，该方法的实施前提是，需要测得超声在纯液相中的传播速度和两相流中的等效传播速度，使得该方法难以应用于具有多相复杂组分的钻井液中。
对于满管流体，由于截面含气率未达到一定程度，微型气体未聚团为气泡，对气相比重较低，难以呈现气液两相的明显区别，以气泡相关特性为依据的测量方法效果受限。
陈教选(CN106525919B)等人利用电容层析成像技术给出了油气两相流中整体含气率的检测方法。该方法根据被测物质各相具有不同的介电常数的原理，通过已知含气量和含油量的电容实验，得到了各相含量和测量电容数据的对照表，在实际使用时查表获取含气率。
但是，该方法高度依赖于理想实验，需用气体流量计和油相流量计测量气油两相各自的流量来建立对照表，且实验实现的测量含气率限定在30-80％之间，不适用于微小含量、溶解气体物质的测量。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，以解决在被测液体组分复杂的情况下，对微小含气量进行测量的问题。
本发明采用的技术方案概述如下：
通过超声多普勒法对管道内多相流进行测速，在定制管道的集气区人为充入气体，得出多相流流速与携带气泡水平的变化关系。再借助超声空化效应的加热效果，在集气区获取因升温析出的起泡凝聚量，结合多相流流速对起泡的携带性，温度变化对气体溶解度的影响，计算出含气量信息。
本发明采用如下技术方案：
满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，主要步骤包括：
步骤S1.获取升温后集气层厚度实时信息；
步骤S11.通过加热方法在定制管道的集气帽中得到非满管的集气区；
步骤S12.对集气区超声测距数据进行处理；
步骤S2.获取信息中的干扰因素的关联关系；
步骤S21.获取气层调节步骤的影响；
步骤S22.获取流体流速变化与气层厚度的关系；
步骤S23.获取流体温度变化与气层厚度的关系；
步骤S3.剔除干扰，获取流体内因升温所析出气体含量实时信息；
步骤S31.剔除因气层调节步骤对析出气体量的影响；
步骤S32.剔除因流体流速变化对析出气体量的影响；
步骤S33.剔除因流体温度变化对析出气体量的影响。
从已获得的加热流体流速VHL,Land of Heated Liquid、升温后气层厚度LHG,Land of Heated Gas、加热流体温度THI,Temperature of Heated Liquid数据中，剔除气层厚度LG关于流体流速VL变化的关系LG＝Funtion_A(VL),得到无流体携带因素的气层厚度LHGW,Land of Heated Gas Without the effect of liquid Velocity与已知数据的关系LHGWV＝Function_C(VHL,THL,LHG)。
从无流体携带的气层厚度LHGWV与已知数据的关系LHGWV＝Function_C(VHL,THI,LHG)中，剔除已获得的气层厚度LG关于流体温度TL变化的关系LG＝Function_B(TL)，得到因加热真实析出气体厚度LRHG,Land of Real Heated Gas与已知数据的关系LRHG＝Function_D(VHL,THL,LHG)。
步骤S4.结合流体流量信息，获取含气率信息。
步骤S41.获取流体流量；
步骤S42.获取单位体积内流体含气率信息；
在步骤S11中，所述加热方法是利用超声空化作用的热效应和降稠效应。
或者在步骤S11中，所述加热方法采用电热阻丝。
在步骤S21中，气层调节可进行的具体步骤为：
充分放气、抽气和注气。
充分放气操作影响为清空含气量。
抽气和注气操作均在体积上定量进行。
优选的，由于析出气体可能具有毒性，应避免充分放气操作。抽气应采用定体积真空，以控制抽气量。注气应采用定体积高压气，以抵消管道内压力。
在步骤S22中，获取流体流速变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度LG，Landof Gas关于流体流速VL，Velocity of Liquid变化的关系LG＝Funtion_A(VL)，具体步骤分为：
在恒温环境中，对于固定配方流体，获取流速实时信息VL，获取集气层厚度实时信息LG和数据拟合。
在步骤S23中，获取流体温度变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度LG关于流体温度TL，Temperature of Liquid变化的关系LG＝Function_B(TL)，具体步骤分为：在封闭静止环境内，对于固定配方流体，获取温度实时信息TL、获取温度变化期间集气层厚度实时信息LG和数据拟合。
具体地，在步骤S41中，依据采用连续超声多普勒法获取的加热流体流速VHL实时信息与管道结构参数，得到加热流体流量FHL,Flow of Heated Liquid实时信息。
