[发明专利]钻井液流量检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井工程领域，特别是涉及到一种钻井液流量检测装置及方法。

背景技术

钻井过程中，溢流、井涌、井漏等异常现象的及时发现对于安全钻井起着重要的作用。钻井液出入口流量的准确检测是发现以上异常现象的重要手段之一。常规出口流量检测通常采用靶式流量计测量，依靠出口钻井液的冲击力使挡靶位置发生变化，带动可变电阻旋转，产生信号变化，从而间接反映出口钻井液的流量变化，但在现场应用中存在安装困难、数据不真实、环境影响大等缺点。现场入口流量的检测是根据钻井液泵参数、冲次检测理论计算获得的，检测的准确性也会受到钻井液泵冲次数检测情况、泵的实际上水效率预测值等因素的影响，存在着不稳定性。为此我们发明了一种新的钻井液流量检测装置，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够定量检测钻井液出口和入口的流量，还能够通过对出口和入口流量、累计体积等数据的对比实现溢流、井涌、井漏等异常情况的准确预报的钻井液流量检测装置及方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：钻井液流量检测装置，该钻井液流量检测装置包括入口流量检测装置探头、超声波测距装置、出口流量检测装置探头、入口流量数据采集处理模块、出口流量数据采集处理模块、录井仪数据采集系统和井下复杂情况分析系统，该入口流量检测装置探头安装在钻井液入口管道上，检测钻井液入口管道的流体流速，该超声波测距装置、该出口流量检测装置探头分别安装在钻井液出口管道上，该出口流量检测装置探头检测钻井液出口管道的流体流速，该超声波测距装置测量钻井液出口管道液面的高度，该入口流量数据采集处理模块连接于该入口流量检测装置探头，并将钻井液入口管道的流体流速数据进行信号处理，该出口流量数据采集处理模块分别连接于该超声波测距装置、该出口流量检测装置探头，将钻井液出口管道的流体流速数据和钻井液出口管道液面的高度数据进行信号处理，该录井仪数据采集系统连接于该入口流量数据采集处理模块和该出口流量数据采集处理模块，并将它们输出的信号传输给该井下复杂情况分析系统，该井下复杂情况分析系统连接于该录井仪数据采集系统，进行数据存储、显示、回放、分析。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该入口流量检测装置探头包括发射探头和接收探头，该发射探头和该接收探头分别用卡子和超声耦合剂固定到钻井液入口管线的两侧顺应钻井液流动的方向。

该出口流量检测装置探头包括一个发射探头和两个接收探头，均安装在钻井液出口管道顺应钻井液流动的方向，该发射探头安装在中间，所述两个接收探头分别安装在两侧。

该钻井液流量检测装置还包括防爆箱，该入口流量数据采集处理模块和该出口流量数据采集处理模块封装在该防爆箱中，该入口流量数据采集处理模块将钻井液入口管道的流体流速数据进行整形滤波、单片机数据处理、滑动平均、485隔离信号输出、模拟信号输出，该出口流量数据采集处理模块将钻井液出口管道的流体流速数据和钻井液出口管道液面的高度数据进行整形滤波、单片机数据处理、滑动平均、485隔离信号输出、模拟信号输出。

该防爆箱包括分别与该入口流量检测装置探头、该超声波测距装置、该出口流量检测装置探头连接的接线口，与该录井仪数据采集系统连接的485总线和4-20mA模拟输出的接口。

该入口流量数据采集处理模块和该出口流量数据采集处理模块做在同一个电路板上，或分别制版。

该入口流量数据采集处理模块和该出口流量数据采集处理模块采用与该录井仪数据采集系统配套的24V直流供电，该入口流量检测装置探头、该超声波测距装置、该出口流量检测装置探头采用正15V直流供电。

该入口流量检测装置探头通过屏蔽线连接于该入口流量数据采集处理模块，该超声波测距装置、该出口流量检测装置探头分别通过屏蔽线连接于该出口流量数据采集处理模块。

该录井仪数据采集系统通过网线或RS232与该井下复杂情况分析系统进行数据传输，该井下复杂情况分析系统显示并存储实时数据，单独控制入口和出口的系数设置，进行数据回放和曲线回放，并实时绘制钻井液入口和出口的流量曲线，计算一段时间通过入口和出口管道的流体累计体积数，并通过对两条曲线或累计体积数进行对比实现井下复杂情况预测分析。