RU2784875C2 - Automated analysis of drilling mud - Google Patents

Automated analysis of drilling mud Download PDF

Info

Publication number
RU2784875C2
RU2784875C2 RU2020104983A RU2020104983A RU2784875C2 RU 2784875 C2 RU2784875 C2 RU 2784875C2 RU 2020104983 A RU2020104983 A RU 2020104983A RU 2020104983 A RU2020104983 A RU 2020104983A RU 2784875 C2 RU2784875 C2 RU 2784875C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
temperature
chamber
sample
thermoelectric material
Prior art date
Application number
RU2020104983A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020104983A3 (en
RU2020104983A (en
Inventor
Колин СТЮАРТ
Трульс ФОССДАЛЬ
Рагнар МЕЛЬЦ
Джерри Томас КОННОТОН
Захар ЧИЖОВ
Нил МАКФЕРСОН
Рахул ШЕЛАДИА
Original Assignee
Эм-Ай Эл.Эл.Си.
Шлюмбергер Норге Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эм-Ай Эл.Эл.Си., Шлюмбергер Норге Ас filed Critical Эм-Ай Эл.Эл.Си.
Priority claimed from PCT/US2018/040769 external-priority patent/WO2019010212A1/en
Publication of RU2020104983A publication Critical patent/RU2020104983A/en
Publication of RU2020104983A3 publication Critical patent/RU2020104983A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2784875C2 publication Critical patent/RU2784875C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drilling.
SUBSTANCE: system contains a channel for a drilling mud, a chamber for a drilling mud, communicating with the channel for a drilling mud, a rheology sensor communicating with the chamber for a drilling mud, and an electrical temperature adjuster communicating with the chamber for a drilling mud. The chamber for a drilling mud is cooled in response to the first control signal from the electrical temperature adjuster.
EFFECT: possibility of determination, whether a drilling mud is functioning in a proper way, and introduction of any required changes during drilling.
17 cl, 8 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0001] При бурении ствола скважины в центр бурильной колонны закачивают буровые растворы. Буровой раствор выходит из бурильной колонны в месте крепления долота через насадки и перемещается обратно вверх по кольцевому пространству ствола скважины к буровому оборудованию, расположенному на поверхности. Буровые растворы обеспечивают смазку и охлаждение в процессе бурения. Кроме того, буровой раствор выносит выбуренную породу из ствола скважины, регулирует давление в стволе скважины и выполняет ряд других функций, связанных с бурением ствола скважины. Чтобы обеспечить пригодность свойств буровых растворов, инженер по буровым растворам постоянно проверяет свойства бурового раствора. Например, вязкость бурового раствора должна быть достаточно высокой, чтобы выносить выбуренную породу из ствола скважины, и в то же время достаточно низкой, чтобы позволить выбуренной породе и увлеченному газу выходить из буровых растворов на поверхности. В зависимости от операции, инженер по буровым растворам может проверять свойства бурового раствора несколько раз в течение 24 часов.[0001] When drilling a wellbore, drilling fluids are pumped into the center of the drill string. The drilling fluid exits the drill string at the bit attachment site through nozzles and travels back up the wellbore annulus to the surface drilling equipment. Drilling fluids provide lubrication and cooling during the drilling process. In addition, the drilling fluid carries cuttings out of the wellbore, regulates pressure in the wellbore, and performs a number of other functions associated with drilling the wellbore. To ensure the suitability of drilling fluid properties, a drilling fluid engineer constantly checks the properties of the drilling fluid. For example, the viscosity of the drilling fluid must be high enough to carry cuttings out of the wellbore, yet low enough to allow cuttings and entrained gas to exit the drilling fluids at the surface. Depending on the operation, a drilling fluid engineer may check the properties of the drilling fluid several times in a 24 hour period.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

[0002] Прилагаемые графические материалы иллюстрируют ряд приведенных в качестве примера вариантов реализации изобретения и являются частью данного описания. Вместе с последующим описанием данные графические материалы демонстрируют и объясняют различные принципы данного изобретения.[0002] The accompanying drawings illustrate a number of exemplary embodiments of the invention and are part of this description. Together with the following description, these drawings demonstrate and explain the various principles of the present invention.

[0003] На фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе примера устройства для анализа раствора в соответствии с данным изобретением.[0003] FIG. 1 illustrates a perspective view of an example solution analysis apparatus in accordance with the present invention.

[0004] На фиг. 2 проиллюстрирована схема примера внутренних компонентов устройства для анализа раствора в соответствии с данным изобретением. [0004] In FIG. 2 illustrates a diagram of an example of the internal components of a solution analysis apparatus in accordance with the present invention.

[0005] На фиг. 3 проиллюстрирован детальный вид камеры для раствора устройства для анализа раствора в соответствии с данным изобретением. [0005] FIG. 3 illustrates a detailed view of the solution chamber of the solution analysis device in accordance with the present invention.

[0006] На фиг. 4 проиллюстрирован пример пользовательского интерфейса устройства для анализа раствора в соответствии с данным изобретением. [0006] FIG. 4 illustrates an example user interface of a solution analysis device in accordance with the present invention.

[0007] На фиг. 5 проиллюстрирована схема системы для регулирования температуры проб раствора в соответствии с данным изобретением. [0007] FIG. 5 is a diagram of a system for temperature control of solution samples in accordance with the present invention.

[0008] На фиг. 6 проиллюстрирован пример способа автоматизированного анализа проб раствора при различных температурах в соответствии с данным изобретением. [0008] FIG. 6 illustrates an example of a method for automated analysis of solution samples at various temperatures in accordance with the present invention.

[0009] На фиг. 7 проиллюстрирован пример компонентов устройства для анализа раствора с боковым контуром для регулирования температуры раствора для измерений плотности в соответствии с данным изобретением. [0009] FIG. 7 illustrates an example of the components of a solution analysis device with a side loop for controlling the temperature of a density measurement solution in accordance with the present invention.

[0010] На фиг. 8 проиллюстрирован пример компонентов устройства для анализа раствора без датчика плотности в соответствии с данным изобретением. [0010] FIG. 8 illustrates an example of the components of a solution analysis device without a density sensor in accordance with the present invention.

[0011] Хотя варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, подвержены различным модификациям и альтернативным формам, конкретные варианты реализации изобретения проиллюстрированы в качестве примера в графических материалах и будут подробно описаны в данном документе. Однако приведенные в качестве примера варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, не должны ограничиваться конкретными раскрытыми формами. Вместо этого данное изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.[0011] Although the embodiments of the invention described herein are subject to various modifications and alternative forms, specific embodiments of the invention are illustrated by way of example in the drawings and will be described in detail herein. However, the exemplary embodiments of the invention described herein should not be limited to the specific forms disclosed. Instead, this invention embraces all modifications, equivalents, and alternatives falling within the scope of the appended claims.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0012] Буровой раствор циркулирует вниз по бурильной колонне, из насадок в буровом долоте, а затем вверх по кольцевому пространству ствола скважины. Буровой раствор можно использовать для удаления выбуренной породы из забоя ствола скважины. Во время операции бурения контролируют физические свойства бурового раствора, чтобы определять, функционирует ли буровой раствор надлежащим образом и вносить любые требуемые изменения в процессе бурения. [0012] The drilling fluid circulates down the drill string, from the nozzles in the drill bit, and then up the annulus of the wellbore. The drilling fluid can be used to remove cuttings from the bottom of a wellbore. During the drilling operation, the physical properties of the drilling fluid are monitored to determine if the drilling fluid is functioning properly and to make any required changes during the drilling process.

[0013] При проведении анализов бурового раствора могут измерять физические характеристики бурового раствора, такие как реологические свойства раствора. Анализы реологических свойств могут проводить с помощью реологического датчика, такого как вискозиметр, реометр или датчик другого типа. Эти анализы могут проводиться на объекте в стволе скважины, в лаборатории или в другом месте. Устройство 100 для анализа раствора, проиллюстрированное на фиг. 1, может последовательно выполнять ряд анализов бурового раствора без дальнейших команд пользователя между анализами. Другие типы анализов свойств раствора, которые могут быть выполнены с помощью устройства 100 для анализа раствора, включают измерение удельного веса бурового раствора, реологических свойств, плотности, водонефтяного содержания, электрической стабильности эмульсии, удельной проводимости раствора и гранулометрического состава твердых частиц. На основании принципов, описанных в данном изобретении, устройство 100 для анализа раствора может автоматически выполнять по меньшей мере один или более анализов свойств раствора при различных температурах.[0013] Drilling fluid analyzes may measure the physical characteristics of the drilling fluid, such as the rheological properties of the fluid. The rheological properties analyzes may be carried out using a rheological sensor such as a viscometer, rheometer, or other type of sensor. These analyzes may be carried out on site in the wellbore, in a laboratory, or elsewhere. The solution analysis apparatus 100 illustrated in FIG. 1 can sequentially perform a series of drilling fluid analyzes without further user input between analyzes. Other types of fluid property analyzes that can be performed with the fluid analysis device 100 include measurements of drilling fluid specific gravity, rheology, density, water-oil content, emulsion electrical stability, fluid conductivity, and solids particle size distribution. Based on the principles described in this invention, solution analysis device 100 can automatically perform at least one or more analyzes of properties of a solution at various temperatures.

[0014] Устройство 100 для анализа раствора может содержать корпус 102, пользовательский интерфейс 104 и приемник 106 сосуда для отбора проб. Проба бурового раствора может быть отобрана из циркулирующего бурового раствора или из другого места в сосуд 108 для отбора проб. Сосуд 108 для отбора проб может быть соединен с приемником 106 сосуда для отбора. Канал для раствора может быть подвешен к приемнику 106 сосуда для отбора проб и погружен в пробу бурового раствора, когда сосуд 108 для отбора проб соединен с приемником 106 сосуда для отбора проб. Насос может активно транспортировать по меньшей мере часть пробы бурового раствора из сосуда 108 для отбора проб в устройство 100 для анализа раствора, в котором могут быть проведены анализы.[0014] The solution analysis device 100 may include a housing 102, a user interface 104, and a sampling vessel receiver 106. A drilling fluid sample may be taken from the circulating drilling fluid or from another location into the sampling vessel 108 . The sampling vessel 108 may be connected to the sampling vessel receptacle 106 . The fluid conduit can be suspended from the sample vessel receptacle 106 and immersed in a drilling fluid sample when the sample vessel 108 is connected to the sample vessel receptacle 106 . The pump can actively transport at least a portion of the drilling fluid sample from the sampling vessel 108 to the fluid analysis device 100, in which analyzes can be performed.

