[发明专利]一种石油钻井液性能参数测量及传输装置

说明书

本发明涉及一种石油钻井液性能参数测量及传输装置，由箱体、激光测距模块、流变性进液阀、LCD按键屏、含砂参数检测组件、失水参数检测组件、固相含量参数检测组件、流变性参数检测组件、PH值检测传感器模块、密度参数检测组件、控制箱及电路板、无线数传模块、远程无线终端组成，本发明结构新颖，解决了多年来人工测量钻井液效率低、目视测量读数不精准的问题，可以实现对钻井液性能自动连续参数采集，及时的参数测量对井下安全生产及钻井液性能优化处理意义重大，将提升钻井生产现代化管理水平。

技术领域

本发明涉及石油钻井生产领域，具体是一种石油钻井液性能参数测量及传输装置。

背景技术

在石油钻井生产过程中，钻井液综合性能参数包括密度、漏斗粘度、失水泥饼、PH值、固相含量、含砂、粘度、初切力、终切力和剪切稀释性参数，这些是钻井液需要采集的常规参数，这些参数的掌握和调整，与提高钻井速度和井下安全密切相关，钻井液综合参数关系到：[1]钻井液携带岩屑、井眼清洁的能力；[2]钻屑的悬浮能力；[3]井壁稳定性；[4]影响井涌、井喷；[5]影响油层污染；[6]钻井参数的优化；[7]井下事故及复杂情况；因此，准确及时的钻井液参数采集对于钻井生产至关重要。

但钻井液综合参数测量的自动化采集，是钻井自动化仪表的一个重大难题，因为，密度、PH值参数的采集还比较容易，密度可采取用两只传感器进行测量不同深度压差的方法采集；PH值可直接用测量笔进行采集，可以做成在线连续采集，而其它几种参数的采集就相对困难了。其中：泥浆漏斗粘度的采集，需要计量漏斗流失钻井液的时间，用光电对射采集，会因钻井液的喷溅，造成对射采集头的污染而需要经常擦拭；泥浆失水的测量，每次采集都需要在压力容器中更换滤纸，密封加压，计量滤失水量，较难实现自动化；固相含量的测量，需要将钻井液注入密闭的压力容器内，进行加高压、加温，使得钻井液中的液态蒸发冷凝分离出来，并将钻井液中固相物质加热成固态，并进行固相称量，称量后需要将固态物倒出，进行压力容器清洗，才能进行下一次的采集测量，较难实现自动化；含砂的测量，需要将钻井液装入带有刻度的量杯中稀释，用一定目数的筛布滤除微小颗粒及液体，将砂粒滤出并留在量筒底部，采用目视读取刻度体积数据，进行和总体积对比计量，也难以实现自动化连续采集；粘度、初切力、终切力和剪切稀释性这些流变性参数，流变性的测量方法有很多种，其中旋转法和管流法是钻井液流变性测量的常用的方法，旋转法测量钻井液粘度是目前应用最广泛的一种方法，通过电机旋转驱动钻井液随之旋转，物体将受到流体粘性力矩的作用而改变原来的转速或转矩，通过测量流体作用于物体的粘性力矩或物体的转速来确定流体的粘度，旋转法使用范围宽，测量方便，易得到大量的数据，但是有很多局限性；另外，管流法能够连续测量钻井液综合参数，它是将钻井液用泥浆泵泵入特定的管子中，通过测量泥浆流量、光纤流速、压耗等参数，应用流体数学模型，进行流变参数的采集，但是由于钻井液性能千差万别，测量精准度与实际差别很大，并且钻井液最重要的静止10分钟的参数，不能通过管流法获得，由于获取的参数不完整，大大限制了管流法钻井液流变性测量的应用，目前，钻井队泥浆工人使用的六参数旋转粘度仪最为普遍，工人从高架槽泥浆出口处用杯子舀入钻井液，将杯子带回井场的驻井房内用六参数旋转粘度仪进行测量，通过用不同的旋转速度，例如300转/分或620转/分，旋转10秒，再用3转/分，用眼观察刻度盘，读取刻度盘最大读数，获得初切力，再旋转10秒，静止十分钟后，用3转/分读取终切力。由于出切力和终切力之间跨度有10分钟，这期间泥浆需静止保存，不能搅动，大大限制了泥浆性能的采集效率，难以实现自动化采集测量。

钻井生产有时顺序万变，手工测量钻井液综合参数的现状已经不能满足现代化钻井生产需要了，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种通过机械自动化方式，替代人手工测量钻井液综合参数的操作，在一个箱体内设置多组钻井液参数采集器，使得在参数采集时需要的水、气、钻井液的采集提供能够综合利用，并将采集到的数据，能连续多点的参数测量采集、存储及数据远程无线传输，进行钻井参数的综合分析及利用，为钻井生产提供及时准确的技术支持。

发明内容

本发明旨在于提供一种在线式的石油钻井液性能参数测量及传输装置，实现自动化的标准参数采集及传输。