[實用新型]一種三管混聯式塑性流體漏斗黏度在線測量裝置

有效

• 申請號: 201420701645.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN204330532U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 史濤;劉保雙;藺琳;馬云謙;張冬玲;羅云鳳
• 申請（專利權）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: G01N11/06
• 分類號: G01N11/06
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本實用新型屬于鉆井液流變性測量技術領域，尤其涉及一種鉆井液漏斗黏度的在線測量裝置，適用于現場鉆井液漏斗黏度的連續自動化在線測量。

背景技術

在鉆井過程中，鉆井液黏度的測量是預防井噴、井涌、調整鉆井液流變性能、維持井壁穩定、平衡地層壓力的重要依據，其中漏斗黏度是表征流體綜合流動性的一個重要參數，對于鉆井液的配制和維護起著至關重要的作用；在地質錄井工作中，鉆井液黏度的變化會影響脫氣器的效率，鉆井液黏度的測量可實現利用黏度校正脫氣效率以消除黏度對氣測的影響；在對儲層評價上，鉆井液漏斗黏度的變化影響井內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、地層油氣水的擴散運移，從而影響對單井及區域儲層的產能評價。因此鉆井液漏斗黏度的測量和記錄是鉆井液工程師和錄井工程師共同關心的問題。

馬氏于20世紀20年代實用新型了漏斗黏度計，用于測量鉆井液的漏斗黏度。漏斗黏度的測定是在特制的漏斗中裝入規定體積(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標準為1qt，即946mL)所用的時間，它是日常應用中定義鉆井液黏度的權威方法。漏斗黏度用時間來表示鉆井液的黏度，這個流出時間可以作為一定條件下某一有效黏度的度量，能夠反應鉆井液稠度的變化。不同稠度的鉆井液，流出相同的體積所需的時間也不相同。

由于漏斗黏度測定方法簡單，可以直觀反映鉆井液黏度大小，因此這一參數已經沿用多年，一直是現場鉆井液性能調整維護的重要指導依據。但是，由于該參數由手動測量獲得，用于指導現場施工還存在許多問題：首先，鉆井液的手動取樣和漏斗黏度手動測量耗時較長，增加了現場工作人員的勞動強度，也增加了實驗人員在有害環境下的暴露時間，不利于現場人員的身體健康；其次，手動測量易受環境及人為因素影響，結果誤差較大。如實驗人員的操作習慣不同會造成不同人員所測數據存在差別，使所得數據可靠性差；第三，手動測量頻率低，不能及時反映鉆井液黏度的變化，無法對鉆井液性能的維護提供實時依據，不利于及時發現并處理井下異常情況；第四，手動測量系統性差，不利于數據之間的對比分析。

當前在該領域并沒有相關專利。《油氣田地面工程》于2001年1月(第21卷第1期)發表的《鉆井液黏度在線檢測技術實驗研究》一文中提出采用電阻法測量漏斗中液位的變化，該方法可以提高漏斗黏度測量的精度，但無法實現漏斗黏度的實時測量和連續測量。《天然氣工業》于2003年7月(第23卷第24期)發表的《應用漏斗黏度計測定冪率流體的流變參數》及2004年1月(第24卷第1期)發表的《應用漏斗黏度計測定塑性流體的流變參數研究》這兩篇文章中分別提出了現場用漏斗黏度測量冪率及塑性流體流變參數的方法，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律及流變參數與時間的關系，為計算漏斗黏度計中流體的流變參數提供了理論依據。采用流體靜壓頭下降成比例的測量方法，較為簡便的求出了冪率流體及塑性流體的流變參數。但是文章作者在推導流變參數與下落時間關系時，都忽略了流體在漏斗黏度計錐管段的摩阻，將此處流體的在靜壓作用下的下落看作自由落體運動，簡化了推導及運算過程，造成結果的不準確。《西部探礦工程》于2004年2月(第93期)發表的《非牛頓流體漏斗黏度與塑性黏度的實驗研究》及《國外油田工程》于2001年12月(第17卷12期)發表的《馬氏漏斗及鉆井液黏度：油田應用的新方程》兩篇文章在實驗基礎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系。但是鉆井液在漏斗中的運動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，也就是說測量過程中，鉆井液的表觀黏度是一個變量，如果用不變的表觀黏度去計算漏斗黏度，往往誤差較大。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種能夠連續自動測量鉆井液漏斗黏度輔助參數的儀器及計算漏斗黏度的方法，以便及時、準確的反映鉆井液黏度的變化，更好的為現場施工提供指導。為此本實用新型提供了一種三管混聯式塑性流體漏斗黏度在線測量裝置。

本實用新型的技術方案：