CN205206767U - 一种钻井液流量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钻井液流量控制装置，包含：泥浆泵，其设置在泥浆槽上，且输出端连接钻井液连接管线，从所述的泥浆槽中泵取的钻井液由钻井液连接管线输出；防爆流量计，其设置在所述的钻井液连接管线上，在线实时采集并监测由泥浆泵泵取出的钻井液流量；监测控制单元，其分别与所述的泥浆泵以及防爆流量计通过电路连接，根据防爆流量计采集到的当前泵取出的钻井液流量，实时控制调节泥浆泵对钻井液的泵取量，实现钻井液的定量泵取。本实用新型通过对钻井液流量进行在线监测和控制，实时调节泥浆泵的泵取量，为分析钻井液流量的定量化提供参数信息，并提升了定量气测的真实性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻井液的流量控制装置，具体是指一种能够实现钻井液定量泵取的控制装置，属于石油钻井现场地质录井工程技术。
背景技术
在油气勘探录井中，在线气测是录井分析的核心，具体为对钻井过程中上返的钻井液中分离的气体进行在线检测，分析其中的烃组分及含量，以此评价钻进地层中的油气含量。钻井液的脱气取样是在线气测录井的前提，直接关系到气测录井的准确性和可靠性。
随着油气录井解释评价要求的不断提高，气测录井从定性到半定量，再到定量检测地层油气，是录井发展的趋势。钻井液定量脱气装置及方法作为定量气测分析的前提，显得尤为重要。钻井液定量脱气配合热真空分析，是实现油气录井定量气测分析，评价储层产能的必要条件。
目前应用于现场的定量泵取结构，大多采用蠕动泵恒定转速排量的钻井液定量方式。受蠕动泵的限制，钻井液取样量小（通常小于1L/min），非常容易受外界因素的干扰，严重影响气测录井的准确性。又因为该方法受制于钻井液取样量小的缺陷，因此其不具有与现有普通脱气方式的可比性，给现场应用带来不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种钻井液流量控制装置，通过对钻井液流量进行在线监测和控制，实时调节泥浆泵的泵取量，为分析钻井液流量的定量化提供参数信息，并提升了定量气测的真实性和可靠性。
为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种钻井液流量控制装置，包含：泥浆泵，其设置在泥浆槽上，且输出端连接钻井液连接管线，从所述的泥浆槽中泵取的钻井液由钻井液连接管线输出；防爆流量计，其设置在所述的钻井液连接管线上，在线实时采集并监测由泥浆泵泵取出的钻井液流量；监测控制单元，其分别与所述的泥浆泵以及防爆流量计通过电路连接，根据防爆流量计采集到的当前泵取出的钻井液流量，实时控制调节泥浆泵对钻井液的泵取量，实现钻井液的定量泵取。
所述的泥浆泵采用螺杆泵、液下泵、潜水泵、软管泵、化工离心泵、或隔膜泵，其通过防爆变频电机调速驱动，从泥浆槽中泵取出钻井液。
所述的防爆流量计采用超声波流量计、电磁流量计、涡流流量计、科氏流量计、或差热式流量计。
所述的监测控制单元包含：操作控制箱；可编程逻辑控制器，其设置在所述的操作控制箱内，且与所述的防爆流量计相连接，接收由防爆流量计采集到的当前泵取出的钻井液流量，并根据其与预设钻井液流量的差值发出控制信号；交流变频器，其设置在所述的操作控制箱内，且分别与所述的可编程逻辑控制器以及泥浆泵的防爆变频电机相连接，根据可编程逻辑控制器发出的控制信号调节泥浆泵的防爆变频电机的工作电源频率，进而通过调节泥浆泵的旋转速度以泵取出与预设钻井液流量相当的钻井液，实现钻井液流量的定量泵取。
所述的操作控制箱设置在安全区域内。
所述的监测控制单元还包含：工控机，其与所述的可编程逻辑控制器相连接，接收钻井液流量的实时泵取反馈值进行分析。
所述的工控机设置在安全区域内。
