[发明专利]精细控压钻井液流量监测系统及方法

权利要求书

1.一种精细控压钻井液流量监测系统，其特征在于，包括：

流量撬管汇、流量监测器以及上位机；

所述流量监测器与所述流量撬管汇通信相连；

所述上位机与所述流量监测器通信相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量撬管汇包括连接件、缓冲管、闸板阀、质量流量计、短接；

所述连接件包括双面法兰、三通接头以及两通接头，所述两通接头的数量为两个；

所述双面法兰通过所述缓冲管与所述三通接头的第一端相连；

所述三通接头的第二端通过所述短接与所述两通接头的一端相连；

所述两通接头的另一端通过质量流量计与所述两通接头的一端相连；

所述两通接头的另一端与所述双面法兰相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量监测器包括模数转换模块、通信模块、以及供电模块；

所述模数转换模块用于获取所述质量流量计测得的数据并将所述质量流量计测得的模拟信号转换成数字信号；

所述供电模块用于向所述流量监测器供电；

所述通信模块用于所述流量监测器与所述上位机的通信连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括RS485/USB转换器、RS232/USB转换器以及WIFI模块的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器，所述显示器与所述上位机相连。

6.一种采用权利要求1所述的系统的精细控压钻井液流量监测方法，其特征在于，应用于服务器，包括：

S1：发送数据获取指令以使所述流量监测器获取所述流量撬管汇传输的数据；

S2：发送信号处理指令以使所述流量监测器对流量撬管汇传输的数据进行处理；

所述流量撬管汇传输的数据包括液流流量，流体中一定点压强、流速、流体密度以及高度；

S3：发送信号传输指令以使所述流量监测器将处理后的流量撬管汇传输的数据发送至上位机；

S4：发送数据分析指令以使所述上位机对所述处理后的流量撬管汇传输的数据进行分析；

S5：发送故障判断指令以使所述上位机基于所述处理后的流量撬管汇传输的数据的分析结果判断钻井液流量是否超限；

若是，则发送警报；

若否，则不执行任何操作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发送故障判断指令以使所述上位机基于所述处理后的流量撬管汇传输的数据的分析结果判断钻井液流量是否超限的步骤包括：

发送流量积获取指令以使上位机构建流量积模型并利用所述流量积获取所述流量积曲线；

发送泥浆泵输出功率曲线获取指令以使所述上位机获取泥浆泵输出功率曲线判断所述流量积曲线与所述泥浆泵输出功率曲线变化率相差是否超过阈值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用如下公式获取所述流量积曲线：

采用如下公式获取流体中定点压强

p—流体中定点的压强(Pa或N/m²)；

v—流体定点的流速(m/s)；

ρ—流体密度(kg/m³)；

g—重力加速度(9.8N/kg)；

h—定点所在高度(m)；

C—常量；

Π_M＝p*Q；

p为流体中某点的压强(Pa或N/m²)；

Q为液体流量(m³/s或L/s)；

Π_M为定义的压力流量积(N·m/s)。