CN207261003U - 一种钻井出口流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井出口流量测量装置，包括钻井返浆口、缓冲槽，在钻井返浆口处安装有第一无缝钢管，第一无缝钢管通过法兰连接有流量计短接单元，流量计短接单元通过法兰与缓冲槽的入口端相连；流量计短接单元近钻井返浆口端的下方通过第一连接软管连接有清洗单元，清洗单元包括自吸泵、水罐，第一连接软管与自吸泵的出水口端相连，自吸泵的入水口端通过第二连接软管与水罐相连；流量计短接单元远钻井返浆口端的下方通过第三连接软管连接泥浆排污池。本实用新型解决了常规钻井设备中出口导管不能满足流量计的满管测量要求的问题，通过出口流量监测，及时准确的发现溢流、井漏，使作业方及时采取有效井控措施，避免重大事故的发生。

Description

一种钻井出口流量测量装置

技术领域

本实用新型属于石油勘探开发综合录井监测设备技术领域，具体地是涉及一种钻井出口流量测量装置, 用于钻井出口流量的定量监测。

背景技术

钻井过程中伴有井漏、溢流甚至井涌的风险，如发现晚处理不及时很可能造成井喷事故，因此准确的发现早期井涌井漏尤为重要；目前传统监测井涌井漏的方式有：（1）、监测总泥浆量：利用超声波液位传感器测量泥浆罐液位，结合泥浆罐尺寸运用体积算法求出总泥浆量，根据泥浆量的变化来判断溢流、井漏。（2）、监测出口相对流量：利用超声波液位传感器测量出口导管或缓冲槽的相对流量（百分比），根据出口流量变化趋势来判断溢流、井漏。

当前的检测方法存在以下不足：（a）、钻井过程工况复杂，出口导管泥浆相对流量波动较大；地层和人为加泥浆药原因造成的出泥浆含气泡，造成无溢流井漏时出口相对流量大幅度上升或下降。（b）、钻井系统特定的循环流程，造成泥浆池体积测量有一定的滞后；由于泥浆搅拌器和施工现场机械振动的原因，造成泥浆液面伴有不同程度的波动，一定程度上影响测量精度。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种钻井出口流量测量装置；本实用新型能够快速准确地发现早期井涌井漏。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型一种钻井出口流量测量装置，包括钻井返浆口、缓冲槽，其特征在于：在钻井返浆口处安装有第一无缝钢管，所述第一无缝钢管通过法兰连接有流量计短接单元，所述流量计短接单元通过法兰与缓冲槽的入口端相连；所述流量计短接单元近钻井返浆口端的下方通过第一连接软管连接有清洗单元，所述的清洗单元包括自吸泵、水罐，所述第一连接软管与自吸泵的出水口端相连，所述自吸泵的入水口端通过第二连接软管与水罐相连；所述流量计短接单元远钻井返浆口端的下方通过第三连接软管连接泥浆排污池。

作为本实用新型的一种优选方案，所述流量计短接单元包括短接单元上半部分、短接单元下半部分以及将短接单元上半部分、短接单元下半部分连接在一起的两个第一气动刀闸阀；所述短接单元上半部分的左端通过法兰与第一无缝钢管相连，所述短接单元上半部分的右端通过法兰与缓冲槽的入口端相连；所述短接单元下半部分呈U型管状结构，所述短接单元下半部分近钻井返浆口端的下方通过第一连接软管连接清洗单元，所述短接单元下半部分远钻井返浆口端的下方通过第三连接软管连接泥浆排污池。

进一步地，所述短接单元上半部分包括第二无缝钢管、第三无缝钢管和一个第一气动刀闸阀，所述第二无缝钢管、第三无缝钢管的两端都分别焊接有法兰，第一气动刀闸阀连接在第二无缝钢管与第三无缝钢管之间；所述第二无缝钢管的左端通过法兰与第一无缝钢管相连，所述第三无缝钢管的右端通过法兰与缓冲槽的入口端相连，分别在近第二无缝钢管左端口的下部、近第三无缝钢管右端口的下部焊接有第三带法兰的钢管接头，通过两个第三带法兰的钢管接头连接U型管状结构的短接单元下半部分。