所述的监测控制单元还包含：防爆接线盒；所述的防爆流量计通过防爆接线盒与可编程逻辑控制器相连接，所述的交流变频器通过防爆接线盒与泥浆泵的防爆变频电机相连接。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型所提供的钻井液流量控制装置，具有以下有益效果：
1、结构简单可靠，采用了全新的定量泵取方式，通过对钻井液流量进行在线监测，实时调节并控制泥浆泵的泵取流量，使之维持在所需的恒定值，从而达到定量泵取的目的，实现对钻井过程中上返钻井液中所携地层气体的定量气测分析。
2、为综合录井分析提供相关的钻井液流量的定量化参数信息，为后续储层产能的量化评价提供了相应的数据支撑，进一步提升了录井分析解释储层油气含量的技术手段，适用于现代石油勘探钻井的需求。
3、不受定量泵体积重量的限制，可以对钻井液进行大流量的定量取样，在保证气测录井定量化取样的同时，提升了定量气测的真实性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型中的钻井液流量控制装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。
如图1所示，为本实用新型所提供的钻井液流量控制装置，包含：泥浆泵1，其设置在泥浆槽上，且输出端连接钻井液连接管线，从所述的泥浆槽中泵取的钻井液由钻井液连接管线输出；防爆流量计2，其设置在所述的钻井液连接管线上，在线实时采集并监测由泥浆泵1泵取出的钻井液流量；监测控制单元3，其分别与所述的泥浆泵1以及防爆流量计2通过电路连接，根据防爆流量计2采集到的当前泵取出的钻井液流量，实时控制调节泥浆泵1对钻井液的泵取量，实现钻井液的定量泵取。
所述的泥浆泵1可采用螺杆泵、液下泵、潜水泵、软管泵（也称蠕动泵）、化工离心泵、或是隔膜泵等，其通过防爆变频电机进行调速驱动，从泥浆槽中泵取出的钻井液通过钻井液连接管线8输出。
在本实施例中，所述的泥浆泵1采用螺杆泵实现，通过防爆变频电机来驱动并调节螺杆泵的转子转速。
所述的防爆流量计2可采用超声波流量计、电磁流量计、涡流流量计、科氏流量计、或差热式流量计等，并需要符合安装现场的防爆要求。
在本实施例中，所述的防爆流量计2采用超声波流量传感器，其安装在连接泥浆泵1输出端的钻井液连接管线上，通过非接触的方式对钻井液流量进行实时监测。采用这种非接触式的监测方式可以有效避免钻井液连接管线中的钻井液淤积，提高可靠性。
所述的监测控制单元3包含：操作控制箱4；可编程逻辑控制器7，其设置在所述的操作控制箱4内，且与所述的防爆流量计2相连接，接收由防爆流量计2采集到的当前泵取出的钻井液流量，并根据其与预设钻井液流量的差值发出控制信号；交流变频器8，其设置在所述的操作控制箱4内，且分别与所述的可编程逻辑控制器7以及泥浆泵1的防爆变频电机相连接，根据可编程逻辑控制器7发出的控制信号调节泥浆泵1的防爆变频电机的工作电源频率，进而通过调节泥浆泵1的旋转速度以泵取出与预设钻井液流量相当的钻井液，从而实现钻井液流量的定量泵取。
所述的操作控制箱4为非防爆设备，设置在位于安全区域的防爆仪器房内。
在本实施例中，所述的可编程逻辑控制器7采用ABMicro800系列，其灵活的硬件组态及控制可保证安全可靠的运行。所述的交流变频器8采用ABPowerFlex4M系列，通过改变输出频率来调节泥浆泵1的防爆变频电机的工作电源频率，进而改变泥浆泵1的旋转速度，从而实时调节并控制钻井液的泵取流量。
所述的监测控制单元3还包含：工控机5，其与所述的可编程逻辑控制器7相连接，接收钻井液流量的实时泵取反馈值进行分析。
所述的工控机5为非防爆设备，设置在位于安全区域的防爆仪器房内。
在本实施例中，所述的工控机5采用IPC-610L型号，通过串口与可编程逻辑控制器7相连接。
