[发明专利]一种高压固井泥浆流量高精度计量的方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及油田高压固井泥浆流量计量领域，主要是一种高压固井泥浆流量高精度计量 的方法及装置。

背景技术

泥浆的流量是固井施工过程中的重要参数，对其进行连续实时准确的计量，是确保固井 质量，提高施工技术水平和效率，实现科学管理的必要手段。由于固井泥浆物性及成份范围 很大，目前所采用的几种检测仪器和方法都存在不少问题，例如：科里奥利质量流量计虽然 计量精度很高，但由于对外界振动相当敏感，需要固定安装，且耐压性很差，不能用于高压 作业实时测量；超声流量计与物性及成份关系极大，在固井现场难于推广使用；也有报道使 用电磁流量计来计量固井泥浆，但压力≤5MPa和泥浆密度≤1.8g/cm³有一定的限制，不能用 于高压现场物性及成份。目前各油田大多采用涡轮流量计来现场计量固井泥浆的流量，其流 量精度3％虽能满足要求，但涡轮常被泥浆中的杂物卡堵尤其用于高密度泥浆，影响施工， 且冲洗和轴承保养要求较高，寿命不长。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供的一种高压固井泥浆流量高精度计 量的方法及装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案：这种高压固井泥浆流量高精度计量装置，主要 包括测量管、主机和无线数据接收装置，其中测量管包括壳体、内衬、锥形接头、电极和接 线盒；主机包括机箱、励磁模块、接收和处理模块和无线数据发送模块；内衬浇注连接在壳 体内壁上，锥形接头连接在壳体两端，两个电极对称安装在壳体的中部，穿过内衬且与内衬 内壁平行，接线盒固定在壳体的外壁；主机通过电缆连接在测量管的接线盒上，主机与无线 数据接收装置无线连接。

作为优选，所述的壳体是能耐高压的无磁钢壳体。

本发明所述的采用高压固井泥浆流量高精度计量装置的方法，步骤如下：

1、设计高压固井泥浆流量高精度计量的装置

1.1、结构耐压上首先根据下式计算壳体1-1的壁厚：

δ=pD2σ-ρ+c---1]]>

其中：δ为壳体1-1的壁厚，p为壳体1-1的耐压强度，D为壳体1-1的内径，σ为壳体 1-1材料的强度系数，ρ为焊缝修正系数，c为耐压余量，取1-3；

1.2、采用一次浇注耐磨内衬工艺，使壳体1-1和内衬1-2之间无隙粘接，壳体1-1的 耐压性能≥40MPa；

2、通过高压固井泥浆流量高精度计量装置来计量高压固井泥浆和钻井泥浆的流量：停泵 状态下，通过锥形接头1-3将测量管接入高压泥浆管线，按流场方向测量管的锥形接头朝前， 用电缆4将主机2与测量管1的接线盒1-5连接，启动主机2和无线数据接收装置3，在相 隔距离≥100m情况下，使主机和无线数据接收装置数据通讯正常；校零后，启动泥浆泵，通 过无线数据接收装置3连续实时读取注入泥浆的流量；

3、针对不同密度的泥浆介质，按照电极1-4接收到的感应电压最佳信噪比的原则，选用 双频复合矩形波作为励磁信号。

作为优选，在1式计算的壁厚的基础上，采用二次锻压的无磁钢作为壳体，ρ＝0。