进一步地，所述第三带法兰的钢管接头的长度为200-400mm。

进一步地，所述短接单元下半部分包括两个弯头、一个电磁流量计，所述两个弯头的两端都分别焊接有法兰，所述电磁流量计的两端通过法兰分别与两个弯头相连；左侧弯头的左端口朝向、右侧弯头的右端口朝向与电磁流量计的表头朝向一致为垂直向上，左侧弯头的左端口、右侧弯头的右端口分别通过第一气动刀闸阀与第三带法兰的钢管接头相连；左侧弯头、右侧弯头的打弯处底部分别焊接有第一带法兰的钢管接头，对应第一带法兰的钢管接头配套设置有第二带法兰的钢管接头，所述第一带法兰的钢管接头与第二带法兰的钢管接头之间连接有第二气动刀闸阀，左侧第二带法兰的钢管接头连接第一连接软管，右侧第二带法兰的钢管接头连接第三连接软管。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述电磁流量计采用基于法拉第原理的OPTIFLUX2300F型电磁流量计。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述法兰采用国标PN1.6Mpa的法兰。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述第一无缝钢管采用壁厚为3～6mm、外径为273mm～325mm的无缝钢管。

进一步地，所述第二无缝钢管、第三无缝钢管与第一无缝钢管的材质、壁厚、外径相同。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述弯头为弯度90°～135°的弯头。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述第一连接软管、第二连接软管、第三连接软管为橡胶管。

需说明的是，本实用新型所采用的无缝钢管和法兰的尺寸与电磁流量计和弯头的尺寸相匹配。

与现有技术相比本实用新型的有益效果。

1、实现循环时流量计短接单元满管，满足电磁流量计测量要求，实现出口流量快速准确测量。

2、由于流量计短接单元的短接单元下半部分在整个装置中是U型管状结构，钻井循环停泵时容易在流量计短接内积砂，通过本实用新型所设置的清洗单元的及时冲洗，有效去除短接内积砂。

3、通过采用本实用新型钻井出口流量测量装置后，解决了常规钻井设备中出口导管不能满足流量计的满管测量要求的问题，通过出口流量监测，及时准确的发现溢流、井漏，使作业方及时采取有效井控措施，避免重大事故的发生，对降低钻井风险，具有重要意义。

附图说明

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型钻井出口流量测量装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型的流量计短接单元的单独放大结构示意图。

图3是本实用新型的清洗单元的单独放大结构示意图。

图4是本实用新型的法兰的单独放大结构示意图。

图5是本实用新型的第一气动刀闸阀的单独放大结构示意图。

图中标记：1为钻井返浆口；2为第一无缝钢管；3为法兰；4为第三带法兰的钢管接头；5、51为第一气动刀闸阀；6为缓冲槽；7为第二气动刀闸阀；8为第二带法兰的钢管接头；9为第一带法兰的钢管接头；10为弯头；11为电磁流量计；12为自吸泵；13为第一连接软管；14为第二连接软管；15为第三连接软管；16为水罐；17为泥浆排污池；18为第二无缝钢管；19为第三无缝钢管。

具体实施方式

结合附图所示，本实用新型一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：包括钻井返浆口1、缓冲槽6，其特征在于：在钻井返浆口1处安装有第一无缝钢管2，所述第一无缝钢管2通过法兰3连接有流量计短接单元，所述流量计短接单元通过法兰3与缓冲槽6的入口端相连；所述流量计短接单元近钻井返浆口1端的下方通过第一连接软管13连接有清洗单元，所述的清洗单元包括自吸泵12、水罐16，所述第一连接软管13与自吸泵12的出水口端相连，所述自吸泵12的入水口端通过第二连接软管14与水罐16相连；所述流量计短接单元远钻井返浆口1端的下方通过第三连接软管15连接泥浆排污池17。

所述流量计短接单元包括短接单元上半部分、短接单元下半部分以及将短接单元上半部分、短接单元下半部分连接在一起的两个第一气动刀闸阀51；所述短接单元上半部分的左端通过法兰3与第一无缝钢管2相连，所述短接单元上半部分的右端通过法兰3与缓冲槽6的入口端相连；所述短接单元下半部分呈U型管状结构，所述短接单元下半部分近钻井返浆口1端的下方通过第一连接软管13连接清洗单元，所述短接单元下半部分远钻井返浆口1端的下方通过第三连接软管15连接泥浆排污池17。