所述的监测控制单元3还包含：防爆接线盒6，其需要符合安装现场的防爆要求，保证现场用电安全；所述的防爆流量计2通过防爆接线盒6与可编程逻辑控制器7相连接，所述的交流变频器8通过防爆接线盒6与泥浆泵1的防爆变频电机相连接。
在本实施例中，所述的防爆接线盒3采用增安型防爆接线盒，可在II类危险区域使用。
本实用新型所提供的钻井液流量控制装置，结构简单可靠，采用了全新的定量泵取方式，通过对钻井液流量进行在线监测，实时调节并控制泥浆泵的泵取流量，使之维持在所需的恒定值，从而达到定量泵取的目的，实现对钻井过程中上返钻井液中所携地层气体的定量气测分析。
本实用新型所提供的钻井液流量控制装置，为综合录井分析提供相关的钻井液流量的定量化参数信息，为后续储层产能的量化评价提供了相应的数据支撑，进一步提升了录井分析解释储层油气含量的技术手段，适用于现代石油勘探钻井的需求。
本实用新型所提供的钻井液流量控制装置，不受定量泵体积重量的限制，可以对钻井液进行大流量的定量取样，在保证气测录井定量化取样的同时，提升了定量气测的真实性和可靠性。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种钻井液流量控制装置，其特征在于，包含：
泥浆泵（1），其设置在泥浆槽上，且输出端连接钻井液连接管线，从所述的泥浆槽中泵取的钻井液由钻井液连接管线输出；
防爆流量计（2），其设置在所述的钻井液连接管线上，在线实时采集并监测由泥浆泵（1）泵取出的钻井液流量；
监测控制单元（3），其分别与所述的泥浆泵（1）以及防爆流量计（2）通过电路连接，根据防爆流量计（2）采集到的当前泵取出的钻井液流量，实时控制调节泥浆泵（1）对钻井液的泵取量，实现钻井液的定量泵取。
2.如权利要求1所述的钻井液流量控制装置，其特征在于，所述的泥浆泵（1）采用螺杆泵、液下泵、潜水泵、软管泵、化工离心泵、或隔膜泵，其通过防爆变频电机调速驱动，从泥浆槽中泵取出钻井液。
3.如权利要求1所述的钻井液流量控制装置，其特征在于：所述的防爆流量计（2）采用超声波流量计、电磁流量计、涡流流量计、科氏流量计、或差热式流量计。
4.如权利要求1所述的钻井液流量控制装置，其特征在于：所述的监测控制单元（3）包含：
操作控制箱（4）；
可编程逻辑控制器（7），其设置在所述的操作控制箱（4）内，且与所述的防爆流量计（2）相连接，接收由防爆流量计（2）采集到的当前泵取出的钻井液流量，并根据其与预设钻井液流量的差值发出控制信号；
交流变频器（8），其设置在所述的操作控制箱（4）内，且分别与所述的可编程逻辑控制器（7）以及泥浆泵（1）的防爆变频电机相连接，根据可编程逻辑控制器（7）发出的控制信号调节泥浆泵（1）的防爆变频电机的工作电源频率，进而通过调节泥浆泵（1）的旋转速度以泵取出与预设钻井液流量相当的钻井液，实现钻井液流量的定量泵取。
5.如权利要求4所述的钻井液流量控制装置，其特征在于：所述的操作控制箱（4）设置在安全区域内。
6.如权利要求4所述的钻井液流量控制装置，其特征在于：所述的监测控制单元（3）还包含工控机（5），其与所述的可编程逻辑控制器（7）相连接，接收钻井液流量的实时泵取反馈值进行分析。
7.如权利要求6所述的钻井液流量控制装置，其特征在于，所述的工控机（5）设置在安全区域内。
8.如权利要求4所述的钻井液流量控制装置，其特征在于：所述的监测控制单元（3）还包含防爆接线盒（6）；
所述的防爆流量计（2）通过防爆接线盒（6）与可编程逻辑控制器（7）相连接；
所述的交流变频器（8）通过防爆接线盒（6）与泥浆泵（1）的防爆变频电机相连接。
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2015
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