CN1979099A

CN1979099A - 一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法

Info

Publication number: CN1979099A
Application number: CN 200510111182
Authority: CN
Inventors: 禹荣; 倪初明
Original assignee: ZHONGYOU PETROLEUM INSTRUMENT Manufacturing Co Ltd SHANGHAI
Current assignee: ZHONGYOU PETROLEUM INSTRUMENT Manufacturing Co Ltd SHANGHAI
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2007-06-13

Abstract

本发明公开了一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法，为了克服定量测定泥浆出口流量的困难，本发明提供了一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法。可以定量的测量出泥浆出口流量。根据液位高度，利用明渠流量的计算方法计算泥浆流量：当液位不高于挡板时，挡板类似于水闸，由液位高度和水闸开度(即挡板下部泥浆过道的高度)计算泥浆流量；当液位高于挡板时，挡板类似于一道薄壁堰，挡板下部泥浆通道流量依然按水闸计算，挡板上部按量水堰测流法计算，两部分相加即为泥浆出口流量。本发明可以定量的测定泥浆出口流量，方便实用。

Description

一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法

技术领域：

本发明涉及石油钻井行业泥浆出口流量测量的方法，尤其是能够定量测量泥浆出口流量的方法。

背景技术：

目前，石油钻井界测量泥浆出口流量的装置普遍采用把式流量计，该种装置由摆把、角度传感器组成。当泥浆一定的流速冲击摆把时，摆把将会偏移一定的角度，由角度传感器测量该角度，得出泥浆流量的相对量。该种流量计只能测量泥浆的相对改变量，并不能定量的测定泥浆流量。而石油钻井过程中泥浆出口流量是一个非常重要的参数。

发明内容：

为了克服定量测定泥浆出口流量的困难，本发明提供了一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法。可以定量的测量出泥浆出口流量。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：泥浆出口管道和震动栅之间有一个高压缓冲罐，该高压缓冲罐内有一挡板，用于缓冲泥浆，挡板下部有一道与挡板等宽的泥浆过道，类似于开启的水闸。在缓冲罐上安装一个液位传感器，用于测定挡板上游的泥浆液位。根据液位高度，利用明渠流量的计算方法计算泥浆流量：当液位不高于挡板时，挡板类似于水闸，由液位高度和水闸开度(即挡板下部泥浆过道的高度)计算泥浆流量；当液位高于挡板时，挡板类似于一道薄壁堰，挡板下部泥浆通道流量依然按水闸计算，挡板上部按量水堰测流法计算，两部分相加即为泥浆出口流量。

本发明的优点是：利用简单的测量泥浆液位高度，可以定量的测定泥浆出口流量，方便实用。

附图说明：

图1是高压缓冲罐的立体示意图。

图2是挡板下部泥浆通道(闸孔)的示意图。

图3是泥浆漫过挡板，形成薄壁堰的示意图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，泥浆从(1)处进入高压缓冲罐，从(5)处流出缓冲罐。泥浆流入后，在挡板(3)上游形成壅水现象，当液位高度保持不变时，闸孔(4)恒定出流。在图2中：闸门开度为e时，泥浆因其惯性作用在闸后发生垂向收缩，并在下游某处形成最小收缩断面，收缩断面的高度hco与闸门开度e有如下关系：

hco＝εe

式中：ε为垂向收缩系数，ε与闸门型式和相对开度e/H有关。闸门收缩断面的流速为：

V_{CO} = φ \sqrt{2 g (Ho - hco)}

式中：φ为流量系数。

高压缓冲罐挡板闸孔的流量公式为：

Q_{1} = b \cdot hco \cdot Vco = ϵ \cdot φ \cdot be \sqrt{2 g (Ho - hco)}

式中：b为挡板的宽度

令μo＝εφ，H≈Ho-hco，流量公式可以改变为：

Q_{1} = μo \cdot be \sqrt{2 gH}

μo的经验公式为：

μo = 0.60 - 0.176 \frac{e}{H}

闸孔流量的公式为：

Q_{1} = (0.60 - 0.176 \frac{e}{H}) \cdot be \sqrt{2 gH}

在图1中，当进入(1)的泥浆大到一定的程度，泥浆会漫过挡板，此时挡板相当于一道薄壁堰。在图3中，泥浆液位为H，挡板到罐底的高度为P，则堰上水头Ha＝H-P；其流量公式为：

Q_{2} = mo \cdot b \sqrt{2 g} \cdot H a^{\frac{3}{2}}

式中：mo为薄壁堰流量系数，b为堰宽，Ha为堰上水头。

薄壁堰流量系数mo可以利用雷伯克(T.Rebock)公式获得：

mo = \frac{2}{3} (0.605 + \frac{0.001}{Ha} + 0.08 \frac{Ha}{P})

根据液位传感器所测得的泥浆液位高度，计算出Q1和Q2两个流量，两部分流量相加，并乘上一个相应的系数，可以得到泥浆出口流量。

Claims

1、一种明渠法测量高压缓冲罐泥浆出口流量的方法，其特征在于：泥浆高压缓冲罐中有一挡板，挡板下部有闸孔，根据挡板上游的液位高度，计算出经过高压缓冲罐的泥浆出口流量。

2、根据权利要求1所述方法，其特征是：用液位传感器测定挡板上游液位高度。

3、根据权利要求1所述方法，其特征是：利用液位，计算挡板下部泥浆通道(闸孔)的流量和挡板上部堰口流量。