具体地，在步骤S42中，依据因加热真实析出气体厚度LRHG实时信息，得到单位体积内流体含气率CGL,Content of Gas in Liquid实时信息。
所述定制管道CP,Custom pipe包括结构：主管道MP，Mainpipe、超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter、集气帽CC,Collecting Cap和超声空化设备UCE，UltrasonicCavitation Equipment。
超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter、集气帽CC,Collecting Cap和超声空化设备UCE，Ultrasonic Cavitation Equipment均安装在主管道MP，Mainpipe上。
所述主管道MP中，包括三个开口、四段直管、三段弯管。
三个开口分别是进液口MP1、出液口MP0、集气口MP6；
四段直管是进口段MP2、出口段MP9、上坡段MP4和下坡段MP7。
三段弯管是进弯管MP3、出弯管MP8和中弯管MP5。
进口段MP2的一端为进液口MP1，进口段MP2另一端连接进弯管MP3一端，进弯管MP3另一端连接上坡段MP4一端，上坡段MP4另一端连接中弯管MP5一端，中弯管MP5另一端连接集气口MP6一端，集气口MP6另一端连接下坡段MP7一端，下坡段MP7另一端连接出弯管MP8一端，出弯管MP8另一端连接出口段MP9一端，出口段MP9另一端为出液口MP0，超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter安装在下坡段MP7上，集气帽CC,Collecting Cap安装在中弯管MP5上，超声空化设备UCE，Ultrasonic Cavitation Equipment安装在上坡段MP4上。
集气口的位置在主管道MP的脊线位置移动。
所述集气帽CC中，包括三个开口、超声测距模块CC4、集气区CC5，三个开口分别是帽底口CC3、帽顶口CC1和帽侧口CC2，帽顶口CC1、帽侧口CC2与帽底口CC3均相通。集气区CC5安装有超声测距模块CC4，并且集气区CC5与帽底口CC3相通。
所述的超声流量计UF，示意性地给出了四对共八个超声波换能器UF1以及一个环形连接固定架UFO。八个超声波换能器等间距的布置在环形连接固定架UFO上。
所述的超声空化设备UCE，示意性地给出了两对共十个超声波换能器UCE3以及支撑架UCE2、连接槽UCE1和集线器UCE0。
支撑架UCE2两端均安装超声波换能器UCE3，支撑架UCE2中部安装有连接槽UCE1，集线器UCE0将两个连接槽UCE1串接连接。
本发明的有益效果：
本发明首次以超声的多种效应为主结合其他相关算法实现了对满管多相钻井液流速与含气量的测量。
与现有技术相比，通过定制化的管道，可获得原本在满管情况下，难以测量的可溶性、悬浮性气泡；通过定制的排气口，可获得析出气体，便于进行即时成分分析和收集；利用3组干扰因素的多元实时数据，可进一步对复杂钻井过程中的突发、危险情况进行模式识别，可拓展时效性强的安全预警功能。
本发明满管时气泡较小，无法积聚在管顶，用超声测距方法获得含气量，故人为制造一个会出现非满管的区域(集气区)，进行超声测距。具体的，流速快时，气体来不及在集气区聚合就被携带走，甚至将原来积聚的气体裹挟走，这是集气区失去气体的因素。通过超声空化效应的加热效果，原来溶解与多相流中的气体(如有毒的硫化氢)得以析出，这是集气区的获得气体因素。
超声空化能降低多相流粘稠性，降低管道摩擦力；集气区上方有开口，可以抽取气体，分析成分；同时使用超声波的三种用法，达到了对两种量的测量(空化作用超声频率在20k-40kHz左右，测距在200KHz左右，测多相流流速在1MHz左右)，各效应相互影响有限，噪声对信号处理的干扰有限。
附图说明
图1为定制管道(CP)总体结构俯视示意图；
图2为定制管道(CP)总体结构剖面示意图；
图3为主管道(MP)结构剖面示意图；
图4是集气帽(CC)结构俯视示意图；
图5是集气帽(CC)结构仰视示意图；
图6是集气帽(CC)结构剖面示意图；
图7是超声流量计(UF)结构示意图；
图8是超声空化设备(UCE)结构示意图；
图9是检测方法主要步骤流程图；
图10为检测方法具体实施细节流程图；
图11是定制管道(CP)总体结构流体含气量仿真剖面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面针对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图9所示，本发明的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，主要步骤包括：
步骤S1.获取升温后集气层厚度实时信息；
