CN202596621U - 一种新型泥浆出口流量检测仪 - Google Patents

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刘清友
程俊丰
王国荣
谢冲
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Abstract

本实用新型公开了一种新型泥浆出口流量检测仪，节流管（4）由矩形节流组件（6）和矩形节流组件（6）两端的喇叭口节流组件（7）组成，节流管（4）安装于钻井液出口管线（5）上，矩形节流组件（6）顶部和底部分别安装有超声波液位传感器（1）、超声波多普勒探针（2），超声波多普勒探针（2）、超声波液位传感器（1）、计算及显示报警单元（3）之间分别电连接。本实用新型解决了目前泥浆回流管流量计精度不高、反映滞后等问题，测量段采用矩形截面，使液流截面与液位呈线性关系，采用受泥浆中岩屑影响较小的多普勒流量计，具有结构简单，测量精度及可靠度高，适应复杂工况和复杂流体，广泛应用于钻井液回流流量和其它明渠流流量检测。

Description

一种新型泥浆出口流量检测仪
技术领域
本实用新型属于石油天然气钻井测试技术领域，涉及一种明渠流流量检测装置，特别是一种用于井涌、井漏报警仪中的钻井液回流流量检测装置。
背景技术
在钻井作业中，石油天然气开采是高风险工作。勘探开发过程中，通过向井筒内注入钻井液来平衡地层压力。这种平衡一旦被破坏，就会出现钻井液漏失及地层气体侵入井眼，发生井涌和井漏等不良现象。近年来，勘探区域重点转向地表较复杂的山前构造地区，由于受不同方向强烈构造的应力作用，断层发育、地层破损严重，井漏发生率居高不下，井漏造成的时间损失占钻井总时间的5～8% ，严重制约了钻井工程进度。在井涌井喷方面，钻井中由于各种原因造成地层流体流入井筒，使井内钻井液连续或间断喷出，一旦井涌失去控制，则成为井喷，井喷失控可能会导致严重的后果，除了造成资源浪费、环境污染外，还会造成设备毁坏、油气井报废、人员伤亡等严重后果。
作为石油天然气钻井勘探过程中的“井控安全”环节当属重中之重角色。井控对井涌和井漏报警有明确的要求。在确保井控安全措施方面除了精良的井控设备外，对流量差井涌井漏显示的及时、准确发现是实施井控，预防井漏井喷的基础和前提。泥浆回流量的变化趋势即是对流量差的一个最直观的反映。但是，目前常用的靶式流量计，其靶板在钻井液中易粘附泥浆结块，严重影响测量精度，尤其是当流量较小时，造成的误差更大。
实用新型内容
本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种检测泥浆回流的流量，并以此作为判断泥浆是否出现漏失的依据的一种新型泥浆出口流量检测仪，采用传统的泵冲数流量仪，准确的测量出泥浆的注入流量，再应用本实用新型检测出回流泥浆流量，对流入和流出泥浆比例的变化趋势进行分析，可作为井涌或者泥浆漏失的检验依据，一旦井筒泥浆出现漏失或发生气侵，便可及时采取适当的井控措施来预防井喷发生，解决了目前泥浆回流管流量计精度不高、反映滞后等问题。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种新型泥浆出口流量检测仪，它包括节流管、超声波液位传感器、超声波多普勒探针和计算及显示报警单元，节流管由矩形节流组件和位于矩形节流组件两端的喇叭口节流组件组成，节流管安装于钻井液出口管线上，矩形节流组件顶部安装有超声波液位传感器，矩形节流组件底部安装有超声波多普勒探针，超声波多普勒探针、超声波液位传感器、计算及显示报警单元之间分别电连接。
 本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型提供一种新型泥浆出口流量检测仪，解决了目前泥浆回流管流量计精度不高、反映滞后等问题，测量段采用矩形截面代替了传统的圆形截面，使液流截面与液位呈线性关系，采用受泥浆中岩屑影响较小的多普勒流量计，从而有效提高了测量值的精度及可靠度，测量结果更加精确；
（2）本实用新型提供一种新型泥浆出口流量检测仪，根据泥浆回流管内流量变化较大的特点，采用超声波液位传感器，并配合对液面高度反映呈线性并且更为灵敏的矩形节流组件，再利用多普勒探针测得当地流速，利用流速分布规律，计算出平均流速，采用流速-面积法得到并显示单位流量，具有结构简单，测量精度及可靠度高，能适应复杂工况和复杂流体，可应用于钻井液回流流量检测，也可广泛应用于其它明渠流的流量检测等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的A-A面剖视图；
图中，1-超声波液位传感器，2-超声波多普勒探针，3-计算及显示报警单元，4-节流管，5-钻井液出口管线，6-矩形节流组件，7-喇叭口节流组件，8-井筒。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1、图2所示，一种新型泥浆出口流量检测仪，它包括节流管4、超声波液位传感器1、超声波多普勒探针2和计算及显示报警单元3，节流管4由矩形节流组件6和位于矩形节流组件6两端的喇叭口节流组件7组成，喇叭口节流组件7用于缓冲入口钻井液来流，矩形节流组件6为流量检测区，检测区液流截面积与液位高度呈正比，节流管4安装于钻井液出口管线5上，经过测量后的回流泥浆通过钻井液出口管线5的出口端流到振动筛，矩形节流组件6顶部安装有超声波液位传感器1，矩形节流组件6底部安装有超声波多普勒探针2，超声波多普勒探针2、超声波液位传感器1、计算及显示报警单元3之间分别电连接，用于完成钻井液回流流量的测量、显示和报警工作。
本实用新型的工作过程：超声波液位传感器1和超声波多普勒探针2将所测结果传送给计算及显示报警单元3，计算及显示报警单元3根据所测的泥浆液面高度和管道几何形状，计算出管线中泥浆流的横截面，将液位值转换为即时液流截面积，根据流场规律将所测底部液流速度转换为平均速度，并利用面积-速度方法，计算即时流量并显示在显示屏上。当被测流量异常升高时，说明井筒内有溢流发生；当被测流量异常降低时，说明井筒内有井漏发生。也可用所得结果与泵入井内钻井液量即时流量的差值来判断是否出现溢流和井漏，差值为正说明井漏发生，差值为负说明溢流发生。显示报警单元用于显示流量值，并检测流量异常变化，当钻井液出口流量发生异常变化时启动声光报警系统。

Claims (1)

1.一种新型泥浆出口流量检测仪，其特征在于：它包括节流管（4）、超声波液位传感器（1）、超声波多普勒探针（2）和计算及显示报警单元（3），节流管（4）由矩形节流组件（6）和位于矩形节流组件（6）两端的喇叭口节流组件（7）组成，节流管（4）安装于钻井液出口管线（5）上，矩形节流组件（6）顶部安装有超声波液位传感器（1），矩形节流组件（6）底部安装有超声波多普勒探针（2），超声波多普勒探针（2）、超声波液位传感器（1）、计算及显示报警单元（3）之间分别电连接。
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