[0015] Сосуд 108 для отбора проб может быть прикреплен к приемнику 106 сосуда для отбора проб через любой подходящий тип устройства сопряжения. В некоторых примерах приемник 106 сосуда для отбора проб имеет внутреннюю резьбу, которая может входить в зацепление с внешней резьбой сосуда 108 для отбора проб. В других примерах сосуд 108 для отбора проб фиксируется на месте, удерживается на месте посредством сжатия, иным образом сцепляется с приемником 106 сосуда для отбора проб или иным образом соединяется с приемником 106 сосуда для отбора проб посредством другого типа крепления.[0015] The sampling vessel 108 may be attached to the sampling vessel receptacle 106 via any suitable type of interface device. In some examples, the receptacle 106 of the sampling vessel has an internal thread that can engage with the external threads of the sampling vessel 108. In other examples, the sampling vessel 108 is fixed in place, held in place by compression, otherwise engaged with the sampling vessel receptacle 106, or otherwise connected to the sampling vessel receptacle 106 by some other type of attachment.

[0016] Пользовательский интерфейс 104 может предоставить пользователю возможность давать устройству 100 для анализа раствора команду на проведение анализов. В некоторых примерах устройство 100 для анализа раствора представляет варианты для анализа пробы бурового раствора через пользовательский интерфейс 104. В некоторых случаях пользователь может указывать типы анализов, которые должны быть выполнены, а также параметры для выполнения этих типов анализов. Например, пользователь может дать команду устройству 100 для анализа раствора выполнить анализ на вязкость при множестве температур через пользовательский интерфейс 104. Пользователь может также указывать требуемые температуры для этих анализов через пользовательский интерфейс 104. [0016] The user interface 104 may allow the user to instruct the solution analysis device 100 to perform analyses. In some examples, the fluid analysis device 100 presents options for analyzing a drilling fluid sample through the user interface 104. In some cases, the user may specify the types of analyzes to be performed, as well as the parameters for performing those types of analyses. For example, the user may instruct the fluid analyzer 100 to perform multi-temperature viscosity analysis via the user interface 104. The user may also specify the desired temperatures for these analyzes via the user interface 104.

[0017] Пользовательский интерфейс 104 любого типа может использоваться в соответствии с принципами, описанными в данном изобретении. В некоторых случаях пользовательский интерфейс 104 представляет собой сенсорный экран, доступный из корпуса 102 устройства 100 для анализа раствора. В этом типе примера пользователь может касаться сенсорного экрана для ввода информации и подачи команд устройству 100 для анализа раствора. В других примерах устройство 100 для анализа раствора может содержать беспроводной приемник, причем пользователь может предоставлять информацию и/или передавать команды по беспроводной связи устройству 100 для анализа раствора. Например, пользователь может передавать информацию и/или давать команды с помощью мобильного устройства, электрического планшета, ноутбука, сетевого устройства, настольного компьютера, вычислительного устройства, устройства другого типа или их комбинаций. В примерах, в которых пользователь может связываться с устройством 100 для анализа раствора по беспроводной связи, пользователь может находиться на объекте или пользователь может находиться в удаленном месте. В некоторых случаях инженер по буровым растворам может находиться в удаленном месте за пределами участка, а техник на месте может заполнить сосуд 108 для отбора проб для инженера по буровым растворам, так что инженеру по буровым растворам не обязательно находиться на объекте, чтобы проанализировать буровой раствор и дать рекомендации. В еще одном примере пользовательский интерфейс 104 может содержать клавиатуру, мышь, кнопку, регулятор с круговой шкалой, переключатель, ползунок, механизм физического ввода другого типа или их комбинации, чтобы помочь пользователю вводить информацию или давать команды в устройство 100 для анализа раствора. В некоторых случаях устройство 100 для анализа раствора может содержать микрофон или камеру, которая позволяет пользователю передавать звуковую информацию устройству 100 для анализа раствора и/или связываться с помощью движений/жестов рукой с устройством 100 для анализа раствора.[0017] Any type of user interface 104 may be used in accordance with the principles described in this invention. In some cases, the user interface 104 is a touch screen accessible from the body 102 of the device 100 for analyzing the solution. In this type of example, the user may touch the touch screen to enter information and give commands to the device 100 to analyze the solution. In other examples, solution analysis device 100 may include a wireless receiver, wherein a user can provide information and/or transmit commands wirelessly to solution analysis device 100. For example, a user may communicate information and/or issue commands using a mobile device, electric tablet, laptop, network device, desktop computer, computing device, other type of device, or combinations thereof. In examples where the user may communicate with the solution analysis device 100 wirelessly, the user may be on site or the user may be in a remote location. In some cases, the mud engineer may be at a remote location off site and the field technician may fill the sample vessel 108 for the mud engineer so that the mud engineer does not have to be on site to analyze the mud and give recommendations. In yet another example, the user interface 104 may include a keyboard, mouse, button, dial, switch, slider, other type of physical input mechanism, or combinations thereof, to assist the user in entering information or instructing the solution analysis device 100. In some cases, the solution analysis device 100 may include a microphone or camera that allows a user to transmit audio information to the solution analysis device 100 and/or communicate with the solution analysis device 100 via hand movements/gestures.

[0018] После ввода информации и передачи команды в устройство 100 для анализа раствора для инициирования анализов устройство 100 для анализа раствора может выполнить анализа без дальнейшего участия пользователя. При завершении того или иного анализа устройство 100 для анализа раствора может автоматически переходить от одного типа анализа к другому. Кроме того, устройство 100 для анализа раствора может автоматически регулировать температуру пробы бурового раствора между анализами без участия пользователя. Нередко буровой раствор анализируют после его циркуляции через бурильную колонну в горячей скважинной среде. В тех обстоятельствах, в которых буровой раствор желательно анализировать при температуре ниже текущей температуры бурового раствора, буровой раствор следует охладить перед проведением анализа. Устройство 100 для анализа раствора может понизить температуру пробы бурового раствора и освободить пользователя для выполнения других задач.[0018] After entering information and sending a command to the solution analysis device 100 to initiate analyzes, the solution analysis device 100 can perform analysis without further user intervention. When one or another analysis is completed, the solution analysis device 100 can automatically switch from one type of analysis to another. In addition, the fluid analysis device 100 can automatically adjust the temperature of the drilling fluid sample between analyzes without user intervention. It is not uncommon for the drilling fluid to be analyzed after it has been circulated through the drill string in a hot wellbore environment. In circumstances where it is desirable to analyze the drilling fluid at a temperature below the current drilling fluid temperature, the drilling fluid should be cooled prior to analysis. The fluid analysis device 100 can lower the temperature of the drilling fluid sample and free the user for other tasks.

[0019] На фиг. 2 и 3 проиллюстрирована схема примера внутренних компонентов устройства 100 для анализа раствора в соответствии с данным изобретением. На фиг. 3 детально показана часть внутренних компонентов, проиллюстрированных на фиг. 2. В этом примере устройство 100 для анализа раствора содержит приемник 106 сосуда для отбора проб, насос 200, канал 204 для раствора, датчик 216 плотности, соединенный с каналом 204 для раствора, камеру 218 для раствора и датчик 220 реологии, соединенный с камерой 218 для раствора.[0019] FIG. 2 and 3 illustrate a diagram of an example of the internal components of a solution analysis apparatus 100 in accordance with the present invention. In FIG. 3 shows in detail a portion of the internal components illustrated in FIG. 2. In this example, the solution analysis device 100 includes a sample vessel receiver 106, a pump 200, a solution channel 204, a density sensor 216 connected to the solution channel 204, a solution chamber 218, and a rheology sensor 220 connected to the chamber 218. for solution.

[0020] Приемник 106 сосуда для отбора проб может представлять собой любое подходящее крепление к внешней стороне устройства 100 для анализа раствора, к которому может быть присоединен сосуд 108 для отбора проб и которое содержит механизм для удаления пробы 230 бурового раствора из сосуда 108 для отбора проб. В проиллюстрированном примере часть канала 204 для раствора подвешена к приемнику 106 сосуда для отбора проб на таком расстоянии, чтобы впускное отверстие 206 было погружено в пробу 230 бурового раствора при прикреплении сосуда 108 для отбора проб. Фильтр 202 соединен с каналом 204 для раствора, или бурового раствора, и окружает впускное отверстие 206, так что твердые частицы и/или нежелательный мусор не могут попасть в канал 204 для раствора.[0020] The sampling vessel receiver 106 may be any suitable attachment to the outside of the fluid analysis apparatus 100 to which the sampling vessel 108 may be attached and which includes a mechanism for removing a drilling fluid sample 230 from the sampling vessel 108 . In the illustrated example, a portion of the mud channel 204 is suspended from the sampling vessel receptacle 106 at such a distance that the inlet 206 is immersed in the drilling fluid sample 230 when the sampling vessel 108 is attached. A filter 202 is connected to the fluid or drilling fluid passage 204 and surrounds the inlet 206 so that solids and/or unwanted debris cannot enter the mud passage 204.

[0021] Первая часть 210 канала 204 для раствора соединяет впускное отверстие 206 с насосом 200. Насос 200 может использоваться для вытягивания по меньшей мере части пробы 230 бурового раствора из сосуда 108 для отбора проб в канал 204 для раствора. В некоторых примерах насос 200 представляет собой шланговый насос. Тем не менее, можно использовать любой подходящий тип насоса в соответствии с принципами, описанными в данном изобретении. [0021] The first portion 210 of the mud passage 204 connects the inlet 206 to the pump 200. The pump 200 may be used to draw at least a portion of the drilling fluid sample 230 from the sampling vessel 108 into the mud passage 204. In some examples, pump 200 is a peristaltic pump. However, any suitable type of pump may be used in accordance with the principles described in this invention.

[0022] Вторая часть 212 канала 204 для раствора может соединять канал 204 для раствора с насосом 200 и датчиком плотности. В некоторых случаях насос 200 находится выше, чем датчик 216 плотности. В этом типе примера насос 200 может выпускать пробу 230 бурового раствора и обеспечивать продвижение пробы 230 бурового раствора под действием гравитации к датчику 216 плотности. В других примерах насос 200 может активно проталкивать пробу 230 бурового раствора через датчик 216 плотности.[0022] The second part 212 of the solution channel 204 may connect the solution channel 204 to the pump 200 and the density sensor. In some cases, the pump 200 is higher than the density sensor 216. In this type of example, the pump 200 may discharge the mud sample 230 and cause the mud sample 230 to move under gravity towards the density sensor 216 . In other examples, the pump 200 may actively push the drilling fluid sample 230 through the density sensor 216 .

