CN212540435U - 一种油气或岩屑上返速度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于地质录井技术领域，具体涉及一种油气或岩屑上返速度检测装置，包括U形管、调速水泵（1）和检测物注入装置（2）；调速水泵（1）通过第一连接管（9）、第二连接管（11）与U形管相连；检测物注入装置（2）通过第三连接管（13）与U形管相连。本实用新型模拟钻井液循环或静止状态下油气、岩屑上返的状态，以精确测算油气或岩屑在不同性质、不同运动状态下的钻井液中的上返速度，从而精确计算迟到时间，提高录井工作的地层归位精度，从而提升勘查成果质量。
Description
技术领域
本实用新型属于地质录井技术领域，具体涉及一种油气或岩屑上返速度检测装置。
背景技术
在煤层气、油气等地质钻探过程中，钻遇油气层或岩层时，在储层压力和比重等因素的作用下，油气或岩屑会随钻井液向上运移，油气或岩屑从井底上返到井口时所花费的时间称为迟到时间。在地质录井工作中，准确测算迟到时间是将岩层或油气储层准确定位的必要前提。
现有技术中，测算迟到时间普遍采用理论计算或投放标志物的方法。其中，理论计算对钻井液性能和井筒实际情况体现不足，投放标志物则有可能产生钻头堵水眼等井内事故，并且标志物与油气或岩屑比重不同，会产生明显误差。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种油气或岩屑上返速度检测装置，本实用新型模拟钻井液循环或静止状态下油气、岩屑上返的状态，以精确测算油气和岩屑在不同性质、不同运动状态下的钻井液中的上返速度。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种油气或岩屑上返速度检测装置，包括U形管、调速水泵和检测物注入装置；
所述U形管包括顺接的进液管、水平管和出液管，所述进液管上端为封闭状，所述出液管上端是敞口状，所述出液管上部设置第一阀门和过滤网，所述第一阀门位于过滤网的上方；
所述调速水泵的出液口通过第一连接管与进液管相连，所述第一连接管上设置流量表，所述调速水泵的进液口通过第二连接管与出液管的上部相连，所述第二连接管与出液管连接位置位于过滤网和第一阀门之间；
所述检测物注入装置通过第三连接管与出液管的下部相连，所述第三连接管上设置启闭组件。
作为本实用新型的进一步改进，所述U形管为透明管，所述出液管外壁设有刻度线。
作为本实用新型的进一步改进，所述检测物注入装置为注射器，所述注射器与第三连接管的连接方式为可拆卸密封连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述第三连接管为橡胶软管，所述启闭组件为弹簧夹。
作为本实用新型的进一步改进，所述出液管的管口设置集气囊。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的油气或岩屑上返速度检测装置由U形管、第一连接管、调速水泵和第二连接管顺次连接组成模拟钻井液循环的闭合回路，其中，调速水泵模拟钻井液的在上返过程中的流动速度，通过检测物注入装置向钻井液中注入油气或岩屑，然后记录油气或岩屑在U形管内的上返时间和距离，从而计算出实际工况钻井液内油气或岩屑的上返速度。本实用新型采用了调速水泵，配合流量表，可以准确调整U形管内钻井液的流速，而钻井液采用与钻孔中性质相同的钻井液，最大程度模拟实际钻探情况，从而得出最接近实际情况的油气或岩屑的上返速度，极大提高迟到时间的计算精度，提高勘查成果质量。
2、U形管为透明管，例如采用塑料或玻璃材质，方便观察检测物的运移状态，记录上返时间。
3、出液管内的过滤网对岩屑起到拦截作用，防止岩屑被吸入调速水泵对水泵造成破坏。
4、第三连接管上的启闭组件，是为了在使用检测物注入装置向出液管内灌装混有油气或岩屑的钻井液时，预防出液管内的钻井液回流泄漏。
5、出液管外壁上的刻度方便读取油气、岩屑上返距离。
6、检测物注入装置采用注射器，注射器与第三连接管的连接方式为可拆卸密封连接，便于向U形管内灌装混有油气或岩屑的钻井液。
7、出液管上的第一阀门在调速水泵刚启动时保持关闭状态，可避免U形管内压力不稳导致的钻井液喷出，检测时，该阀门保持开启状态，在通过检测物注入装置向出液管底部压入含有检测物的钻井液时，第一阀门保持开启状态，使U形管与大气连通，同样是为了保持循环回路内压力的平衡，便于压入检测物。
8、出液管的管口设置集气囊，集气囊为套在出液管上部开口上的气球或者塑料袋等，集气囊可以收集检测过程中注入的油气等气体检测物，防止直接排到大气中污染环境。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例二结构示意图。
图3为本实用新型实施例三结构示意图。
图中标号：1-调速水泵，2-检测物注入装置，3-进液管，4-水平管，5-出液管，6-过滤网，7-第一阀门，8-刻度线，9-第一连接管，10-流量表，11-第二连接管，12-外延式支管，13-第三连接管，14-启闭组件，15-集气囊。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一
参见图1，本实用新型公开一种油气或岩屑上返速度检测装置，包括U形管、调速水泵1和检测物注入装置2。
