[發明專利]一種新型鉆井液流變性在線測量裝置

在審

• 申請號: 201911364652.2
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110907312A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李昊;鄒建亭;孫寶江
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

本發明公開一種新型鉆井液流變性在線測量裝置，涉及鉆井液流變性測量領域，包括鉆井液儲罐；所述鉆井液儲罐的取樣口通過鉆井液管道依次串行連接有取樣泵、固相控制單元、鉆井液中間容器、測試單元和流量計，所述流量計與所述鉆井液儲罐的排出口連通；所述測試單元包括多級環形斷面流道，多級所述環形斷面流道上分別安裝有多套差壓傳感器，所述差壓傳感器通過數據信號線連接有數據分析計算機。本發明提供的新型鉆井液流變性在線測量裝置，測量精度高、測量結果穩定波動小，全部操作實現計算機控制，可實現鉆井液的流變性連續動態監測。

技術領域

本發明涉及鉆井液流變性測量領域，特別是涉及一種新型鉆井液流變性在線測量裝置。

背景技術

鉆井液性能對于確保鉆井的安全和快速鉆進具有十分重要的作用。在超深井、深水鉆井領域，外部環境對鉆井液的流變性影響巨大，由于沒有有效的監測手段，因此在實際鉆井過程中對鉆井液流變性的在線評價技術方面還處于空白，鉆井液的流變性主要包括流體的粘度、靜切力、動切力和剪切稀釋特性等，這些性質直接關系到鉆井液攜巖性能、井眼清潔狀態和鉆井液中固相懸浮狀態以及井壁的穩定性狀態等，尤其影響鉆井水力參數的優化設計，對安全高效鉆井具有重要的意義。

鉆井液流變性是表征井底環空鉆井液流變性、攜液特性、循環壓耗的重要指標，目前對于鉆井液流變性的在線測量方法主要包括管流法、旋轉法、振動法等。受鉆井物性及現場作業環境的影響，旋轉法和管流法是目前鉆井液流變性在線測量的常用方法，但目前此類方法都還無法做到對鉆井液流變性進行在線監測。

由于現有的鉆井液流變性測量儀器操作復雜，對測試人員技術水平要求較高，在現場使用中存在一定困難，因此較難推廣，這就造成無法隨時監測鉆井液流變性的情況，不利于安全高效鉆井。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型鉆井液流變性在線測量裝置，以解決上述現有技術存在的問題，測量精度高、測量結果穩定波動小，全部操作實現計算機控制，可實現鉆井液的流變性連續動態監測。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種新型鉆井液流變性在線測量裝置，包括鉆井液儲罐；所述鉆井液儲罐的取樣口通過鉆井液管道依次串行連接有取樣泵、固相控制單元、鉆井液中間容器、測試單元和流量計，所述流量計與所述鉆井液儲罐的排出口連通；所述測試單元包括多級環形斷面流道，多級所述環形斷面流道上分別安裝有多套差壓傳感器，所述差壓傳感器通過數據信號線連接有數據分析計算機。

可選的，還包括流動控制系統和密度測量系統；所述流動控制系統通過變頻調控電機轉速控制所述取樣泵速變化；所述密度測量系統通過科氏密度計對所述環形端面流到內的密度進行測量。

可選的，每級所述環形斷面流道均包括一個豎直設置的環空流道，多級所述環形斷面流道的所述環空流道直徑依次成倍數增長；所述環空流道兩端均連接有倒錐形接頭，所述倒錐形接頭為任意縱截面面積相同的同心倒錐形環空流道接頭，所述倒錐形接頭各截面間流速相同，同一截面內各點的速度相等。

可選的，每級所述環形斷面流道均包括兩個豎直設置的環空流道，位于同一級的兩個所述環空流道尺寸相同；多級所述環形斷面流道的所述環空流道直徑依次成倍數增長；所述環空流道兩端均連接有倒錐形接頭，所述倒錐形接頭為任意縱截面面積相同的同心倒錐形環空流道接頭，所述倒錐形接頭各截面間流速相同，同一截面內各點的速度相等。

可選的，所述差壓傳感器兩端的測壓點均通過導壓管線與所述環空流道的側壁連通。

可選的，所述環空流道的環空間隙相同，相鄰兩級所述環形斷面流道內的環空流道的半徑相差整數倍。

可選的，位于同一級所述環形斷面流道上的相鄰兩個所述差壓傳感器兩端的測壓點之間間距相等。

本發明相對于現有技術取得了以下技術效果：