[0023] Можно использовать любой подходящий тип датчика 216 плотности. В одном примере датчик 216 плотности может быть кориолисовым датчиком плотности, который измеряет характеристику пробы 230 бурового раствора при прохождении через него раствора. Кориолисовые датчики плотности могут измерять перемещение/вибрацию внутренних компонентов датчика плотности. Указанные перемещения могут измеряться, когда проба 230 бурового раствора проходит через датчик 216 плотности. Эта частота вибрации соотносится с плотностью пробы бурового раствора. [0023] Any suitable type of density sensor 216 can be used. In one example, the density sensor 216 may be a Coriolis density sensor that measures a characteristic of the drilling fluid sample 230 as the fluid passes through it. Coriolis density sensors can measure the movement/vibration of the internal components of the density sensor. These movements can be measured as the mud sample 230 passes through the density sensor 216 . This vibration frequency is related to the density of the drilling fluid sample.

[0024] Третья часть 214 канала 204 для раствора соединяет канал 204 для раствора от датчика 216 плотности с камерой 218 для раствора. Камера 218 для раствора может содержать стенку 236 камеры, которая определяет отверстие 242. Выпускное отверстие 208 камеры 218 для раствора может заканчиваться в отверстии 242 камеры 218 для раствора и направлять пробу 230 бурового раствора в камеру 218 для раствора.[0024] The third part 214 of the solution channel 204 connects the solution channel 204 from the density sensor 216 to the solution chamber 218. The mud chamber 218 may include a chamber wall 236 that defines an opening 242. An outlet 208 of the mud chamber 218 may terminate in an opening 242 of the mud chamber 218 and direct a drilling fluid sample 230 into the mud chamber 218.

[0025] Датчик 222 определения уровня может передать сигнал насосу 200, чтобы прекратить закачку в пробу 230 бурового раствора, когда уровень 232 раствора находится на соответствующей высоте. Может использоваться любой подходящий тип датчика 222 определения уровня. Неисчерпывающий список датчиков определения уровня, которые могут использоваться, включает ультразвуковые датчики, датчики удельной проводимости раствора, емкостные датчики, индукционные датчики, микроволновые датчики, лазерные датчики, поплавковые переключатели, переключатели теплового потока, датчики гидростатического давления, радиолокационные датчики, магнитострикционные датчики, оптические датчики, тензодатчики, датчики других типов, датчики времени полета, датчики других типов или их комбинации.[0025] The level sensor 222 may signal the pump 200 to stop pumping mud into the sample 230 when the mud level 232 is at the appropriate height. Any suitable type of level sensor 222 may be used. A non-exhaustive list of level sensors that may be used include ultrasonic sensors, solution conductivity sensors, capacitive sensors, inductive sensors, microwave sensors, laser sensors, float switches, heat flow switches, hydrostatic pressure sensors, radar sensors, magnetostrictive sensors, optical sensors , load cells, other types of sensors, time-of-flight sensors, other types of sensors, or combinations thereof.

[0026] Хотя в некоторых вариантах применения могут использоваться каждый из вышеупомянутых датчиков определения уровня, многие из вышеупомянутых датчиков определения уровня могут быть не такими эффективными, как другие типы датчиков для определенных типов буровых растворов. В некоторых примерах датчик определения уровня термической дисперсии встроен в камеру 218 для раствора и может быть эффективным для широкого спектра различных типов буровых растворов. Датчик определения уровня термической дисперсии может быть эффективным для определения уровня раствора независимо от диэлектрической прочности раствора, склонности создавать оптически наблюдаемые возмущения и других характеристик буровых растворов, которые затрудняют определение уровня. [0026] Although each of the aforementioned level sensors may be used in some applications, many of the aforementioned level sensors may not be as effective as other types of sensors for certain types of drilling fluids. In some examples, a thermal dispersion level sensor is built into the mud chamber 218 and may be effective for a wide range of different types of drilling fluids. The thermal dispersion level sensor can be effective in determining the level of the fluid, regardless of the dielectric strength of the fluid, the tendency to create optically observable disturbances, and other characteristics of drilling fluids that make it difficult to determine the level.

[0027] Метод термической дисперсии обычно используется для измерения характеристик расхода раствора. Обычно растворы холоднее, когда они текут, а не находятся в статическом состоянии. Обычно с помощью метода термической дисперсии анализируют температуру раствора, чтобы определить скорость потока или другую характеристику раствора. В примерах, в которых метод термической дисперсии используется в устройстве 100 для анализа раствора, метод термической дисперсии может быть переориентирован для определения уровня 232 раствора. [0027] The thermal dispersion method is commonly used to measure the flow characteristics of a solution. Typically, solutions are colder when they are flowing rather than when they are in a static state. Typically, the thermal dispersion method analyzes the temperature of the solution to determine the flow rate or other characteristic of the solution. In examples where the thermal dispersion method is used in the solution analysis device 100, the thermal dispersion method can be redirected to determine the level 232 of the solution.

[0028] Определение уровня с помощью метода термической дисперсии можно осуществлять, активно перемещая пробу 230 бурового раствора при ее поступлении в камеру 218 для раствора и измеряя разности температур на различных высотах вдоль камеры 218 для раствора. В некоторых примерах ротор 248 может вызывать вращение пробы 230 бурового раствора внутри камеры 218 для раствора по мере ее заполнения. Вращение пробы 230 бурового раствора, вызванное ротором 248, может создавать охлаждающее воздействие на участки стенки 236 камеры, непосредственно контактирующие с раствором. Уровень 232 раствора может быть определен путем сопоставления разностей температур вдоль стенки камеры для раствора и определения уровня 232 раствора на высоте, на которой возникает разность температур.[0028] Thermal dispersion level determination can be performed by actively moving the drilling fluid sample 230 as it enters the fluid chamber 218 and measuring temperature differences at various heights along the fluid chamber 218. In some examples, the rotor 248 may cause the mud sample 230 to rotate within the mud chamber 218 as it fills. The rotation of the mud sample 230 caused by the rotor 248 can create a cooling effect on the portions of the chamber wall 236 that are in direct contact with the mud. The solution level 232 can be determined by comparing temperature differences along the wall of the solution chamber and determining the solution level 232 at the height at which the temperature difference occurs.

[0029] В примере на фиг. 2 и 3 датчик 222 определения уровня содержит индикатор 224 первого уровня, индикатор 226 второго уровня и индикатор 228 третьего уровня. В некоторых случаях каждый из индикатора 224 первого уровня, индикатора 226 второго уровня и индикатора 228 третьего уровня являются индикаторами уровня термической дисперсии. В других примерах по меньшей мере один из указанных индикаторов является датчиком другого типа. В случае тех индикаторов уровня, которые являются индикаторами теплового уровня, каждый из них может содержать два или более термометров уровня, которые определяют температуру стенки 236 камеры, температуру вблизи внешней стороны стенки 236 камеры, температуру вблизи внутренней стороны стенки 236 камеры или их комбинации. Все термометры уровня индикатора уровня могут находиться рядом друг с другом, но на разной высоте. Когда нижний из двух термометров определяет иную температуру, чем находящийся выше термометр, индикатор уровня может передать сигнал для остановки насоса 200. Эта разность температур может указывать на то, что уровень раствора 232 находится между нижним и верхним термометрами. [0029] In the example of FIG. 2 and 3, the level sensor 222 includes a first level indicator 224, a second level indicator 226, and a third level indicator 228. In some cases, each of the first level indicator 224, the second level indicator 226, and the third level indicator 228 are thermal dispersion level indicators. In other examples, at least one of these indicators is a different type of sensor. In the case of those level indicators that are thermal level indicators, each of them may contain two or more level thermometers that detect the temperature of the chamber wall 236, the temperature near the outside of the chamber wall 236, the temperature near the inside of the chamber wall 236, or combinations thereof. All level thermometers of the level indicator can be next to each other, but at different heights. When the lower of the two thermometers detects a different temperature than the higher thermometer, the level indicator may send a signal to stop pump 200. This temperature difference may indicate that the level of solution 232 is between the lower and upper thermometers.

[0030] Индикатор 226 второго уровня может использоваться в качестве резервного, если индикатор 224 первого уровня не работает должным образом. В этой ситуации индикатор 226 второго уровня может вызвать передачу сигнала для остановки насоса 200. [0030] The second level indicator 226 can be used as a backup if the first level indicator 224 is not working properly. In this situation, the second level indicator 226 may cause a signal to be transmitted to stop the pump 200.

[0031] Индикатор 228 третьего уровня может использоваться для указания того, что уровень 232 раствора слишком высок. В некоторых примерах датчик 220 реологии или другие компоненты устройства 100 для анализа раствора встроены в камеру 218 для раствора выше рабочего уровня 234 раствора. Если уровень 232 раствора становится слишком высоким, проба 230 бурового раствора может попасть в эти компоненты и нарушить их работу. В одном из таких примеров ротационный пеленгатор вискозиметра может находиться выше рабочего уровня 234 раствора в камере 218 для раствора, и, если уровень 232 раствора превышает рабочий уровень раствора, проба 230 бурового раствора может попасть в ротационные пеленгаторы. В некоторых случаях ротационные пеленгаторы вискозиметра точно настроены на получение точных показаний измерений. Попадание бурового раствора в эти точно настроенные пеленгаторы может привести к тому, что результаты измерений вискозиметра будут неточными. При активации индикатор 228 третьего уровня может вызвать передачу пользователю сообщения о том, что перед продолжением анализов необходимо проверить оборудование. В некоторых примерах индикатор 228 третьего уровня также может передавать сигнал для остановки насоса 200.[0031] A third level indicator 228 may be used to indicate that the solution level 232 is too high. In some examples, the rheology sensor 220 or other components of the fluid analysis device 100 are integrated into the fluid chamber 218 above the fluid operating level 234. If the fluid level 232 becomes too high, the drilling fluid sample 230 may enter these components and interfere with their operation. In one such example, the rotational direction finder of the viscometer may be above the operating mud level 234 in the mud chamber 218, and if the mud level 232 is above the operating mud level, a drilling fluid sample 230 may enter the rotary DFs. In some cases, the rotational direction finders of a viscometer are fine-tuned to give accurate measurement readings. Drilling mud entering these finely tuned direction finders can cause the viscometer measurement to be inaccurate. When activated, the third level indicator 228 may cause a message to be sent to the user that the equipment needs to be checked before continuing with the assays. In some examples, the third level indicator 228 may also provide a signal to stop the pump 200.