步骤S2.获取信息中的干扰因素的关联关系；
步骤S3.剔除干扰，获取流体内因升温所析出气体含量实时信息；
步骤S4.结合流体流量信息，获取含气率信息。
在步骤S1中，细分步骤包括：
步骤S11.通过加热方法在定制管道的集气帽中得到非满管的集气区；
步骤S12.对集气区超声测距数据进行处理；
在步骤S11中，所述加热方法是利用超声空化作用的热效应和降稠效应。
或者在步骤S11中，所述加热方法采用电热阻丝，但该加热放大对流体加热向外耗散热量大，需通过管道传导热量，效率较低，环保性差。
步骤S21.获取气层调节步骤的影响；
步骤S22.获取流体流速变化与气层厚度的关系；
步骤S23.获取流体温度变化与气层厚度的关系；
在步骤S21中，气层调节可进行的具体步骤为：
充分放气、抽气和注气。
充分放气操作影响为清空含气量。
抽气和注气操作均在体积上定量进行。
优选的，由于析出气体可能具有毒性，应避免充分放气操作。抽气应采用定体积真空，以控制抽气量。注气应采用定体积高压气，以抵消管道内压力。
在步骤S22中，获取流体流速变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度(LG，Landof Gas)关于流体流速(VL，Velocity of Liquid)变化的关系LG＝Funtion_A(VL)，具体步骤分为：
在恒温环境中，对于固定配方流体，获取流速实时信息(VL)，获取集气层厚度实时信息(LG)和数据拟合。
在步骤S23中，获取流体温度变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度(LG)关于流体温度(TL，Temperature of Liquid)变化的关系LG＝Function_B(TL)，具体步骤分为：在封闭静止环境内，对于固定配方流体，获取温度实时信息(TL)、获取温度变化期间集气层厚度实时信息(LG)和数据拟合。
步骤S31.剔除因气层调节步骤对析出气体量的影响；
步骤S32.剔除因流体流速变化对析出气体量的影响；
步骤S33.剔除因流体温度变化对析出气体量的影响。
从已获得的加热流体流速(VHL,Land of Heated Liquid)、升温后气层厚度(LHG,Land of Heated Gas)、加热流体温度(THI,Temperature of Heated Liquid)数据中，剔除气层厚度(LG)关于流体流速(VL)变化的关系LG＝Funtion_A(VL),得到无流体携带因素的气层厚度(LHGW,Land of Heated Gas Without the effect of liquid Velocity)与已知数据的关系LHGWV＝Function_C(VHL,THL,LHG)。
从无流体携带的气层厚度(LHGWV)与已知数据的关系LHGWV＝Function_C(VHL,THI,LHG)中，剔除已获得的气层厚度(LG)关于流体温度(TL)变化的关系LG＝Function_B(TL)，得到因加热真实析出气体厚度(LRHG,Land of Real Heated Gas)与已知数据的关系LRHG＝Function_D(VHL,THL,LHG)。
步骤S41.获取流体流量；
步骤S42.获取单位体积内流体含气率信息；
具体地，在步骤S41中，依据采用连续超声多普勒法获取的加热流体流速(VHL)实时信息与管道结构参数，得到加热流体流量(FHL,Flow of Heated Liquid)实时信息。
具体地，在步骤S42中，依据因加热真实析出气体厚度(LRHG)实时信息，得到单位体积内流体含气率(CGL,Content of Gas in Liquid)实时信息。
参照图1、图2、图3，所述定制管道CP,Custom pipe包括结构：主管道MP，Mainpipe、超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter、集气帽CC,Collecting Cap和超声空化设备UCE，Ultrasonic Cavitation Equipment。
超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter、集气帽CC,Collecting Cap和超声空化设备UCE，Ultrasonic Cavitation Equipment均安装在主管道MP，Mainpipe上。
所述主管道MP中，包括三个开口、四段直管、三段弯管。
三个开口分别是进液口MP1、出液口MP0、集气口MP6；
四段直管是进口段MP2、出口段MP9、上坡段MP4和下坡段MP7。
三段弯管是进弯管MP3、出弯管MP8和中弯管MP5。