所述短接单元上半部分包括第二无缝钢管18、第三无缝钢管19和一个第一气动刀闸阀5，所述第二无缝钢管18、第三无缝钢管19的两端都分别焊接有法兰3，第一气动刀闸阀5连接在第二无缝钢管18与第三无缝钢管19之间；所述第二无缝钢管18的左端通过法兰3与第一无缝钢管2相连，所述第三无缝钢管19的右端通过法兰3与缓冲槽6的入口端相连，分别在近第二无缝钢管18左端口的下部、近第三无缝钢管19右端口的下部焊接有第三带法兰的钢管接头4，通过两个第三带法兰的钢管接头4连接U型管状结构的短接单元下半部分。

所述第三带法兰的钢管接头4的长度为200～400mm；本实用新型优选长度为200mm的第三带法兰的钢管接头。

所述短接单元下半部分包括两个弯头10、一个电磁流量计11，所述两个弯头10的两端都分别焊接有法兰3，所述电磁流量计11的两端通过法兰3分别与两个弯头10相连；左侧弯头10的左端口朝向、右侧弯头10的右端口朝向与电磁流量计11的表头朝向一致为垂直向上，左侧弯头10的左端口、右侧弯头10的右端口分别通过第一气动刀闸阀51与第三带法兰的钢管接头4相连；左侧弯头10、右侧弯头10的打弯处底部分别焊接有第一带法兰的钢管接头9，对应第一带法兰的钢管接头9配套设置有第二带法兰的钢管接头8，所述第一带法兰的钢管接头9与第二带法兰的钢管接头8之间连接有第二气动刀闸阀7，左侧第二带法兰的钢管接头8连接第一连接软管13，右侧第二带法兰的钢管接头8连接第三连接软管15。

所述电磁流量计11采用基于法拉第原理的OPTIFLUX2300F型电磁流量计。

所述法兰3采用国标PN1.6Mpa的法兰。

所述第一无缝钢管2采用壁厚为3～6mm、外径为273mm～325mm的无缝钢管。

所述第二无缝钢管18、第三无缝钢管19与第一无缝钢管2的材质、壁厚、外径相同。

所述弯头10为弯度90°～135°的弯头。

本实用新型根据经过现场多口井试验，再保证安全的前提下，减小安装成本，最终择优而选壁厚为4mm、外径为300mm的无缝钢管；选弯度为90°的弯头。

所述第一连接软管13、第二连接软管14、第三连接软管15为橡胶管。

具体地，所采用的OPTIFLUX2300F型电磁流量计的精度高、寿命长，测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响，测量精度：误差小于3‰；环境温度：-40°C～60°C，介质测量最高温度：180°C，流量测量范围：0～1000m³/h。

