[发明专利]一种新型钻井液流变性在线测量装置

说明书

本发明公开一种新型钻井液流变性在线测量装置，涉及钻井液流变性测量领域，包括钻井液储罐；所述钻井液储罐的取样口通过钻井液管道依次串行连接有取样泵、固相控制单元、钻井液中间容器、测试单元和流量计，所述流量计与所述钻井液储罐的排出口连通；所述测试单元包括多级环形断面流道，多级所述环形断面流道上分别安装有多套差压传感器，所述差压传感器通过数据信号线连接有数据分析计算机。本发明提供的新型钻井液流变性在线测量装置，测量精度高、测量结果稳定波动小，全部操作实现计算机控制，可实现钻井液的流变性连续动态监测。

技术领域

本发明涉及钻井液流变性测量领域，特别是涉及一种新型钻井液流变性在线测量装置。

背景技术

钻井液性能对于确保钻井的安全和快速钻进具有十分重要的作用。在超深井、深水钻井领域，外部环境对钻井液的流变性影响巨大，由于没有有效的监测手段，因此在实际钻井过程中对钻井液流变性的在线评价技术方面还处于空白，钻井液的流变性主要包括流体的粘度、静切力、动切力和剪切稀释特性等，这些性质直接关系到钻井液携岩性能、井眼清洁状态和钻井液中固相悬浮状态以及井壁的稳定性状态等，尤其影响钻井水力参数的优化设计，对安全高效钻井具有重要的意义。

钻井液流变性是表征井底环空钻井液流变性、携液特性、循环压耗的重要指标，目前对于钻井液流变性的在线测量方法主要包括管流法、旋转法、振动法等。受钻井物性及现场作业环境的影响，旋转法和管流法是目前钻井液流变性在线测量的常用方法，但目前此类方法都还无法做到对钻井液流变性进行在线监测。

由于现有的钻井液流变性测量仪器操作复杂，对测试人员技术水平要求较高，在现场使用中存在一定困难，因此较难推广，这就造成无法随时监测钻井液流变性的情况，不利于安全高效钻井。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型钻井液流变性在线测量装置，以解决上述现有技术存在的问题，测量精度高、测量结果稳定波动小，全部操作实现计算机控制，可实现钻井液的流变性连续动态监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种新型钻井液流变性在线测量装置，包括钻井液储罐；所述钻井液储罐的取样口通过钻井液管道依次串行连接有取样泵、固相控制单元、钻井液中间容器、测试单元和流量计，所述流量计与所述钻井液储罐的排出口连通；所述测试单元包括多级环形断面流道，多级所述环形断面流道上分别安装有多套差压传感器，所述差压传感器通过数据信号线连接有数据分析计算机。

可选的，还包括流动控制系统和密度测量系统；所述流动控制系统通过变频调控电机转速控制所述取样泵速变化；所述密度测量系统通过科氏密度计对所述环形端面流到内的密度进行测量。

可选的，每级所述环形断面流道均包括一个竖直设置的环空流道，多级所述环形断面流道的所述环空流道直径依次成倍数增长；所述环空流道两端均连接有倒锥形接头，所述倒锥形接头为任意纵截面面积相同的同心倒锥形环空流道接头，所述倒锥形接头各截面间流速相同，同一截面内各点的速度相等。

可选的，每级所述环形断面流道均包括两个竖直设置的环空流道，位于同一级的两个所述环空流道尺寸相同；多级所述环形断面流道的所述环空流道直径依次成倍数增长；所述环空流道两端均连接有倒锥形接头，所述倒锥形接头为任意纵截面面积相同的同心倒锥形环空流道接头，所述倒锥形接头各截面间流速相同，同一截面内各点的速度相等。

可选的，所述差压传感器两端的测压点均通过导压管线与所述环空流道的侧壁连通。

可选的，所述环空流道的环空间隙相同，相邻两级所述环形断面流道内的环空流道的半径相差整数倍。

可选的，位于同一级所述环形断面流道上的相邻两个所述差压传感器两端的测压点之间间距相等。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：