[0032] В примере на фиг. 2 и 3 датчик 220 реологии представляет собой вискозиметр. Датчик 220 реологии может содержать ротор 248, который подвешен в отверстии 242 камеры 218 для раствора для контакта и/или погружения в пробу 230 бурового раствора, когда камера 218 для раствора заполнена. В некоторых примерах ротор 248 представляет собой внешний цилиндр, который вращается вокруг балансира (не показан), который находится во внутреннем цилиндре. Проба 230 бурового раствора заполняет кольцевое пространство между ротором 248 и балансиром. При активации ротор 248 вращается с известными скоростями и создает напряжение сдвига на балансире через пробу 230 бурового раствора. Торсионная пружина сдерживает движение балансира и измеряет напряжение сдвига. Вискозиметр может проводить анализы при любой подходящей скорости вращения ротора (оборотов в минуту или об/мин). В некоторых случаях анализы проводятся при 600, 300, 200, 100, 6 и 3 об/мин. [0032] In the example of FIG. 2 and 3, the rheology sensor 220 is a viscometer. The rheology sensor 220 may include a rotor 248 that is suspended in an opening 242 of the fluid chamber 218 for contact and/or dipping into the drilling fluid sample 230 when the fluid chamber 218 is full. In some examples, the rotor 248 is an outer cylinder that rotates around a balance bar (not shown) that is in the inner cylinder. The mud sample 230 fills the annulus between the rotor 248 and the balance bar. When activated, the rotor 248 rotates at known speeds and creates a shear stress on the balance bar through the mud sample 230. The torsion spring restrains the movement of the balance bar and measures the shear stress. The viscometer can run analyzes at any suitable rotor speed (rpm or rpm). In some cases, analyzes are performed at 600, 300, 200, 100, 6 and 3 rpm.

[0033] Электрический регулятор температуры может сообщаться с камерой 218 для раствора. Любой подходящий тип электрического регулятора температуры может использоваться в соответствии с принципами, описанными в данном изобретении. В некоторых примерах электрический регулятор температуры содержит термоэлектрический материал 256 (например, термоэлектрическое устройство), который обладает характеристикой выработки электрического тока в ответ на перепад температур. Термоэлектрический материал 256 может иметь первую сторону 258, контактирующую с внешней поверхностью 238 камеры 218 для раствора. В некоторых случаях термоэлектрический материал 256 имеет вторую сторону 260, которая расположена напротив первой стороны 258 и контактирует с теплоотводом 268. [0033] An electrical temperature controller may communicate with the solution chamber 218. Any suitable type of electrical temperature controller may be used in accordance with the principles described in this invention. In some examples, the electrical temperature controller includes a thermoelectric material 256 (eg, a thermoelectric device) that has the characteristic of generating an electric current in response to a temperature difference. The thermoelectric material 256 may have a first side 258 in contact with the outer surface 238 of the solution chamber 218. In some cases, the thermoelectric material 256 has a second side 260 that is opposite the first side 258 and in contact with the heat sink 268.

[0034] Термоэлектрический материал 256 может быть частью электрической цепи, которая может пропускать электрический ток через термоэлектрический материал 256, чтобы одновременно создавать как зону 262 нагрева, так и зону 264 охлаждения внутри термоэлектрического материала 256. Переключатель полярности может быть включен в цепь для изменения направления прохождения электрического тока через термоэлектрический материал 256. Когда электрический ток проходит через термоэлектрический материал 256 в первом направлении, зона 262 нагрева создается рядом с камерой 218 для раствора, а зона 264 охлаждения создается рядом с теплоотводом 268. Когда зона 262 нагрева активно создается рядом с камерой 218 для раствора, электрический регулятор температуры активно нагревает камеру 218 для раствора. В некоторых случаях, когда зона 262 нагрева создается рядом с камерой 218 для раствора, температура камеры для раствора повышается до более высокой температуры или температура камеры для раствора может поддерживаться на уровне требуемой температуры для проведения анализа пробы 230 бурового раствора. В ситуациях, когда электрический ток проходит через термоэлектрический материал 256 во втором направлении, противоположном первому направлению, зона 262 нагрева создается рядом с камерой 218 для раствора, и зона 262 нагрева создается рядом с теплоотводом 268. В тех ситуациях, когда зона 264 охлаждения активно создается рядом с камерой 218 для раствора, температура пробы бурового раствора снижается до более низкой температуры или температура пробы бурового раствора может поддерживаться на уровне требуемой температуры для проведения анализа пробы 230 бурового раствора.[0034] The thermoelectric material 256 may be part of an electrical circuit that can pass an electrical current through the thermoelectric material 256 to simultaneously create both a heating zone 262 and a cooling zone 264 within the thermoelectric material 256. A polarity switch may be included in the circuit to reverse the direction passing an electric current through the thermoelectric material 256. When an electric current passes through the thermoelectric material 256 in the first direction, a heating zone 262 is created adjacent to the solution chamber 218, and a cooling zone 264 is created adjacent to the heat sink 268. When the heating zone 262 is actively created adjacent to the chamber 218 for the solution, the electric temperature controller actively heats the solution chamber 218. In some cases, when a heating zone 262 is provided adjacent to the mud chamber 218, the temperature of the mud chamber is raised to a higher temperature, or the temperature of the mud chamber may be maintained at the desired temperature for analysis of the drilling fluid sample 230. In situations where an electric current passes through the thermoelectric material 256 in a second direction opposite to the first direction, a heating zone 262 is created adjacent to the solution chamber 218, and a heating zone 262 is created adjacent to the heat sink 268. In those situations where the cooling zone 264 is actively created near the mud chamber 218, the temperature of the mud sample is reduced to a lower temperature, or the temperature of the mud sample can be maintained at the desired temperature for analysis of the mud sample 230.

[0035] Температура зоны 262 нагрева и зоны 264 охлаждения может регулироваться с помощью широтно-импульсного модулятора. Широтно-импульсный модулятор может включать и выключать электрическую цепь с частотой, которая создает поток среднего тока. Чем дольше широтно-импульсный модулятор вызывает протекание электрического тока через термоэлектрический материал 256, по сравнению с периодами, когда поток электрического тока прекращается, тем выше общая мощность, подаваемая на термоэлектрический материал 256, что приводит к достижению более высокой температуры в зоне 262 нагрева и более низкой температуры в зоне 264 охлаждения. Разница температур в зоне 262 нагрева и зоне 264 охлаждения может быть уменьшена за счет увеличения периодов времени, в течение которых электрический ток не будет протекать через термоэлектрический материал 256. Широтно-импульсный модулятор может вызвать нагревание или охлаждение термоэлектрического материала 256 регулируемым образом камеры 218 для раствора до каждой из требуемых температур для каждого из анализов, которые должны быть выполнены с помощью камеры 218 для раствора.[0035] The temperature of the zone 262 heating and zone 264 cooling can be controlled using a pulse-width modulator. The pulse width modulator can turn an electrical circuit on and off at a frequency that creates an average current flow. The longer the pulse-width modulator causes electric current to flow through the thermoelectric material 256, as compared to the periods when the flow of electric current stops, the higher the total power supplied to the thermoelectric material 256, which leads to a higher temperature in the heating zone 262 and more low temperature in the zone 264 cooling. The temperature difference between the heating zone 262 and the cooling zone 264 can be reduced by increasing the time periods during which electric current does not flow through the thermoelectric material 256. The pulse width modulator can cause the thermoelectric material 256 to heat or cool the solution chamber 218 in a controlled manner. to each of the required temperatures for each of the analyzes to be performed with the solution chamber 218.

[0036] Камера 218 для раствора может быть выполнена из теплопроводного материала, который распространяет температуру, создаваемую первой стороной 258 термоэлектрического материала 256. В этих вариантах реализации изобретения камера 218 для раствора выполнена из алюминия, однако камера 218 для раствора может быть выполнена из других типов теплопроводных материалов. Неисчерпывающий список теплопроводных материалов, которые могут использоваться для изготовления камеры 218 для раствора, включает алюминий, медь, золото, магний, бериллий, вольфрам, другие металлы, их смеси, их сплавы или их комбинации. В некоторых случаях камера 218 для раствора полностью выполнена из материала, который имеет, по существу, постоянную теплопроводность. В других примерах внутренняя поверхность стенки 236 камеры облицована материалом с другой теплопроводностью, чем у материалов, которые составляют другую часть камеры 218 для раствора.[0036] The solution chamber 218 may be made of a thermally conductive material that spreads the temperature generated by the first side 258 of the thermoelectric material 256. In these embodiments, the solution chamber 218 is made of aluminum, however, the solution chamber 218 may be made of other types. heat-conducting materials. A non-exhaustive list of thermally conductive materials that can be used to make solution chamber 218 includes aluminum, copper, gold, magnesium, beryllium, tungsten, other metals, mixtures thereof, alloys thereof, or combinations thereof. In some instances, the solution chamber 218 is made entirely of a material that has a substantially constant thermal conductivity. In other examples, the inner surface of the wall 236 of the chamber is lined with a material with a different thermal conductivity than the materials that make up the other part of the chamber 218 for solution.

[0037] Контактная поверхность 240 внешней поверхности 238 камеры 218 для раствора, которая является смежной с термоэлектрическим материалом 256, может иметь шероховатость гладкой поверхности, которая находится в тепловом контакте с термоэлектрическим материалом 256. В некоторых примерах контактная поверхность 240 содержит полированную поверхность. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения контактная поверхность 240 имеет более полированное покрытие, чем другие участки внешней поверхности 238 камеры 218 для раствора. Полированное покрытие контактной поверхности 240 может уменьшить зазоры между термоэлектрическим материалом 256 и внешней поверхностью 238 камеры 218 для раствора. В некоторых примерах для заполнения зазоров между контактной поверхностью 240 и термоэлектрическим материалом 256 могут использовать теплопроводящую пасту. Даже в примерах, в которых контактная поверхность 240 имеет полированное покрытие, контактная поверхность 240 может все же иметь небольшие зазоры, которые могут сводить к минимуму теплопередачу между термоэлектрическим материалом 256 и камерой 218 для раствора, и теплопроводящую пасту могут использовать в этих примерах для повышения теплопередачи.[0037] The contact surface 240 of the outer surface 238 of the solution chamber 218 that is adjacent to the thermoelectric material 256 may have a smooth surface roughness that is in thermal contact with the thermoelectric material 256. In some examples, the contact surface 240 comprises a polished surface. In addition, in some embodiments of the invention, the contact surface 240 has a more polished coating than other areas of the outer surface 238 of the solution chamber 218. The polished coating of the contact surface 240 can reduce gaps between the thermoelectric material 256 and the outer surface 238 of the solution chamber 218. In some examples, a thermally conductive paste may be used to fill gaps between contact surface 240 and thermoelectric material 256. Even in examples where contact surface 240 has a polished finish, contact surface 240 may still have small gaps that can minimize heat transfer between thermoelectric material 256 and solution chamber 218, and a thermally conductive paste may be used in these examples to enhance heat transfer. .

