CN211008519U - 一种用于室内的钻井液流量检测装置 - Google Patents

Abstract

本专利涉及钻井工程领域，提供一种用于室内的钻井液流量检测装置，由循环管道14依次连接抽液泵入2、标准罐入4、控制阀入5、电磁流量计8、模拟喇叭口9、科里奥利质量流量计12、控制阀出13、标准罐出15、抽液泵出16、液位计A10组成钻井液流量检测装置；由变频器3调节频率控制钻井液流速，调节控制阀改变模拟喇叭口与钻井液出口落差，模拟不同密度，粘度，类型、流速条件下的钻井液流体，优选出科里奥利质量流量计达到最佳工作性能和状态时的安装位置和方式，并实时测量流量数据，从而为后续的异常工况判断模型的建立奠定基础。

Description

一种用于室内的钻井液流量检测装置

技术领域

本专利涉及钻井工程领域，涉及一种用于室内的钻井液流量检测装置。

背景技术

在钻井作业过程中，钻井液出入口流量的定量测量有着非常重要意义，

目前，钻井工程不断进行超深井、水平井、高压气井、页岩气井等钻井作业，对井控设备的需求也越来越高，能够快速、精确的定位钻井液循环系统中钻井液流量变化设备是目前施工单位所急需的。目前应用的靶式流量计、泥浆罐体积等流量定性检测系统已不能满足生产需求，迫切需要对钻井液流量进行定量分析。目前，应用科里奥利质量流量计测量钻井液流量是解决流量定量检测分析的有效方法之一。为了让科里奥利质量流量计发挥出最大性能，需要进行大量的实验，但是，科里奥利质量流量计直接在钻井现场安装、调试和实验，主要存在以下几个方面的难点：

1、科里奥利质量流量计安装条件苛刻。流量计须在无压力的条件下安装，要求流体满管，设备自身不能有振动。

2、需要对现有的钻井液出口架空槽进行改造，施工周期较长。

3、出口流量对于指导钻井施工有着非常重要的作用，一旦出现井涌、井漏的异常工况，而没有及时发现处理，将造成不可估量的损失，但科里奥利质量流量计至今国内未见成熟产品，其安全性、准确性还需要进一步验证。

4、流量计自身带有弯管，流体经过时有压力损耗。因此，应经过计算公式，计算出流量计的安装位置与喇叭口的最低高度差，否则有可能因为势能不足造成钻井液从喇叭口外溢。

5、不同流速、密度和粘度条件下，需要克服的压力损耗是变化的。

6、钻井液是以液相为主，夹杂固相、气相的三相流体，而流量计对测量气相存在误差，因此，需要大量实验，选择合适的安装位置和方式，避免或减少气相的产生。

基于上述六点原因，在钻井现场直接进行实验的难度非常大。

实用新型内容

针对科里奥利质量流量计在钻井现场直接进行钻井液流量实验存在的困难，本专利的目的在于提出一种用于室内的钻井液流量检测装置及其检测方法，其技术方案如下：

一种用于室内的钻井液流量检测装置，由循环管道14依次连接抽液泵入2、标准罐入4、控制阀入5、电磁流量计8、模拟喇叭口9、科里奥利质量流量计12、控制阀出13、标准罐出15、抽液泵出16组成；所述模拟喇叭口9连接有液位计A10。

上述技术方案进一步包括：所述模拟喇叭口9还连接有液位计B11，所述液位计A10是磁翻板液位计；所述液位计B11是超声波或雷达液位计，所述标准罐入4和标准罐出15内均设有搅拌设备18，所述标准罐入4设有体积传感器入1，所述标准罐出15设有体积传感器出17，所述科里奥利质量流量计12固定安装于循环管道14，循环管道14是透明材质，还包括变频器3、触控模块7和防爆箱6；所述变频器3与抽液泵入2、抽液泵出16通讯连接；所述触控模块7与变频器3、搅拌设备18、科里奥利质量流量计12、电磁流量计8、体积传感器入1、体积传感器出 17、液位计B11通讯连接；触控模块7装设于防爆箱6内。

一种用于室内的钻井液流量检测方法，该方法采用一种用于室内的钻井液流量检测装置，在标准罐入4内配制钻井液，由搅拌设备18搅拌均匀，由抽液泵入2和抽液泵出16提供循环动力，由触控模块7显示和存储体积传感器入1、电磁流量计8、液位计A10、液位计B11、科里奥利质量流量计12、体积传感器出1的数据并控制变频器3、搅拌设备18，由变频器3调节频率控制钻井液流速，调节控制阀入5和控制阀出13调整模拟喇叭口9与钻井液出口落差。模拟不同密度，粘度，类型、流速条件下的钻井液流体，从而确定科里奥利质量流量计12的安装位置和方式。

