[發明專利]恒溫型雙壓力振動管式鉆井液密度在線測量儀器

在審

• 申請號: 201711148383.7
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109799165A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 劉保雙;王忠杰;馬云謙;羅云鳳
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;E21B21/08
• 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;李勇

恒溫型雙壓力振動管式鉆井液密度在線測量儀器及測量方法，涉及流體密度測量領域。用管線將螺桿泵、科里奧利質量流量計I和背壓閥I、科里奧利質量流量計II和背壓閥II依次連接，把壓力傳感器I和壓力傳感器II分別并接在背壓閥I的前后的管線上。測量方法是將兩個科里奧利質量流量計均安裝在半導體恒溫容器中，用壓力傳感器I和壓力傳感器II分別測量科里奧利質量流量計I和科里奧利質量流量計II的壓力瞬時值，用科里奧利質量流量計I和II測量不同壓力下的密度的瞬時值。然后根據測量值計算鉆井液的固液相密度和標準氣液比的瞬時值。發明的優點是，數據準確，測量速度快，適用于鉆井液密度的實時在線測量。

技術領域

本發明屬于流體密度測量技術領域，尤其涉及一種含氣鉆井液密度實時在線測量的恒溫型雙壓力振動管式鉆井液密度在線測量儀器。

背景技術

在石油鉆井過程中，鉆井液密度的測量是一項十分重要的工作。實時準確地測量鉆井液密度對于在特殊地質條件下進行精細鉆井施工，防止井涌、井漏等井下復雜情況的發生，顯得尤其重要。

流體的密度測量按原理分主要有差壓式、浮力式、振動式、稱重式以及γ射線式等多種，從前，現場一直采用靜壓差式密度測量方法，但這種方法測量值代表性差、受鉆井液觸變性的影響等，密度測量誤差較大。近年來，振動管式密度計被引入現場鉆井液密度的測量。

振動管式密度計的工作原理是：物體受激而發生振動時，其振動頻率或振幅與物體本身的質量有關。如果在物體內充以一定體積的流體樣品，則其振動頻率的變化便反映一定體積的樣品流體的質量或密度。

2010年，勝利石油管理局鉆井工藝研究院將振動管密度計引入現場鉆井液密度的在線監測中，在應用中發現，由于鉆井液具有較大的粘度和切力所以攪拌時很容易混入一定的氣體形成含有一定氣泡的鉆井液，因此鉆井液的密度難以測量準確和穩定。2011年中國專利CN 202157769 U“一種鉆井液密度加壓在線測量裝置”提出了一個解決方案，通過在振動管出口增加背壓閥和壓力表，來調整振動管的不同壓力，從而測定不同壓力下的鉆井液密度。

專利CN 202157769 U雖然提高了鉆井液密度測量的精密度，但仍然不能解決鉆井液密度測量的準確性和實時性，主要有以下2個原因：其一是雖然提高壓力氣泡體積減小，消除了一些氣泡對鉆井液密度測量的影響，但仍然不能完全消除其影響，要想達到一定的密度測量準確度，需要提高的壓力很大，這就會給泵的性能選擇增加很大的難度；其二是必須不斷調整背壓閥，以改變測量壓力，這樣就不可能在同一時間測量兩個壓力下的密度，從而喪失實時測量的性能。為此中國專利申請號2013105141389提供了一種雙壓力振動管鉆井液密度在線測量儀,通過不同壓力下的密度，測量出了不可壓縮相的密度和可壓縮相的體積含量，解決了含氣鉆井液的密度測量的準確性和實時性，但是通過一段時間的應用發現，從井底循環出來的鉆井液由于受地層溫度的影響，鉆井液的溫度大大地高于環境溫度，這樣就導致了兩個振動管密度計的溫度的差別，造成了測量的誤差。

發明內容

本發明的目的就是針對現有雙壓力振動管式鉆井液密度測量裝置存在著由于溫度變化引起鉆井液密度測量的準確度、不利于控壓鉆井的施工的問題，提出一種提高測量數據準確，有利于充氣鉆井液井下不同溫度壓力下的真實密度計算的恒溫型雙壓力振動管式鉆井液密度在線測量儀器。

本發明的技術方案：

恒溫型雙壓力振動管式鉆井液密度在線測量儀器，包括螺桿泵、振動管密度計、壓力傳感器和背壓閥，其中：將螺桿泵、振動管密度計I和背壓閥I、振動管密度計II和背壓閥II通過管線依次連接，把壓力傳感器I和壓力傳感器II 分別并接在背壓閥I的前、后的管線上。

所述振動管密度計為科里奧利質量流量計。