[實(shí)用新型]一種三管混聯(lián)式塑性流體漏斗黏度在線測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420701645.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN204330532U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史濤;劉保雙;藺琳;馬云謙;張冬玲;羅云鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號(hào): G01N11/06
• 分類號(hào): G01N11/06
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于鉆井液流變性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆井液漏斗黏度的在線測(cè)量裝置，適用于現(xiàn)場(chǎng)鉆井液漏斗黏度的連續(xù)自動(dòng)化在線測(cè)量。

背景技術(shù)

在鉆井過程中，鉆井液黏度的測(cè)量是預(yù)防井噴、井涌、調(diào)整鉆井液流變性能、維持井壁穩(wěn)定、平衡地層壓力的重要依據(jù)，其中漏斗黏度是表征流體綜合流動(dòng)性的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)于鉆井液的配制和維護(hù)起著至關(guān)重要的作用；在地質(zhì)錄井工作中，鉆井液黏度的變化會(huì)影響脫氣器的效率，鉆井液黏度的測(cè)量可實(shí)現(xiàn)利用黏度校正脫氣效率以消除黏度對(duì)氣測(cè)的影響；在對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)上，鉆井液漏斗黏度的變化影響井內(nèi)鉆井液向地層空隙的侵入、人工井壁的形成、地層壓力的平衡、地層油氣水的擴(kuò)散運(yùn)移，從而影響對(duì)單井及區(qū)域儲(chǔ)層的產(chǎn)能評(píng)價(jià)。因此鉆井液漏斗黏度的測(cè)量和記錄是鉆井液工程師和錄井工程師共同關(guān)心的問題。

馬氏于20世紀(jì)20年代實(shí)用新型了漏斗黏度計(jì)，用于測(cè)量鉆井液的漏斗黏度。漏斗黏度的測(cè)定是在特制的漏斗中裝入規(guī)定體積(1500mL)的鉆井液，打開漏斗噴嘴，記錄流出一定體積鉆井液(目前API標(biāo)準(zhǔn)為1qt，即946mL)所用的時(shí)間，它是日常應(yīng)用中定義鉆井液黏度的權(quán)威方法。漏斗黏度用時(shí)間來表示鉆井液的黏度，這個(gè)流出時(shí)間可以作為一定條件下某一有效黏度的度量，能夠反應(yīng)鉆井液稠度的變化。不同稠度的鉆井液，流出相同的體積所需的時(shí)間也不相同。

由于漏斗黏度測(cè)定方法簡(jiǎn)單，可以直觀反映鉆井液黏度大小，因此這一參數(shù)已經(jīng)沿用多年，一直是現(xiàn)場(chǎng)鉆井液性能調(diào)整維護(hù)的重要指導(dǎo)依據(jù)。但是，由于該參數(shù)由手動(dòng)測(cè)量獲得，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工還存在許多問題：首先，鉆井液的手動(dòng)取樣和漏斗黏度手動(dòng)測(cè)量耗時(shí)較長(zhǎng)，增加了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也增加了實(shí)驗(yàn)人員在有害環(huán)境下的暴露時(shí)間，不利于現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康；其次，手動(dòng)測(cè)量易受環(huán)境及人為因素影響，結(jié)果誤差較大。如實(shí)驗(yàn)人員的操作習(xí)慣不同會(huì)造成不同人員所測(cè)數(shù)據(jù)存在差別，使所得數(shù)據(jù)可靠性差；第三，手動(dòng)測(cè)量頻率低，不能及時(shí)反映鉆井液黏度的變化，無法對(duì)鉆井液性能的維護(hù)提供實(shí)時(shí)依據(jù)，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理井下異常情況；第四，手動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)性差，不利于數(shù)據(jù)之間的對(duì)比分析。

當(dāng)前在該領(lǐng)域并沒有相關(guān)專利?！队蜌馓锏孛婀こ獭酚?001年1月(第21卷第1期)發(fā)表的《鉆井液黏度在線檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究》一文中提出采用電阻法測(cè)量漏斗中液位的變化，該方法可以提高漏斗黏度測(cè)量的精度，但無法實(shí)現(xiàn)漏斗黏度的實(shí)時(shí)測(cè)量和連續(xù)測(cè)量。《天然氣工業(yè)》于2003年7月(第23卷第24期)發(fā)表的《應(yīng)用漏斗黏度計(jì)測(cè)定冪率流體的流變參數(shù)》及2004年1月(第24卷第1期)發(fā)表的《應(yīng)用漏斗黏度計(jì)測(cè)定塑性流體的流變參數(shù)研究》這兩篇文章中分別提出了現(xiàn)場(chǎng)用漏斗黏度測(cè)量?jī)缏始八苄粤黧w流變參數(shù)的方法，作者研究了非恒定靜壓作用下冪率及塑性流體垂直下落的規(guī)律及流變參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系，為計(jì)算漏斗黏度計(jì)中流體的流變參數(shù)提供了理論依據(jù)。采用流體靜壓頭下降成比例的測(cè)量方法，較為簡(jiǎn)便的求出了冪率流體及塑性流體的流變參數(shù)。但是文章作者在推導(dǎo)流變參數(shù)與下落時(shí)間關(guān)系時(shí)，都忽略了流體在漏斗黏度計(jì)錐管段的摩阻，將此處流體的在靜壓作用下的下落看作自由落體運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了推導(dǎo)及運(yùn)算過程，造成結(jié)果的不準(zhǔn)確?！段鞑刻降V工程》于2004年2月(第93期)發(fā)表的《非牛頓流體漏斗黏度與塑性黏度的實(shí)驗(yàn)研究》及《國(guó)外油田工程》于2001年12月(第17卷12期)發(fā)表的《馬氏漏斗及鉆井液黏度：油田應(yīng)用的新方程》兩篇文章在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上分析了馬氏漏斗黏度與非牛頓流體密度與表觀黏度之間的關(guān)系。但是鉆井液在漏斗中的運(yùn)動(dòng)速度隨漏斗中的液面高度不同而變化，因而鉆井液在漏斗直管中的速度梯度不同，而對(duì)非牛頓流體來說，不同的速度梯度下同樣的流體具有不同的表觀黏度，也就是說測(cè)量過程中，鉆井液的表觀黏度是一個(gè)變量，如果用不變的表觀黏度去計(jì)算漏斗黏度，往往誤差較大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠連續(xù)自動(dòng)測(cè)量鉆井液漏斗黏度輔助參數(shù)的儀器及計(jì)算漏斗黏度的方法，以便及時(shí)、準(zhǔn)確的反映鉆井液黏度的變化，更好的為現(xiàn)場(chǎng)施工提供指導(dǎo)。為此本實(shí)用新型提供了一種三管混聯(lián)式塑性流體漏斗黏度在線測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：