本实用新型的有益效果是：该装置位于实验室内，把科里奥利质量流量计置于整个实验系统中，可以测试不同条件下，需克服的压力损耗情况，优选安装位置和方式，减少气相的干扰，为编制安装指导手册，指导后续钻井现场施工安装，具有十分重要的意义；模拟不同工况下，得到科里奥利质量流量计测量数据，对其进行处理和分析，为总结异常工况(井涌、井漏等)判断模型，节省了时间，利用本专利的钻井液流量检测装置，可有效模拟钻井现场作业环境，可测量出不同密度、粘度、类型及流速的钻井液时科里奥利质量流量计的压力损耗，通过与标称系统的对比，优选出在不同安装位置和方式下的最佳工作性能和状态，并可实时测量流量数据，从而为后续的异常工况判断模型的建立奠定基础。

附图说明

图1是本专利的结构示意图；

图2是本专利现场使用方式一示意图；

图3是本专利现场使用方式二示意图；

图4是本专利现场使用方式三示意图；

图5是本专利现场使用方式四示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

如图1所示的一种用于室内的钻井液流量检测装置，该装置由体积传感器入1、抽液泵入2、变频器3、标准罐入4、控制阀入5、防爆箱6、触控模块7、电磁流量计8、模拟喇叭口9、液位计A10、液位计B11、科里奥利质量流量计12、控制阀出13、循环管道14、标准罐出15、抽液泵出16、体积传感器出17、搅拌设备18组成。其中循环管道14采用通明的钢化玻璃制成，以便在实验过程中观察钻井液是否处于满管状态，以及钻井液中气相含量情况。模拟喇叭口9，钻井液低进高出。液位计A10为磁翻板液位计，便于在实验现场实时观察模拟喇叭口内的液位高度，防止钻井液外溢，液位计B11为超声波或雷达液位传感器，便于数据的记录存储。在循环管道入口上有控制阀入5，在出口上有控制阀出13，通过控制阀门的大小，制造不同的模拟喇叭口9内的钻井液与钻井液出口的落差，实验其中的压力损耗。科里奥利质量流量计12 固定在地面上，防止振动对其产生的干扰。科里奥利质量流量计12、电磁流量计8、体积传感器入1、体积传感器出17、液位计B11等传感器信号线及抽液泵入2电源、抽液泵出16电源、搅拌设备18电源、变频器3接入防爆箱。体积传感器入1用来测量标准罐入4的体积变化，体积传感器出17用来测量标准罐出15的体积变化。抽液泵入2置于标准罐入4中，抽液泵出16置于标准罐出15中，抽液泵入2用来给整个循环系统提供动力，抽液泵出16用来把标准罐出15中的钻井液抽出至标准罐入4中。变频器3用来控制抽液泵入2，通过调节频率，控制流速。搅拌设备 18置于标准罐入4和标准罐出15中，防止长时间静止造成的钻井液沉淀。

工作原理：工作时，首先打开总电源，给防爆箱6送电，然后用触控模块7显示数据、控制各用电设备的启停；打开搅拌设备18，使钻井液密度，粘度均匀；打开抽液泵入2和抽液泵出16，使整个循环系统正常工作；打开变频器3调节抽液泵入2电机频率，控制流速变化；调节频率时，观察液位计A10的变化，防止钻井液溢出；在不同的频率下，分别调节控制阀入5 和控制阀出13，改变模拟喇叭口9与钻井液出口落差；调节控制阀入5和控制阀出13时，观察液位计A10的变化，防止钻井液溢出；改变钻井液密度、粘度和类型，重复上述实验，并记录各项数据；改变科里奥利质量流量计12的安装位置和方式，重复上述实验，并记录各项数据。

Claims (9)

1.一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，由循环管道(14)依次连接抽液泵入(2)、标准罐入(4)、控制阀入(5)、电磁流量计(8)、模拟喇叭口(9)、科里奥利质量流量计（12）、控制阀出(13)、标准罐出(15)、抽液泵出(16)组成；所述模拟喇叭口(9)连接有液位计A（10）。

2.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述模拟喇叭口(9)还连接有液位计B（11）。

3.根据权利要求2所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述液位计A（10）是磁翻板液位计；所述液位计B（11）是超声波或雷达液位计。

4.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述标准罐入(4)和标准罐出(15)内均设有搅拌设备(18)。

5.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述标准罐入(4)设有体积传感器入(1)。

6.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述标准罐出(15)设有体积传感器出(17)。

7.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，所述科里奥利质量流量计（12）固定安装于循环管道(14)。

8.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，循环管道(14)是透明材质。

9.根据权利要求1所述的一种用于室内的钻井液流量检测装置，其特征是，还包括变频器(3)、触控模块(7)和防爆箱(6)；所述变频器(3)与抽液泵入(2)、抽液泵出(16)通讯连接；所述触控模块(7)与变频器(3)、搅拌设备(18)、科里奥利质量流量计（12）、电磁流量计(8)、体积传感器入(1)、体积传感器出(17)、液位计B（11）通讯连接；触控模块(7)装设于防爆箱(6)内。

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