[发明专利]连通器式井涌井漏定性监测方法

说明书

所属技术领域

本发明属于石油钻井工程技术领域，涉及一种指示石油钻井过程中井涌井漏的监测方法，尤其是能在第一时间定性判断是否有井涌井漏发生。

背景技术

在石油勘探开发与钻井过程中，及时、准确、稳定、可靠地监测泥浆流动的状态，是分析判断是否有井涌井漏的前提。井涌和井漏在其形成初期会有细小的变化，井涌井漏监测最关键最重要的就是在涌漏发生的第一时间发现这些细小的变化并及时预警报警，为消除隐患争取时间，为安全钻进提供可靠保障。

目前，国内外常用的井涌井漏监测方法主要有两种类型：一是在高架回流槽上使用鸭舌板流量计或超声波液位仪等探测仪器，其原理是通过对高架回流槽内泥浆液面的探测，分析判断是否有井涌井漏发生；二是在泥浆循环罐上通过人工间隔测量泥浆循环罐内泥浆液面的变化，或是通过安装浮球式液位计、超声波液位仪等探测仪器来测量泥浆循环罐内泥浆液位的变化，推导出泥浆方量的变化，以此分析判断是否有井涌井漏发生。在实际使用过程中，以上两种方法都不能在第一时间及时、准确、稳定、可靠地判断是否有井涌井漏发生，原因在于(1)回流槽内泥浆的密度、粘度、温度、流速等都随钻进而不断变化，且泥浆中含有的泥沙钻屑使泥浆的流动状态成多相流，在如此复杂环境下鸭舌板流量计或超声波液位仪无法做到稳定可靠地测量。(2)国内外通常的要求是涌漏量超出正常值1-2方就必须预警报警，而1-2方的变化量反映在回流槽的液面上仅有1毫米的变化，鸭舌板流量计或超声波液位仪无法精确探测到回流槽的液面如此微小的变化量。(3)对井涌井漏的监测，首先应该及时定性地判断是否有井涌井漏的异常情况发生，其次才是准确计量、定量分析井涌井漏的程度。在泥浆循环罐上，无论是采用人工间隔测量还是使用浮球式液位计或超声波液位仪测量泥浆循环罐内泥浆液位方量的变化，都是要等到量的积累达到一定程度再来推断是否有涌漏异常发生，即是一种定量的分析判断方法，所以也不能在第一时间定性判断是否有井涌井漏发生。

发明内容

为了克服现有技术和产品存在的种种不足，本发明提供了一种能及时、准确、稳定、可靠地监测泥浆流动状态，尤其是能在第一时间定性判断是否有井涌井漏发生的监测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、在泥浆泵与立管之间的平置管线上安装进口流量传感器。2、在井口防喷器与回流槽溢流口之间的喇叭口套管的侧壁上开一孔，安装防气阻防淤积的弧形底座，弧形底座安装的最佳位置是与回流槽溢流口底边相对应的喇叭口套管的侧壁上，并使侧壁上的开孔与弧形底座的马鞍形接口保持口径一致。3、把测量管自上而下垂直插入弧形底座，弧形底座正上方的固定短接与测量管上的护环紧密螺接，固定后的测量管与喇叭口套管平行，同时测量管上端的排气孔必须高于回流槽溢流口的顶端，测量管的下端悬在弧形底座防气阻防淤积腔体的中间。4、将专用液位传感器与测量管上端紧密螺接。5、将进口流量传感器和专用液位传感器并行连接到PLC的输入信号采集端口，声光报警器连接到PLC的输出端口。6、PLC通过串口与工控机连接。

本发明的工作原理是：钻井过程中，由于喇叭口套管内钻杆与套管之间的环空容积是固定的，当钻井循环系统中的泥浆的进口流量稳定或相对稳定时，喇叭口套管内的钻套环空液面也是稳定或相对稳定的，正常情况下进口流量的大小决定着环空液面的高低，二者呈线性关系。根据这一原理可以定性判断是否有井涌井漏发生，即当环空液面高度变化率与进口流量变化率不一致时就是涌漏异常。由于钻套环空的横截面积的大小只有回流槽内泥浆正常循环流动时所形成的液体表面积的1/20-1/30，而测量管内的横截面积又仅为钻套环空横截面积的1/100，因此，泥浆流量细小的增减变化无法在回流槽内测量出来，但在测量管内却可以清晰地体现出来，从而被专用液位传感器准确地捕捉。本发明的有益效果是：在钻井过程中，无论泥浆是静止还是循环流动，都能及时、准确、稳定、可靠地监测泥浆流动的细小变化，尤其是在井涌和井漏形成的初期，第一时间定性判断是否有井涌井漏发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的原理示意图

图中1、泥浆泵，2、泥浆罐，3、振动筛，4、水龙头，5、立管，6、防喷器，7、回流槽，8、套管，9、钻杆，10、钻头，11、溢流口，12、弧形底座，13、测量管，14、专用液位传感器，15、水眼，16井眼，17、井底，18、进口流量传感器，19、PLC，20、工控机，21、声光报警器。