[0038] Внешняя поверхность 238 камеры 218 для раствора может быть по меньшей мере частично окружена изоляционным слоем 244. Изоляционный слой 244 может сводить к минимуму воздействие условий окружающей среды, которые в противном случае могли бы нагревать или охлаждать камеру 218 для раствора. Например, изоляционный слой 244 может препятствовать нагреву или охлаждению камеры 218 для раствора температурой окружающей среды вне камеры для раствора 218 выше или ниже требуемой температуры для проведения анализа реологических свойств. В некоторых случаях изоляционный слой 244 может предотвращать образование конденсата снаружи камеры 218 для раствора, что может вызвать нежелательное охлаждение камеры 218 для раствора при повышении температуры пробы 230 бурового раствора или попытке поддержания более высокой температуры пробы 230 бурового раствора. [0038] The outer surface 238 of the solution chamber 218 may be at least partially surrounded by an insulating layer 244. The insulating layer 244 may minimize exposure to environmental conditions that might otherwise heat or cool the solution chamber 218. For example, the insulating layer 244 may prevent the solution chamber 218 from heating or cooling the ambient temperature outside the solution chamber 218 above or below the desired temperature for rheological analysis. In some cases, the insulating layer 244 may prevent condensation from forming outside the mud chamber 218, which may cause undesirable cooling of the mud chamber 218 when the temperature of the mud sample 230 is increased or an attempt is made to maintain a higher temperature of the mud sample 230.

[0039] Камера 218 для раствора может содержать по меньшей мере один термометр 250 для раствора, который измеряет температуру пробы 230 бурового раствора. Камера 218 для раствора также может содержать по меньшей мере один термометр 252 для оборудования, который может измерять температуру по меньшей мере одного элемента оборудования, связанного с пробой 230 бурового раствора. Например, термометр 252 для оборудования может измерять температуру материала, образующего камеру 218 для раствора. Измерения температуры материала камеры для раствора могут предотвратить перегрев камеры 218 для раствора.[0039] The mud chamber 218 may include at least one mud thermometer 250 that measures the temperature of a drilling fluid sample 230. The mud chamber 218 may also include at least one equipment thermometer 252 that can measure the temperature of at least one piece of equipment associated with the drilling fluid sample 230. For example, equipment thermometer 252 may measure the temperature of the material forming solution chamber 218. Measuring the temperature of the solution chamber material can prevent the solution chamber 218 from overheating.

[0040] Теплоотвод 268 может быть выполнен из теплопроводного материала и содержать теплообменные пластины 270, которые увеличивают площадь поверхности теплоотвода 268. Теплообменные пластины 270 могут использоваться для теплообмена с текучей средой, такой как воздух или жидкость. В примерах, в которых зона 262 нагрева создается на второй стороне 260, тепло, генерируемое зоной 262 нагрева, может распространяться по всему теплоотводу 268 и передаваться через теплообменные пластины 270 в текучую среду. В некоторых случаях вентилятор 272 расположен рядом с теплоотводом 268, чтобы вызвать прохождение воздуха через теплообменные пластины 270 для увеличения скорости, с которой тепло рассеивается в воздухе. В других примерах вода или другой тип жидкости может проходить по теплообменным пластинам 270 в качестве текучей среды. В этом примере текучая среда не вступает в контакт с камерой 218 для раствора, а вместо этого вступает в контакт с теплообменными пластинами 270 теплоотвода 268.[0040] Heat sink 268 may be made of a thermally conductive material and include heat transfer plates 270 that increase the surface area of heat sink 268. Heat transfer plates 270 may be used for heat exchange with a fluid such as air or liquid. In examples where heat zone 262 is provided on second side 260, heat generated by heat zone 262 may be distributed throughout heat sink 268 and transferred through heat transfer plates 270 to the fluid. In some cases, fan 272 is positioned adjacent to heat sink 268 to cause air to flow through heat exchange plates 270 to increase the rate at which heat is dissipated into the air. In other examples, water or another type of liquid may pass over the heat exchange plates 270 as a fluid. In this example, the fluid does not come into contact with the solution chamber 218, but instead comes into contact with the heat transfer plates 270 of the heat sink 268.

[0041] На фиг. 4 проиллюстрирован пример пользовательского интерфейса 104 устройства 100 для анализа раствора в соответствии с данным изобретением. В этом примере пользовательский интерфейс 104 обеспечивает формат, с помощью которого пользователь может давать устройству 100 для анализа раствора команды на проведение анализов. В этом примере указанный формат содержит варианты 400 источников проб для выбора источника пробы 230 бурового раствора, варианты 402 заданных значений температуры для каждого из анализов и варианты 404 продолжительности для каждого из анализов. Кроме того, пользовательский интерфейс 104 обеспечивает элементы управления для передачи команд устройству 100 для анализа раствора.[0041] FIG. 4 illustrates an example user interface 104 of a solution analysis device 100 in accordance with the present invention. In this example, the user interface 104 provides a format by which a user can instruct the solution analysis device 100 to perform analyses. In this example, the specified format contains sample source options 400 for selecting a drilling fluid sample source 230, temperature setpoint options 402 for each of the runs, and duration options 404 for each of the runs. In addition, the user interface 104 provides controls for transmitting commands to the solution analysis device 100.

[0042] В этом примере пользователю предоставляется пять заданных значений температуры для проведения анализов. В то время как проиллюстрированный пример показывает пять различных температур для проведения анализов, пользователю могут быть представлены любые подходящие значения температуры, а также может быть представлено любое подходящее количество вариантов заданных значений температуры.[0042] In this example, the user is provided with five temperature setpoints for analysis. While the illustrated example shows five different temperatures for conducting analyses, any suitable temperature values may be presented to the user, and any suitable number of temperature setpoints may be presented.

[0043] В проиллюстрированном примере периоды длительности анализа проиллюстрированы как вариант на десять секунд или вариант на десять минут. Но любая соответствующая продолжительность анализа может быть представлена в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе. Кроме того, через пользовательский интерфейс 104 может быть представлено любое подходящее количество вариантов 404 продолжительности анализа.[0043] In the illustrated example, analysis duration periods are illustrated as a ten second option or a ten minute option. But any appropriate duration of the analysis can be represented in accordance with the principles disclosed in this document. In addition, any suitable number of analysis duration options 404 may be presented through the user interface 104.

[0044] Хотя в примере по фиг. 4 показан формат, обеспечивающий ограниченное количество вариантов, которые может выбрать пользователь, в других примерах формат представляет открытые поля, в которых пользователь может указывать значения температуры, продолжительности анализов или другие параметры анализа. Кроме того, некоторые примеры могут предоставить пользователю возможность добавлять любое количество анализов к выполнению устройством 100 для анализа раствора.[0044] Although in the example of FIG. 4 shows a format that provides a limited number of options that the user can select, in other examples the format presents open fields in which the user can enter values for temperature, duration of analyzes, or other parameters of the analysis. In addition, some examples may allow the user to add any number of analyzes to be performed by the solution analysis device 100.

[0045] Элементы управления, предоставленные в проиллюстрированном примере, включают команду 406 начала, команду 408 остановки, команду 410 повтора и команду 412 сброса. Пользователь может выбрать команду 406 начала, когда он или она хочет начать проведение анализов. В некоторых примерах, в ответ на передачу команды 406 начала, устройство 100 для анализа раствора выполняет каждый из анализов в последовательности без необходимости дополнительного участия пользователя. В некоторых примерах последовательность выполнения анализа включает выполнение первого анализа при самом низком выбранном заданном значении температуры и выполнение второго анализа при втором самом низком выбранном заданном значении температуры и так далее, пока окончательный анализ не будет выполнен при самом высоком выбранном заданном значении температуры.[0045] The controls provided in the illustrated example include a start command 406, a stop command 408, a repeat command 410, and a reset command 412. The user can select the start command 406 when he or she wants to start running the assays. In some examples, in response to the transmission of start command 406, solution analysis device 100 performs each of the analyzes in sequence without the need for additional user interaction. In some examples, the analysis execution sequence includes performing the first analysis at the lowest selected temperature setpoint, and performing the second analysis at the second lowest selected temperature setpoint, and so on until the final analysis is performed at the highest selected temperature setpoint.

[0046] На фиг. 5 проиллюстрирована схема системы 500 для анализа проб бурового раствора. Система 500 содержит процессор 515, контроллер 520 ввода/вывода, запоминающее устройство 525, пользовательский интерфейс 526, переключатель 530 полярности, датчик 535 реологии и электрический регулятор 540 температуры. Эти компоненты могут обмениваться данными по беспроводной связи, через проводные соединения или их комбинации. Запоминающее устройство 525 системы может содержать определитель 545 температуры анализа, регулятор 550 температуры, верификатор 555 температуры, инициатор 560 анализа и определитель 565 завершения анализа. Регулятор 550 температуры содержит широтно-импульсный модулятор 570 и переключатель 575 полярности.[0046] FIG. 5 is a diagram of a system 500 for analyzing drilling fluid samples. System 500 includes a processor 515, an I/O controller 520, a memory 525, a user interface 526, a polarity switch 530, a rheology sensor 535, and an electrical temperature controller 540. These components can communicate wirelessly, through wired connections, or combinations of both. The system memory 525 may include an analysis temperature determiner 545, a temperature controller 550, a temperature verifier 555, an analysis initiator 560, and an analysis completion determiner 565. The temperature controller 550 includes a pulse width modulator 570 and a polarity switch 575.