进口段MP2的一端为进液口MP1，进口段MP2另一端连接进弯管MP3一端，进弯管MP3另一端连接上坡段MP4一端，上坡段MP4另一端连接中弯管MP5一端，中弯管MP5另一端连接集气口MP6一端，集气口MP6另一端连接下坡段MP7一端，下坡段MP7另一端连接出弯管MP8一端，出弯管MP8另一端连接出口段MP9一端，出口段MP9另一端为出液口MP0，超声流量计UF，Ultrasonic Flow-meter安装在下坡段MP7上，集气帽CC,Collecting Cap安装在中弯管MP5上，超声空化设备UCE，Ultrasonic Cavitation Equipment安装在上坡段MP4上。
集气口的位置可依据实际情况和仿真效果，在主管道MP的脊线位置移动。
参照图4、图5、图6，所述集气帽CC中，包括三个开口、超声测距模块CC4、集气区CC5，三个开口分别是帽底口CC3、帽顶口CC1和帽侧口CC2，帽顶口CC1、帽侧口CC2与帽底口CC3均相通。集气区CC5安装有超声测距模块CC4，并且集气区CC5与帽底口CC3相通。
参照图7，所述的超声流量计UF，示意性地给出了四对共八个超声波换能器UF1以及一个环形连接固定架UFO。八个超声波换能器等间距的布置在环形连接固定架UFO上。
参照图8，所述的超声空化设备UCE，示意性地给出了两对共十个超声波换能器UCE3以及支撑架UCE2、连接槽UCE1和集线器UCE0。
支撑架UCE2两端均安装超声波换能器UCE3，支撑架UCE2中部安装有连接槽UCE1，集线器UCE0将两个连接槽UCE1串接连接。
参照图10，给出了一种基于超声波的满管多相钻井液流速与含气量联合检测方法的具体实施步骤流程图，纵向排布顺序表示了各具体实施步骤的时间先后顺序，横向排布需参考顶部对象名称，得知步骤所针对的目标主体。按时间顺序，可基本归纳为以下7步：
1、现场准备：安装主管道、各套超声设备、控制数据处理软件，为现场硬件通电供能，在软件中登录各硬件设备，为整套方法的实施准备硬件、软件基础。
2、开机运行：管内通入流体；仪器开机运行，流速仪器获取到流速信息，上位机后台建立对应流量数据库，超声多普勒法频移数据经过算法处理，获取实时流速信息。
3、信息初始化：获得各处状态，如集气层厚度、流体温度等信息，上位机后台建立对应数据库，存储升温进程前集气层厚度实时信息、各处仪器、管道和流体温度信息，并结合流速数据得到流速-升温前集气层厚度关系。
4、气层状态初始化：在确保流体满管运行后，集气区通过上位机设定的程序，通过外部装置完成放气、抽气和注气等流程，使得气层厚度等处于超声测距的有效范围，使得气层状态处于方法运行的所需区间。
5、空化加热：启动超声空化仪器，作用于复杂多相流体；通过设定空化程序，动态调整仪器功率，直至装置末端流体温度处于一定范围；结合温度变化数据和气层厚度数据，得到升温后气层厚度-温度关系；结合温度变化数据和流速数据，得到升温后气层厚度-流速关系。
6、气层状态二次初始化：通过设定的气层调节程序，再次通过外部装置完成放气、抽气和注气等流程，再次使得气层厚度等处于超声测距的有效范围，使得气层状态处于方法运行的所需区间。
7、稳态运行：通过最终趋于定功率的空化作用，流体析出气体量趋于恒定，且管道流体基本仅在集气区内形成非满管状态；上位机后台建立新气层厚度数据库、含气量数据库；结合已经获得的气层厚度、温度、流速相互关系，物理数据处理程序引入气层状态二次初始化后的新气层厚度数据，剔除气层调节影响、剔除流速变化影响和剔除温度变化影响，得到流体内因升温所析出气体含量实时信息；依据因升温所析出气体含量实时信息，结合流速信息，即可获知流体含气率实时信息。
实验仿真
参照图11，在仿真结果剖面中，通过设置气体入口并设置绝对气体流速，模拟由超声空化设备(UCE)产生的析出气体。
具体地，图11中色块深浅变化用于表征所在区域气体体积分数。经过定制管道，析出气体呈现在特质管道下降段聚集的现象，即高气体体积分数多相流在特质管道下降段在液柱顶部贴靠。基于此基本现象，可以说明在联合检测方法中，步骤S11(通过加热方法在定制管道的集气帽中得到非满管的集气区)的理论可行性，即析出气体对集气区非满管程度的加强效果。
在主管道MP的集气口MP6部分，出现了由析出气体带来的气体体积分数提高，即集气口MP6部分出现亮青色区域。基于气体体积分数的提高，可以说明在联合检测方法中，步骤S12(对集气区超声测距数据进行处理)的理论可行性，即析出气体带来的气体增量能影响集气区容积内的气体体积分数。
从实际情况出发，鉴于现场工作液液体物理化学性质的复杂性和携带气体组分的未知性，析出气体带来的气体增量对集气区容积内的气体体积分数的影响程度同样具有其不确定性。以图11为例，对于所述影响程度，定制集气口MP6处于主管道MP脊线的位置，如置于下降段下游段，可有助于提高所述影响程度，有助于实现辨识率更高的集气效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，步骤包括：
步骤S1.获取升温后集气层厚度实时信息；