需说明的是，本实用新型所采用的无缝钢管和法兰3的尺寸与电磁流量计11和弯头10的尺寸相匹配。

钻井开泵前首先确认打开短接单元上半部分的第一气动刀闸阀5和流量计短接单元的两个第一气动刀闸阀51，关闭短接单元下半部分的两个第二气动刀闸阀7。

当钻井开泵钻井返浆口1返泥浆时，关闭短接单元上半部分的第一气动刀闸阀5，泥浆通过短接单元下半部分后，流入钻井缓冲槽6内，完成流量测量，当接单根或其他工况停泵时，会有少量沉积在流量计短接单元的短接单元下半部分内的岩屑，此时打开短接单元上半部分的第一气动刀闸阀5，关闭流量计短接单元的两个第一气动刀闸阀51，打开短接单元下半部分的两个第二气动刀闸阀7，然后打开自吸泵12，通过水罐16里的清水将流量计短接单元的短接单元下半部分内的岩屑沉积冲洗干净，冲洗干净后关闭自吸泵12，关闭短接单元下半部分的两个第二气动刀闸阀7，打开流量计短接单元上的两个第一气动刀闸阀51，关闭短接单元上半部分的第一气动刀闸阀5，钻井开泵后继续测量，如停泵，重复上述步骤。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井出口流量测量装置，包括钻井返浆口（1）、缓冲槽（6），其特征在于：在钻井返浆口（1）处安装有第一无缝钢管（2），所述第一无缝钢管（2）通过法兰（3）连接有流量计短接单元，所述流量计短接单元通过法兰（3）与缓冲槽（6）的入口端相连；所述流量计短接单元近钻井返浆口（1）端的下方通过第一连接软管（13）连接有清洗单元，所述的清洗单元包括自吸泵（12）、水罐（16），所述第一连接软管（13）与自吸泵（12）的出水口端相连，所述自吸泵（12）的入水口端通过第二连接软管（14）与水罐（16）相连；所述流量计短接单元远钻井返浆口（1）端的下方通过第三连接软管（15）连接泥浆排污池（17）。

2.根据权利要求1所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述流量计短接单元包括短接单元上半部分、短接单元下半部分以及将短接单元上半部分、短接单元下半部分连接在一起的两个第一气动刀闸阀（51）；所述短接单元上半部分的左端通过法兰（3）与第一无缝钢管（2）相连，所述短接单元上半部分的右端通过法兰（3）与缓冲槽（6）的入口端相连；所述短接单元下半部分呈U型管状结构，所述短接单元下半部分近钻井返浆口（1）端的下方通过第一连接软管（13）连接清洗单元，所述短接单元下半部分远钻井返浆口（1）端的下方通过第三连接软管（15）连接泥浆排污池（17）。

3.根据权利要求2所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述短接单元上半部分包括第二无缝钢管（18）、第三无缝钢管（19）和一个第一气动刀闸阀（5），所述第二无缝钢管（18）、第三无缝钢管（19）的两端都分别焊接有法兰（3），第一气动刀闸阀（5）连接在第二无缝钢管（18）与第三无缝钢管（19）之间；所述第二无缝钢管（18）的左端通过法兰（3）与第一无缝钢管（2）相连，所述第三无缝钢管（19）的右端通过法兰（3）与缓冲槽（6）的入口端相连，分别在近第二无缝钢管（18）左端口的下部、近第三无缝钢管（19）右端口的下部焊接有第三带法兰的钢管接头（4），通过两个第三带法兰的钢管接头（4）连接U型管状结构的短接单元下半部分。

4.根据权利要求3所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述第三带法兰的钢管接头（4）的长度为200-400mm。

5.根据权利要求2所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述短接单元下半部分包括两个弯头（10）、一个电磁流量计（11），所述两个弯头（10）的两端都分别焊接有法兰（3），所述电磁流量计（11）的两端通过法兰（3）分别与两个弯头（10）相连；左侧弯头（10）的左端口朝向、右侧弯头（10）的右端口朝向与电磁流量计（11）的表头朝向一致为垂直向上，左侧弯头（10）的左端口、右侧弯头（10）的右端口分别通过第一气动刀闸阀（51）与第三带法兰的钢管接头（4）相连；左侧弯头（10）、右侧弯头（10）的打弯处底部分别焊接有第一带法兰的钢管接头（9），对应第一带法兰的钢管接头（9）配套设置有第二带法兰的钢管接头（8），所述第一带法兰的钢管接头（9）与第二带法兰的钢管接头（8）之间连接有第二气动刀闸阀（7），左侧第二带法兰的钢管接头（8）连接第一连接软管（13），右侧第二带法兰的钢管接头（8）连接第三连接软管（15）。

6.根据权利要求5所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述电磁流量计（11）采用基于法拉第原理的OPTIFLUX2300F型电磁流量计。

7.根据权利要求1所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述法兰（3）采用国标PN1.6Mpa的法兰。

8.根据权利要求1所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述第一无缝钢管（2）采用壁厚为3～6mm、外径为273mm～325mm的无缝钢管。

9.根据权利要求3所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述第二无缝钢管（18）、第三无缝钢管（19）与第一无缝钢管（2）的材质、壁厚、外径相同。

10.根据权利要求5所述的一种钻井出口流量测量装置，其特征在于：所述弯头（10）为弯度90°～135°的弯头。