[0047] Процессор 515 может содержать интеллектуальное аппаратное устройство (например, процессор общего назначения, процессор обработки цифровых сигналов (DSP; digital signal processor), центральный процессор (ЦП), микроконтроллер, специализированную интегральную схему (ASIC; application-specific integrated circuit), программируемую вентильную матрицу (FPGA; field-programmable gate array), программируемое логическое устройство, дискретный логический компонент или транзисторный логический компонент, дискретный аппаратный компонент или любую их комбинацию). В некоторых случаях процессор 515 может быть выполнен с возможностью работы с массивом памяти с использованием контроллера запоминающего устройства. В других случаях контроллер запоминающего устройства может быть интегрирован в процессор 515. Процессор 515 может быть выполнен с возможностью выполнения машиночитаемых команд, хранящихся в запоминающем устройстве, для выполнения различных функций (например, функций или задач, поддерживающих оценку заданных оптических устройств).[0047] The processor 515 may comprise an intelligent hardware device (e.g., a general purpose processor, a digital signal processor (DSP), a central processing unit (CPU), a microcontroller, an application-specific integrated circuit (ASIC), field-programmable gate array (FPGA), programmable logic device, discrete logic component or transistorized logic component, discrete hardware component, or any combination thereof). In some cases, processor 515 may be configured to operate on a memory array using a storage controller. In other cases, the storage controller may be integrated into the processor 515. The processor 515 may be configured to execute computer-readable instructions stored in the storage device to perform various functions (eg, functions or tasks that support evaluating given optical devices).

[0048] Контроллер 520 ввода/вывода может представлять модем, клавиатуру, мышь, сенсорный экран или подобное устройство или взаимодействовать с ними. В некоторых случаях контроллер 520 ввода/вывода может быть реализован в составе процессора. В некоторых случаях пользователь может взаимодействовать с системой через контроллер 520 ввода/вывода или через аппаратные компоненты, управляемые контроллером 520 ввода/вывода. Контроллер 520 ввода/вывода может сообщаться с любым подходящим входом и любым подходящим выходом.[0048] The I/O controller 520 may represent or interact with a modem, keyboard, mouse, touch screen, or the like. In some cases, I/O controller 520 may be implemented within a processor. In some cases, the user may interact with the system through the I/O controller 520 or through hardware components controlled by the I/O controller 520. I/O controller 520 may communicate with any suitable input and any suitable output.

[0049] Запоминающее устройство 525 может включать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Запоминающее устройство 525 может содержать машиночитаемое, выполняемое компьютером программное обеспечение, содержащее команды, которые при выполнении предписывают процессору выполнение различных функций, описанных в данном документе. В некоторых случаях запоминающее устройство 525 может содержать, помимо прочего, базовую систему ввода/вывода (БСВВ), которая может управлять основной работой аппаратных средств и/или программного обеспечения, например взаимодействием с периферийными компонентами или устройствами.[0049] The storage device 525 may include random access memory (RAM) and read only memory (ROM). The storage device 525 may contain computer-readable, computer-executable software containing instructions that, when executed, cause the processor to perform the various functions described herein. In some instances, storage device 525 may include, among other things, a basic input/output system (BIOS) that may control the basic operation of the hardware and/or software, such as interaction with peripheral components or devices.

[0050] Определитель 545 температуры анализов обеспечивает запрограммированные команды, которые предписывают процессору 515 определение температуры, при которой должен выполняться анализ. В некоторых примерах температура анализа определяется путем доступа к информации, введенной пользователем в пользовательский интерфейс.[0050] The assay temperature determiner 545 provides programmed instructions that cause the processor 515 to determine the temperature at which the assay should be performed. In some examples, the temperature of the analysis is determined by accessing information entered by the user in the user interface.

[0051] Регулятор 550 температуры обеспечивает запрограммированные команды, которые предписывают процессору 515 регулирование температуры пробы бурового раствора. Часть процесса регулирования температуры может включать в себя определение текущей температуры пробы бурового раствора и определение того, выше или ниже требуемая температура для следующего анализа текущей температуры пробы бурового раствора. На основании того, следует ли температуру пробы бурового раствора увеличить или уменьшить, переключатель 575 полярности может вызвать передачу процессором 515 переключателю 530 полярности команды на направление электрического тока через термоэлектрический материал в соответствующем направлении. Широтно-импульсный модулятор 570 может передать электрическому регулятору 540 температуры команду на регулирование силы электрического тока, проходящего через термоэлектрический материал. При активном изменении температуры пробы бурового раствора широтно-импульсный модулятор 570 может добиться того, чтобы мощность сигнала превышала мощность сигнала, предназначенную только для поддержания температуры пробы бурового раствора на уровне текущей температуры для проведения анализа.[0051] The temperature controller 550 provides programmed instructions that direct the processor 515 to control the temperature of the drilling fluid sample. Part of the temperature control process may include determining the current temperature of the drilling fluid sample and determining whether the desired temperature is higher or lower for the next analysis of the current temperature of the drilling fluid sample. Based on whether the temperature of the drilling fluid sample should be increased or decreased, the polarity switch 575 may cause the processor 515 to instruct the polarity switch 530 to direct electrical current through the thermoelectric material in the appropriate direction. The pulse width modulator 570 may instruct the electrical temperature controller 540 to control the amount of electric current passing through the thermoelectric material. When the mud sample temperature is actively changing, the pulse width modulator 570 can cause the signal strength to exceed the signal strength intended only to maintain the temperature of the drilling fluid sample at the current temperature for analysis.

[0052] Верификатор 555 температуры обеспечивает запрограммированные команды, которые предписывают процессору 515 определение текущей температуры пробы бурового раствора. К этой информации может обращаться регулятор температуры 550, чтобы определить, когда изменять мощность сигнала от уровня активного изменения температуры пробы бурового раствора до уровня поддержания температуры пробы бурового раствора.[0052] The temperature verifier 555 provides programmed instructions that cause the processor 515 to determine the current temperature of the drilling fluid sample. This information may be consulted by the temperature controller 550 to determine when to change the signal strength from the active mud sample temperature change level to the mud sample temperature maintenance level.

[0053] Инициатор 560 анализа обеспечивает запрограммированные команды, которые вызывают выполнение процессором 515 анализа с помощью датчика 535 реологии. Инициатор 560 анализа может также обратиться к информации, предоставленной верификатором 555 температуры, чтобы определить, находится ли температура пробы бурового раствора на соответствующем уровне температуры для выполнения анализа.[0053] Analysis initiator 560 provides programmed instructions that cause processor 515 to perform analysis with rheology sensor 535. The analysis initiator 560 may also refer to the information provided by the temperature verifier 555 to determine if the mud sample temperature is at the appropriate temperature level to perform the analysis.

[0054] Определитель 565 завершения анализа обеспечивает запрограммированные команды, которые вызывают определение процессором 515 момента, когда выполнение анализа завершено. В некоторых примерах определитель 565 завершения анализа посылает сигнал регулятору температуры при завершении анализа при первой температуре. В ответ регулятор 550 температуры может запустить процесс изменения температуры пробы бурового раствора для следующего анализа при другой требуемой температуре.[0054] The analysis completion determiner 565 provides programmed instructions that cause the processor 515 to determine when the analysis is completed. In some examples, the analysis completion determiner 565 sends a signal to the temperature controller when the analysis is completed at the first temperature. In response, the temperature controller 550 may start the process of changing the temperature of the drilling fluid sample for the next analysis at a different desired temperature.

[0055] На фиг. 6 проиллюстрирован пример способа 600 автоматизированного анализа проб раствора при различных температурах в соответствии с данным изобретением. В этом примере способ 600 включает в себя: подачу 605 пробы бурового раствора в камеру 605 для раствора, получение 610 команд на проведение анализа пробы бурового раствора при двух или более температурах, доведение 615 температуры пробы бурового раствора до первой температуры из двух или более температур по всей камере для раствора с помощью электрического регулятора температуры, анализ 620 пробы бурового раствора при первой температуре с помощью датчика реологии, встроенного в камеру для раствора, автоматическое доведение 625 температуры пробы бурового раствора до второй температуры после завершение анализа при первой температуре с помощью электрического регулятора температуры и анализ 630 пробы бурового раствора при второй температуре с помощью датчика реологии. По меньшей мере некоторые из частей указанного способа могут быть выполнены в соответствии с принципами, описанными в данном изобретении.[0055] FIG. 6 illustrates an example of a method 600 for automated analysis of solution samples at various temperatures in accordance with the present invention. In this example, the method 600 includes: supplying 605 a drilling fluid sample to a fluid chamber 605, receiving instructions 610 to analyze the drilling fluid sample at two or more temperatures, adjusting 615 the temperature of the drilling fluid sample to the first temperature of the two or more temperatures throughout the mud chamber with an electric temperature controller, 620 analysis of the drilling fluid sample at the first temperature using the rheology sensor built into the mud chamber, automatic adjustment of the 625 temperature of the drilling fluid sample to the second temperature after completion of the analysis at the first temperature with the electric temperature controller and analyzing 630 the mud sample at the second temperature with the rheology sensor. At least some of the parts of this method can be performed in accordance with the principles described in this invention.

[0056] На фиг. 7 проиллюстрирован пример компонентов устройства 100 для анализа раствора с боковым контуром 800 для регулирования температуры раствора для измерений плотности в соответствии с данным изобретением. В проиллюстрированном примере в устройство 100 для анализа раствора включен боковой контур 800. В боковой контур 800 включены второй насос 806 и датчик 216 плотности. Второй насос 806 может вызывать попадание части пробы 230 бурового раствора в боковой контур 800 из камеры 218 для раствора, когда температура бурового раствора находится на уровне требуемой температуры для анализа плотности пробы 230 бурового раствора. [0056] FIG. 7 illustrates an example of the components of a solution analysis apparatus 100 with a side loop 800 for controlling the temperature of a density measurement solution in accordance with the present invention. In the illustrated example, a side loop 800 is included in the solution analysis device 100. A second pump 806 and a density sensor 216 are included in the side loop 800. The second pump 806 may cause a portion of the mud sample 230 to enter the side loop 800 from the mud chamber 218 when the mud temperature is at a desired temperature for analyzing the density of the mud sample 230.

[0057] В некоторых примерах пользовательский интерфейс представляет пользователю варианты для проведения анализа реологических свойств пробы 230 бурового раствора, анализа плотности пробы 230 бурового раствора или их комбинаций. Пользователь может дать устройству 100 для анализа раствора команду на проведение анализа бурового раствора при той же температуре, при которой датчик 220 реологии проводит анализ пробы 230 бурового раствора. В других примерах плотность пробы 230 бурового раствора может быть проанализирована при температуре, которая отличается по меньшей мере от одного из анализов, проводимых с помощью датчика 220 реологии. В некоторых случаях электрический регулятор нагрева доводит температуру пробы 230 бурового раствора до температуры анализов, выполняемых либо датчиком 220 реологии, датчиком 216 плотности, датчиком другого типа, встроенным в камеру 218 для раствора, либо их комбинациями. В примере по фиг. 8 устройство 100 для анализа раствора не содержит датчик 216 плотности в соответствии с данным изобретением. [0057] In some examples, the user interface presents the user with options for performing a rheological analysis of the drilling fluid sample 230, analyzing the density of the drilling fluid sample 230, or combinations thereof. The user can instruct the fluid analysis device 100 to analyze the drilling fluid at the same temperature at which the rheology sensor 220 analyzes the drilling fluid sample 230. In other examples, the density of the mud sample 230 may be analyzed at a temperature that is different from at least one of the analyzes conducted by the rheology sensor 220. In some cases, an electrical heating controller brings the temperature of the drilling fluid sample 230 to the temperature of the analyzes performed by either the rheology sensor 220, the density sensor 216, another type of sensor built into the fluid chamber 218, or combinations thereof. In the example of FIG. 8, solution analysis device 100 does not include a density sensor 216 in accordance with the present invention.