步骤S11.通过加热方法在定制管道的集气帽中得到非满管的集气区；
步骤S12.对集气区超声测距数据进行处理；
步骤S2.获取信息中的干扰因素的关联关系；
步骤S21.获取气层调节步骤的影响；
步骤S22.获取流体流速变化与气层厚度的关系；
步骤S23.获取流体温度变化与气层厚度的关系；
步骤S3.剔除干扰，获取流体内因升温所析出气体含量实时信息；
步骤S31.剔除因气层调节步骤对析出气体量的影响；
步骤S32.剔除因流体流速变化对析出气体量的影响；
步骤S33.剔除因流体温度变化对析出气体量的影响；
从已获得的加热流体流速、升温后气层厚度、加热流体温度数据中，剔除气层厚度关于流体流速变化的关系,得到无流体携带因素的气层厚度与已知数据的关系；
从无流体携带的气层厚度与已知数据的关系中，剔除已获得的气层厚度关于流体温度变化的关系，得到因加热真实析出气体厚度与已知数据的关系；
步骤S4.结合流体流量信息，获取含气率信息；
步骤S41.获取流体流量；
步骤S42.获取单位体积内流体含气率信息。
2.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，步骤S11中，所述加热方法是利用超声空化作用的热效应和降稠效应。
3.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，步骤S11中，所述加热方法采用电热阻丝。
4.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，步骤S21中，为确保气层初始状态处于合适区间，需按步骤进行调节，具体步骤为：充分的非定量放气或定量抽气直至获取到液相物质，随后注入定量气体，实现集气区环境的精确校准和气层环境的稳定性评估；
若使用充分的非定量放气，应预先确定气体成分，若为有毒、易燃、易爆气体，应避免向大气中排放；
抽气应采用定体积真空，以控制抽气量，注气应采用定体积高压气，以抵消管道内压力。
5.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，在步骤S22中，获取流体流速变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度关于流体流速变化的关系，具体步骤分为：
在恒温环境中，对于固定配方流体，获取流速实时信息，获取集气层厚度实时信息和数据拟合。
6.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，在步骤S23中，获取流体温度变化与气层厚度的关系即为获取气层厚度关于流体温度变化的关系，具体步骤分为：在封闭静止环境内，对于固定配方流体，获取温度实时信息、获取温度变化期间集气层厚度实时信息和数据拟合。
7.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，在步骤S41中，依据采用连续超声多普勒法获取的加热流体流速实时信息与管道结构参数，得到加热流体流量实时信息。
8.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，在步骤S42中，依据因加热真实析出气体厚度实时信息，得到单位体积内流体含气率实时信息。
9.根据权利要求1所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，所述定制管道包括结构：主管道、超声流量计、集气帽和超声空化设备；
所述主管道中，包括三个开口、四段直管、三段弯管；
三个开口分别是进液口、出液口、集气口；
四段直管是进口段、出口段、上坡段和下坡段；
三段弯管是进弯管、出弯管和中弯管；
进口段的一端为进液口，进口段另一端连接进弯管一端，进弯管另一端连接上坡段一端，上坡段另一端连接中弯管一端，中弯管另一端连接集气口一端，集气口另一端连接下坡段一端，下坡段另一端连接出弯管一端，出弯管另一端连接出口段一端，出口段另一端为出液口，超声流量计安装在下坡段上，集气帽安装在中弯管上，超声空化设备安装在上坡段上。
10.根据权利要求9所述的满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法，其特征在于，所述集气帽中，包括三个开口、超声测距模块、集气区，三个开口分别是帽底口、帽顶口和帽侧口，帽顶口、帽侧口与帽底口均相通，集气区安装有超声测距模块，并且集气区与帽底口相通；
所述的超声流量计，有八个超声波换能器以及一个环形连接固定架，八个超声波换能器等间距的布置在环形连接固定架上；
所述的超声空化设备，有十个超声波换能器以及支撑架、连接槽和集线器；
支撑架两端均安装超声波换能器，支撑架中部安装有连接槽，集线器将两个连接槽串接连接。
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