[發明專利]一種水上井口隔水管內液面監測裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202010401411.7
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111577252B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 殷志明;劉書杰;肖凱文;張紅生;張欽岳;許亮斌;李夢博;羅洪斌;劉健;郝希寧;袁俊亮;盛磊祥;李朝瑋
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: E21B47/047
• 分類號: E21B47/047;E21B47/00;E21B33/03
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種水上井口隔水管內液面監測裝置及其使用方法，其特征在于，該液面監測裝置包括底座、轉軸、傳感器搖臂、激光傳感器、氣缸和計算機；底座固定設置在位于隔水管上方的轉盤面與轉噴器之間的間隙處，底座的中心開設有用于鉆具伸入的通孔；底座的頂部間隔設置有若干轉軸、傳感器搖臂和氣缸，每一轉軸均固定連接對應氣缸的輸出端，每一傳感器搖臂的一端均固定連接對應轉軸，每一傳感器搖臂上均設置有用于采集隔水管內液面信號的激光傳感器；每一氣缸和激光傳感器均電連接計算機，計算機用于根據各激光傳感器采集的液面信號確定隔水管內液面的高度以及控制各氣缸的工作，本發明可以廣泛應用于石油鉆探技術領域中。

技術領域

本發明是關于一種水上井口隔水管內液面監測裝置及其使用方法，屬于石油鉆探技術領域。

背景技術

在海洋石油開發過程中，井控安全一直是制約深水油氣開發進程的關鍵因素，尤其在深水鉆井中，受窄安全密度窗口、裂縫發育的碳酸鹽巖儲層和高溫高壓地層等復雜因素的影響，鉆井過程中容易發生井涌和井漏事故，甚至還會引發井噴事故。深水鉆井與常規淺水鉆井、陸地鉆井相比，防噴器位于低溫、高壓的海底環境，使得深水井控更加復雜，在深水鉆井過程中做到井涌和井漏的早期發現和預警十分重要。

現有技術中的深水鉆井井涌、井漏監測方法包括以下三種：1)平臺監測法，主要以平臺泥漿循環池返出情況、井口監測參數為依據的監測手段，其特點是操作簡單，對于溢流量較大的情況實用性較強，但是，該方法監測精度和準確性較低，不能反映井底的真實情況，且監測時間嚴重滯后，不能滿足溢流早期監測的要求，限制其在深水鉆井中的應用。2)海水段監測法，海底泥線附近是海水段監測溢流的最佳位置，通過聲波監測井筒內鉆井液性能變化，主要用于氣侵監測，但是，該方法的難點在于特征信號的識別，還需要深入研究并完善。3)井下隨鉆監測法，將監測傳感器安裝在井下鉆柱上，通過對比井底壓力的井筒水力學計算結果和PWD/LWD(壓力隨鉆監測/隨鉆測井)測量值，實時監測井下情況，但是，該方法受測量環境的干擾以及數據傳輸速率的影響顯著，且在停鉆等無鉆井液返出的工況下不能有效使用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠同時兼顧準確性和有效性的水上井口隔水管內液面監測裝置及其使用方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種水上井口隔水管內液面監測裝置，該液面監測裝置包括底座、轉軸、傳感器搖臂、激光傳感器、氣缸和計算機；所述底座固定設置在位于隔水管上方的轉盤面與轉噴器之間的間隙處，所述底座的中心開設有用于鉆具伸入的通孔；所述底座的頂部間隔設置有若干所述轉軸、傳感器搖臂和氣缸，每一所述轉軸均固定連接對應所述氣缸的輸出端，每一所述傳感器搖臂的一端均固定連接對應所述轉軸，每一所述傳感器搖臂上均設置有用于采集隔水管內液面信號的所述激光傳感器；每一所述氣缸和激光傳感器均電連接所述計算機，所述計算機用于根據各所述激光傳感器采集的液面信號確定隔水管內液面的高度以及控制各所述氣缸的工作。

進一步地，所述轉軸、傳感器搖臂、激光傳感器和氣缸的數量均為三個。

進一步地，所述轉軸和氣缸均在所述底座的頂部呈三角形分布；所述傳感器搖臂在所述底座的頂部以所述通孔為中心按照120°周向平均設置。

進一步地，對應于每一所述激光傳感器的位置，所述底座的頂部還間隔設置有用于避免在起下鉆具過程中對所述激光傳感器產生刮擦損傷的若干防磨接觸板。

進一步地，所述防磨接觸板采用折線形的鋼制材料。

進一步地，位于所述底座的頂部，每一所述激光傳感器的下方均設置有噴淋頭，每一所述噴淋頭均連接鉆井平臺供水系統。

進一步地，每一所述轉軸均是由上下設置的兩圓錐滾子軸承構成。