[0058] Хотя выше было описано, что устройство для анализа раствора содержит приемник сосуда для отбора проб, соединяемый с сосудом для отбора проб, содержащим пробу бурового раствора, в некоторых примерах приемник сосуда для отбора проб не включен в устройство для анализа раствора. Например, пользователь может вылить пробу бурового раствора в резервуар, встроенный в устройство для анализа раствора. В некоторых примерах, в которых проба бурового раствора поступает в устройство для анализа раствора, в выпускное отверстие резервуара может быть включен фильтр для отфильтровывания песка, бурового шлама, других типов твердых веществ или их комбинаций. В некоторых случаях пользователь может выливать пробу бурового раствора непосредственно в камеру для раствора, соединенную с вискозиметром или другим датчиком реологии. [0058] While it has been described above that the fluid analysis device includes a sampling vessel receiver coupled to a sampling vessel containing a drilling fluid sample, in some examples, the sampling vessel receiver is not included in the fluid analysis apparatus. For example, the user may pour a drilling fluid sample into a reservoir built into the fluid analysis device. In some instances where a mud sample enters a fluid analysis device, a filter may be included in the reservoir outlet to filter out sand, drill cuttings, other types of solids, or combinations thereof. In some cases, the user may pour a drilling fluid sample directly into a fluid chamber connected to a viscometer or other rheology sensor.

[0059] В одном варианте реализации изобретения система содержит канал для раствора, камеру для раствора, сообщающуюся с каналом для раствора, датчик реологии, сообщающийся с камерой для раствора, и электрический регулятор температуры, сообщающийся с камерой для раствора. Камера для раствора охлаждается в ответ на первый управляющий сигнал от электрического регулятора температуры.[0059] In one embodiment, the system includes a solution channel, a solution chamber in communication with the solution channel, a rheology sensor in communication with the solution chamber, and an electrical temperature controller in communication with the solution chamber. The solution chamber is cooled in response to a first control signal from the electrical temperature controller.

[0060] Способ включает в себя: прием команд на проведение анализа пробы бурового раствора при двух или более температурах, доведение температуры пробы бурового раствора до первой температуры из двух или более температур с помощью электрического регулятора температуры, анализ пробы бурового раствора при первой температуре с помощью датчика свойств раствора, автоматическое доведение температуры пробы бурового раствора до второй температуры после завершения анализа при первой температуре с помощью электрического регулятора температуры и анализ пробы бурового раствора при второй температуре.[0060] The method includes: receiving commands to analyze a drilling fluid sample at two or more temperatures, bringing the temperature of the drilling fluid sample to the first temperature of two or more temperatures using an electrical temperature controller, analyzing the drilling fluid sample at the first temperature using a fluid property sensor, automatically bringing the temperature of the drilling fluid sample to a second temperature after completion of the analysis at the first temperature by means of an electric temperature controller, and analyzing the drilling fluid sample at the second temperature.

[0061] Устройство содержит камеру для раствора, причем камера для раствора имеет стенку камеры и отверстие, определенное стенкой камеры. Устройство также содержит датчик реологии, сообщающийся с камерой для раствора. Датчик реологии содержит ротор, выступающий в отверстие, причем ротор поддерживается на некоторой глубине внутри отверстия для контакта с пробой раствора, когда камера для раствора заполнена раствором до рабочего уровня. Кроме того, устройство содержит по меньшей мере один датчик термической дисперсии, который определяет уровень пробы раствора, когда ротор заставляет пробу раствора перемещаться внутри камеры раствора, и электрический регулятор температуры, сообщающийся с камерой для раствора, которая выполнена с возможностью регулирования температуры пробы раствора внутри камеры для раствора.[0061] The device comprises a solution chamber, wherein the solution chamber has a chamber wall and an opening defined by the chamber wall. The device also includes a rheology sensor in communication with the solution chamber. The rheology sensor comprises a rotor protruding into the opening, the rotor being maintained at some depth within the opening to contact the solution sample when the solution chamber is filled with solution to an operating level. In addition, the device includes at least one thermal dispersion sensor that detects the level of the solution sample when the rotor causes the solution sample to move inside the solution chamber, and an electrical temperature controller in communication with the solution chamber, which is configured to control the temperature of the solution sample inside the chamber. for solution.

[0062] Вышеприведенное описание, с целью объяснения, приведено с упоминанием конкретных вариантов реализации изобретения. Однако не предусмотрено, чтобы приведенные выше иллюстративные объяснения были исчерпывающими или ограничивали данное изобретение конкретными раскрытыми формами. Возможны многие модификации и варианты с учетом вышеизложенных идей. Варианты реализации изобретения выбраны и описаны таким образом, чтобы как можно лучше объяснить принципы данных систем и способов, а также их практическое применение, чтобы тем самым дать возможность другим специалистам в данной области техники наилучшим образом использовать настоящие системы и способы, а также различные варианты реализации изобретения с различными модификациями, которые могут подходить для конкретного предусмотренного применения.[0062] The above description, for the purpose of explanation, is given with reference to specific embodiments of the invention. However, the above illustrative explanations are not meant to be exhaustive or to limit the invention to the specific forms disclosed. Many modifications and variations are possible in view of the above ideas. Embodiments of the invention are selected and described in such a way as to best explain the principles of these systems and methods, as well as their practical application, to thereby enable other specialists in the art to make the best use of the present systems and methods, as well as various implementation options. inventions with various modifications that may be suitable for the particular intended application.

[0063] Если не указано иное, следует понимать, что термины в единственном числе, используемые в описании и формуле изобретения, означают «по меньшей мере один из». Кроме того, для простоты использования слова «включающий» и «имеющий», употребляемые в описании и формуле изобретения, являются взаимозаменяемыми и имеют то же значение, что и слово «содержащий». Кроме того, следует понимать, что термин «на основании», употребляемый в описании и формуле изобретения, означает «на основании по меньшей мере».[0063] Unless otherwise indicated, it is to be understood that the singular terms used in the specification and claims mean "at least one of". In addition, for ease of use, the words "comprising" and "having" used in the description and claims are interchangeable and have the same meaning as the word "comprising". In addition, it should be understood that the term "based" as used in the description and claims means "based on at least".

Claims (62)