U形管为透明管，材质采用玻璃或PVC透明塑料制作而成，U形管包括顺接的进液管3、水平管4和出液管5，进液管3上端为封闭状，出液管5上端是敞口状，出液管5上部设置过滤网6和第一阀门7，第一阀门7位于过滤网6的上方，过滤网6位于出液管5内；出液管5外壁设有刻度线8。
调速水泵1的出液口通过第一连接管9与进液管3相连，第一连接管9上设置流量表10，调速水泵1的进液口通过第二连接管11与出液管5的上部相连，第二连接管11与出液管5连接位置位于过滤网7和第一阀门6之间，具体制作时，在进液管3、出液管5的上部、出液管5的下部一体成型外延式支管12，出液管5上部的外延式支管12位于第一阀门6和过滤网7之间。第一连接管9和第二连接管11采用橡胶软管，与外延式支管12套接。
检测物注入装置2为注射器，注射器与出液管5的下部通过第三连接管13相连，第三连接管13的两端分别与注射器、出液管5之间的连接方式为可拆卸密封连接，例如带密封圈的插接、法兰连接等，第三连接管13上设置启闭组件14，本实施例中第三连接管13采用PVC硬质塑胶管，启闭组件14采用阀门，出液管5外壁的零刻线与第三连接管13的轴线在空间上重合。需指出的是，第三连接管亦可采用为橡胶软管，搭配橡胶软管的启闭组件采用弹簧夹(图未示)。
在运用本实用新型检测钻井液中油气或岩屑上返速度前，应先计算调速水泵应设置的排量，计算模型为：
其中，V为钻井中的钻井液上返流速，Q为钻机所用水泵排量。S为钻井环空面积，D为钻头直径，d为钻杆外径；q为调速水泵排量，s为U型检测管竖直段截面积，dc为U型检测管竖直段内径。
通过式1计算出当前真实钻井中的钻井液上返流速V，将其代入式2，计算出调速水泵应采用的流量。
本实施例的油气或岩屑上返速度检测装置在使用方法为：
首先，将U形管和调速水泵通过第一连接管和第二连接管进行安装；
然后，打开第一阀门，从出液管的管口向内注入与钻孔中性质相同的钻井液，钻井液的流向如图中箭头所示，期间可以通过震动或摇晃U形管和连接管加快钻井液填充速度，直到钻井液填充满整个检测装置，U形管、第一连接管、调速水泵和第二连接管之间形成内部充满钻井液的闭合循环回路，关闭第一阀门；
计算好检测所需流量，并据此设置和开启调速水泵，配合流量表，调整和验证闭合循环回路内钻井液流速，已达到测试所需条件；
此时，保持启闭组件关闭状态，取下检测物注入装置。如需检测岩屑上返速度，则装入岩屑，灌入钻井液，并排净空气，再密闭连接到第三连接管；如需检测油气上返速度，则首先排净空气，抽入油气后立即与第三连接管密闭连接，避免油气逸出或混入空气。
最后，依次打开启闭组件和第一阀门，使用检测物注入装置从出液管的下部将油气或岩屑混合钻井液压入，并记录油气或岩屑从出液管下部到达过滤网的时间，根据过滤网对应刻度，即可计算出油气或岩屑的实际上返速度。
实施例二
本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：参见图2，将实施例一中的调速水泵1、第一连接管9，流量表10，第二连接管11拆除，并使用橡胶塞将进液管3、出液管5的上部的外延式支管12进行封堵，整个装置可用以模拟钻井液静止状态，通过检测物注入装置注入油气，可模拟并测算钻井液静止状态下油气上返速度。
实施例三
本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：参见图3，本实施例中在出液管的管口套设集气囊15。本实施例通过增设集气囊，可以收集检测过程中注入的油气等气体检测物，防止直接排到大气中污染环境。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种油气或岩屑上返速度检测装置，其特征在于：包括U形管、调速水泵(1)和检测物注入装置(2)；
所述U形管包括顺接的进液管(3)、水平管(4)和出液管(5)，所述进液管(3)上端为封闭状，所述出液管(5)上端是敞口状，所述出液管(5)上部设置第一阀门(7)和过滤网(6)，所述第一阀门(7)位于过滤网(6)的上方；
所述调速水泵(1)的出液口通过第一连接管(9)与进液管(3)相连，所述第一连接管(9)上设置流量表(10)，所述调速水泵(1)的进液口通过第二连接管(11)与出液管(5)的上部相连，所述第二连接管(11)与出液管(5)连接位置位于过滤网(6)和第一阀门(7)之间；
所述检测物注入装置(2)通过第三连接管(13)与出液管(5)的下部相连，所述第三连接管(13)上设置启闭组件(14)。
2.根据权利要求1所述的一种油气或岩屑上返速度检测装置，其特征在于：所述U形管为透明管，所述出液管(5)外壁设有刻度线(8)。
3.根据权利要求1所述的一种油气或岩屑上返速度检测装置，其特征在于：所述检测物注入装置(2)为注射器，所述注射器与第三连接管(13)的连接方式为可拆卸密封连接。
4.根据权利要求3所述的一种油气或岩屑上返速度检测装置，其特征在于：所述第三连接管(13)为橡胶软管，所述启闭组件(14)为弹簧夹。
5.根据权利要求1所述的一种油气或岩屑上返速度检测装置，其特征在于：所述出液管(5)的管口设置集气囊(15)。
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