1. Система для анализа бурового раствора, содержащая:1. A drilling fluid analysis system, comprising: канал для раствора;solution channel; камеру для раствора, сообщающуюся с каналом для раствора;a solution chamber in communication with the solution channel; датчик реологии, сообщающийся с камерой для раствора;a rheology sensor in communication with the solution chamber; электрический регулятор температуры, сообщающийся с камерой для раствора;an electrical temperature controller in communication with the solution chamber; при этом камера для раствора выполнена охлаждаемой в ответ на первый управляющий сигнал от электрического регулятора температуры, причем электрический регулятор температуры включает термоэлектрический материал, который создает одновременно зону нагрева и зону охлаждения.the solution chamber being cooled in response to a first control signal from the electrical temperature controller, the electrical temperature controller including a thermoelectric material that creates both a heating zone and a cooling zone. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что камера для раствора выполнена нагреваемой в ответ на второй управляющий сигнал от электрического регулятора температуры.2. The system according to claim 1, characterized in that the solution chamber is heated in response to a second control signal from an electric temperature controller. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что полярность второго управляющего сигнала противоположна полярности первого управляющего сигнала.3. The system according to claim 2, characterized in that the polarity of the second control signal is opposite to the polarity of the first control signal. 4. Система по п. 1, дополнительно содержащая датчик плотности, сообщающийся с каналом для раствора.4. The system of claim. 1, further comprising a density sensor in communication with the channel for the solution. 5. Система по п. 4, дополнительно содержащая:5. The system according to claim 4, further comprising: впускное отверстие канала для раствора; иsolution channel inlet; and выпускное отверстие канала для раствора, сообщающееся с камерой для раствора;a solution channel outlet in communication with the solution chamber; при этом датчик плотности расположен между впускным отверстием и выпускным отверстием.while the density sensor is located between the inlet and outlet. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрический регулятор температуры содержит широтно-импульсный модулятор для управления мощностью сигнала, посылаемого через термоэлектрический материал.6. The system according to claim 1, characterized in that the electric temperature controller contains a pulse-width modulator for controlling the power of the signal sent through the thermoelectric material. 7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что электрический регулятор температуры содержит теплоотвод, сообщающийся с термоэлектрическим материалом.7. The system according to claim. 1, characterized in that the electric temperature controller contains a heat sink that communicates with the thermoelectric material. 8. Система по п. 1, дополнительно содержащая:8. The system according to claim 1, further comprising: переключатель полярности, сообщающийся с термоэлектрическим материалом;a polarity switch in communication with the thermoelectric material; при этом, когда переключатель полярности направляет электричество в первом направлении через термоэлектрический материал, зона нагрева создается на первой стороне термоэлектрического материала, а зона охлаждения создается на второй стороне термоэлектрического материала;wherein, when the polarity switch directs electricity in the first direction through the thermoelectric material, a heating zone is created on the first side of the thermoelectric material, and a cooling zone is created on the second side of the thermoelectric material; при этом, когда переключатель полярности направляет электричество во втором направлении, противоположном первому направлению, через термоэлектрический материал, зона нагрева создается на второй стороне термоэлектрического материала, а зона охлаждения создается на первой стороне термоэлектрического материала.wherein, when the polarity switch directs electricity in a second direction opposite to the first direction through the thermoelectric material, a heating zone is created on the second side of the thermoelectric material, and a cooling zone is created on the first side of the thermoelectric material. 9. Система по п. 1, дополнительно содержащая:9. The system according to claim 1, further comprising: процессор;CPU; запоминающее устройство, сообщающееся с процессором, при этом процессор содержит запрограммированные команды для:a storage device in communication with the processor, wherein the processor contains programmed instructions for: приема входных данных для проведения анализа пробы раствора в камере для раствора с помощью датчика реологии при двух или более различных температурах;receiving input to analyze a solution sample in the solution chamber with a rheology sensor at two or more different temperatures; доведения температуры пробы раствора до первой температуры из двух или более различных температур с помощью электрического регулятора температуры;bringing the temperature of the sample solution to the first temperature of the two or more different temperatures using an electrical temperature controller; анализа пробы раствора с помощью датчика реологии при первой температуре; analyzing a solution sample with a rheology sensor at a first temperature; автоматического доведения температуры пробы раствора до второй из двух или более различных температур с помощью электрического регулятора температуры; иautomatically bringing the temperature of the sample solution to the second of two or more different temperatures using an electrical temperature controller; and анализа пробы раствора с помощью датчика реологии при второй температуре.analysis of a solution sample using a rheology sensor at a second temperature. 10. Система по п. 1, дополнительно содержащая, по меньшей мере, один датчик определения уровня, встроенный в камеру для раствора.10. The system of claim. 1, further comprising at least one level sensor built into the solution chamber. 11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один датчик определения уровня представляет собой датчик термической дисперсии.11. The system according to claim 10, characterized in that at least one level sensor is a thermal dispersion sensor. 12. Система по п. 1, дополнительно содержащая изоляционный слой, покрывающий внешнюю поверхность камеры для раствора.12. The system of claim. 1, further comprising an insulating layer covering the outer surface of the solution chamber. 13. Способ проведения анализа бурового раствора, включающий:13. A method for analyzing a drilling fluid, including: прием команд для анализа пробы бурового раствора при двух или более температурах;receiving commands to analyze a drilling fluid sample at two or more temperatures; доведение температуры пробы бурового раствора до первой температуры из двух или более температур с помощью электрического регулятора температуры;adjusting the temperature of the drilling fluid sample to a first temperature of the two or more temperatures using an electrical temperature controller; анализ пробы бурового раствора при первой температуре с помощью датчика свойств раствора;analyzing a drilling fluid sample at a first temperature with a mud property sensor; автоматическое доведение температуры пробы бурового раствора до второй температуры после завершения анализа при первой температуре с помощью электрического регулятора температуры; иautomatically bringing the temperature of the drilling fluid sample to a second temperature after completion of the analysis at the first temperature using an electric temperature controller; and анализ пробы бурового раствора при второй температуре;analysis of a drilling fluid sample at a second temperature; причем доведение температуры пробы бурового раствора до первой температуры или второй температуры включает подачу управляющего сигнала на термоэлектрический материал, находящийся в тепловом контакте с пробой бурового раствора.moreover, bringing the temperature of the drilling fluid sample to the first temperature or the second temperature includes applying a control signal to the thermoelectric material in thermal contact with the drilling fluid sample. 14. Способ по п. 13, дополнительно включающий:14. The method of claim 13, further comprising: подачу пробы бурового раствора в камеру для раствора; иsupplying a drilling fluid sample to the fluid chamber; and определение уровня бурового раствора внутри камеры для раствора с помощью датчика термической дисперсии, встроенного в камеру для раствора.determination of the drilling fluid level inside the mud chamber using a thermal dispersion sensor built into the mud chamber. 15. Устройство для анализа бурового раствора, содержащее:15. Device for the analysis of drilling mud, containing: камеру для раствора, причем камера для раствора содержит:solution chamber, wherein the solution chamber comprises: - стенку камеры; и- chamber wall; and - отверстие, определенное стенкой камеры;- hole defined by the wall of the chamber; датчик реологии, сообщающийся с камерой для раствора, причем датчик реологии дополнительно содержит:a rheology sensor in communication with the solution chamber, the rheology sensor further comprising: - ротор, выступающий в отверстие;- a rotor protruding into the hole; - при этом ротор поддерживается на некоторой глубине внутри отверстия для контакта с пробой раствора, когда камера для раствора заполнена раствором до рабочего уровня;wherein the rotor is maintained at a certain depth inside the hole for contact with the solution sample when the solution chamber is filled with solution to the working level; по меньшей мере, один датчик термической дисперсии, определяющий уровень пробы раствора, когда ротор заставляет пробу раствора перемещаться внутри камеры для раствора;at least one thermal dispersion sensor detecting the level of the solution sample when the rotor causes the solution sample to move within the solution chamber; электрический регулятор температуры, сообщающийся с камерой для раствора, выполненной с возможностью регулирования температуры пробы раствора внутри камеры для раствора; при этомan electrical temperature controller in communication with the solution chamber configured to control the temperature of the solution sample within the solution chamber; wherein электрический регулятор температуры дополнительно содержит:electrical temperature controller additionally contains: термоэлектрический материал, который создает одновременно зону нагрева и зону охлаждения;a thermoelectric material that creates both a heating zone and a cooling zone; первую сторону термоэлектрического материала, контактирующую с внешней поверхностью камеры для раствора; иa first side of the thermoelectric material in contact with the outer surface of the solution chamber; and вторую сторону термоэлектрического материала, контактирующую с теплоотводом.the second side of the thermoelectric material in contact with the heat sink. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что термоэлектрический материал обладает характеристикой:16. The device according to claim 15, characterized in that the thermoelectric material has the characteristic: создания зоны нагрева, смежной с камерой для раствора, и создания зоны охлаждения, смежной с теплоотводом, в ответ на первый управляющий сигнал, проходящий через термоэлектрический материал; иcreating a heating zone adjacent to the solution chamber and creating a cooling zone adjacent to the heat sink in response to the first control signal passing through the thermoelectric material; and создания зоны нагрева, смежной с теплоотводом, и создания зоны охлаждения, смежной с камерой для раствора, в ответ на второй управляющий сигнал, проходящий через термоэлектрический материал, когда полярность второго управляющего сигнала противоположна полярности первого управляющего сигнала.creating a heating zone adjacent to the heat sink and creating a cooling zone adjacent to the solution chamber in response to a second control signal passing through the thermoelectric material when the polarity of the second control signal is opposite to the polarity of the first control signal. 17. Устройство по п. 15, дополнительно содержащее:17. The device according to claim 15, further comprising: процессор;CPU; запоминающее устройство, сообщающееся с процессором, при этом процессор содержит запрограммированные команды для:a storage device in communication with the processor, wherein the processor contains programmed instructions for: приема входных данных для анализа пробы раствора в камере для раствора с помощью датчика реологии при множестве температур;receiving input data for analyzing a solution sample in the solution chamber with a rheology sensor at a plurality of temperatures; автоматического доведения и поддержания температуры пробы раствора до каждой из указанного множества температур; иautomatically bringing and maintaining the temperature of the sample solution to each of the specified set of temperatures; and автоматического анализа пробы раствора с помощью датчика реологии при каждой из указанного множества температур.automatically analyzing a solution sample with a rheology sensor at each of said plurality of temperatures.
RU2020104983A 2017-07-06 2018-07-03 Automated analysis of drilling mud RU2784875C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762529454P 2017-07-06 2017-07-06
US62/529,454 2017-07-06
PCT/US2018/040769 WO2019010212A1 (en) 2017-07-06 2018-07-03 Automated analysis of drilling fluid

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020104983A RU2020104983A (en) 2021-08-06
RU2020104983A3 RU2020104983A3 (en) 2022-01-21
RU2784875C2 true RU2784875C2 (en) 2022-11-30

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798916C1 (en) * 2023-02-14 2023-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть - Ноябрьскнефтегазгеофизика" (ООО "Газпромнефть - ННГГФ") Device and method for automated measurement of drilling fluid parameters

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086061A (en) * 1977-02-28 1978-04-25 Beckman Instruments, Inc. Temperature control system for chemical reaction cell
US5780737A (en) * 1997-02-11 1998-07-14 Fluid Components Intl Thermal fluid flow sensor
US8881577B1 (en) * 2012-04-02 2014-11-11 Agar Corporation, Ltd. Method and system for analysis of rheological properties and composition of multi-component fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4086061A (en) * 1977-02-28 1978-04-25 Beckman Instruments, Inc. Temperature control system for chemical reaction cell
US5780737A (en) * 1997-02-11 1998-07-14 Fluid Components Intl Thermal fluid flow sensor
US8881577B1 (en) * 2012-04-02 2014-11-11 Agar Corporation, Ltd. Method and system for analysis of rheological properties and composition of multi-component fluids

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798916C1 (en) * 2023-02-14 2023-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть - Ноябрьскнефтегазгеофизика" (ООО "Газпромнефть - ННГГФ") Device and method for automated measurement of drilling fluid parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230048482A1 (en) Automated analysis of drilling fluid
Hemmat Esfe et al. Turbulent forced convection heat transfer and thermophysical properties of Mgo–water nanofluid with consideration of different nanoparticles diameter, an empirical study
CN108982307B (en) A kind of real-time online measuring device and measurement method measuring waxy crude oil wax deposition amount
US20200215505A1 (en) Optimizing Drilling Mud Shearing
Jafarimoghaddam et al. An empirical investigation on Cu/Ethylene Glycol nanofluid through a concentric annular tube and proposing a correlation for predicting Nusselt number
JP2019500587A (en) Microfluidic chip, microfluidic measurement system, and method for monitoring liquid in a microfluidic chip
Maziuk et al. Miniature heat-pipe thermal performance prediction tool–software development
CN114616453A (en) Automatic analysis of drilling fluids
CN109923386A (en) The temperature measuring apparatus and temperature-measuring method and stirring debubbling method of treated object
RU2784875C2 (en) Automated analysis of drilling mud
CN103954650A (en) Method and system for testing thermal diffusion coefficient of solid material
US11486248B2 (en) Dynamic formulation of water-based drilling fluids
Nagendra et al. Free convection heat transfer from vertical cylinders and wires
US7013714B2 (en) Viscosity measurement apparatus
WO2016025435A1 (en) Methods and apparatus to determine downhole fluid parameters
GB2592766A (en) Measuring the oil, water, and solid concentration in oil-based drilling fluids
US20140251004A1 (en) Method and system for flow measurement
WO2015006580A1 (en) Microfluidic systems and methods for thermal flow cytometry
Marzougui et al. Experimental investigation of heat transfer characteristics and cooling performance of mini‐and microheat exchangers
RU2783814C1 (en) Rheometric systems and associated methods
Berli et al. Theoretical analysis of the gravity-driven capillary viscometers
TWI676800B (en) Diagnostic chip
CN117347232A (en) Measuring device and measuring method for sedimentation stability of oil-based drilling fluid
Martinez Vidaur Experimental Study of Automated Characterization of Non-Newtonian Fluids
Schepperle et al. Identification of Microchannel Flow Boiling Regimes with Pt Thin-Film Impedance Sensors