[发明专利]立管环带流量计和方法

说明书

技术领域

本文中公开的主题的实施例大体涉及方法和系统，并且更具体而言，涉及用于测量管道中的流体流量的机构和技术。

背景技术

在过去的几年期间，随着化石燃料的价格的升高，在开发新的生产现场方面的兴趣已经显著增加。但是，基于陆地的生产现场的可用性受到限制。因而，本行业现在已经把钻井延伸到了看起来拥有大量的化石燃料的近海位置。近海位置的一个特点是钻井装备会经受的高压。例如，传统上钻井装备有一部分设计成承受介于5,000psi和30,000psi之间的压力。另外，希望用于钻井装备的各种构件的材料是耐腐蚀且耐高温的。

用于从近海油田中抽取石油的现有技术使用如图1中所示的系统10。更具体而言，系统10包括具有绞盘14的船舶(或钻井平台)12，绞盘14将功率/通讯电缆16供应给控制器18。控制器18设置在海底，靠近海床20或在海床20上。在这方面，注意图1中显示的元件未按比例绘制，并且不应当从图1中推断尺寸。

图1还显示在立管40的内部提供了钻井绳24，其从船舶12延伸到BOP28。海底井的井头22连接到壳体44上，壳体44构造成容纳进入海底井的钻井绳24。在钻井绳24的端部处存在钻头(未显示)。采用了各种机构(也未显示)来旋转钻井绳24且暗含旋转钻头，以使海底井延伸。通过这样来移除钻井绳24产生的泥土和碎屑：使特殊流体(称为“泥浆”)循环通过钻井绳24的内部且然后通过在钻井绳24的外侧和立管40的内侧之间形成的环带。因而，泥浆通过钻井绳24被从船舶12向下泵送到钻头且通过立管40的环带返回而回到船舶12。

但是，在正常的钻井操作期间，可出现可损害井和/或用于钻井的装备的意外事件。一个这种事件是，气体、石油或其它井流体不受控制地从地下岩层流到井中。这种事件有时称为“反冲”或“井喷”，并且可出现在井的内部的岩层压力超过钻井流体(泥浆)柱对它施加的压力时。这个事件是无法预见的，并且如果不采取措施来阻止它，则井和/或相关联的装备可被损害。虽然上面的论述是针对海底石油勘探，但是对于地面石油勘探同样如此。

因而，可在井的顶部上安装防喷器(BOP)，以在上面的事件中的一个威胁到井的完整性的情况下密封井。BOP在传统上实现为阀，其用以防止在钻井操作或完成操作期间或者在环形空间(即在壳体和钻管之间)中或者在裸孔(即没有钻管的孔)中的压力的释放。最近，出于各种理由而将多个BOP安装在井的顶部上。图1显示了由控制器18控制的两个BOP 26或28。

但是，深水勘探提出许多其它钻井问题，例如，较大的损失循环区、井控制事故、浅水流等。因而，由于重大的机械钻井问题而损失了这些井中的许多井。这些问题的共同特点是泥浆的异常流动。例如，在水面泵处的流率可变得大于在船处的返回泥浆的流率。这表明井的完整性受到危害且泥浆正逃逸到环境中。对于在钻井平台上工作的人员的安全更危险的另一个可能情况是在返回泥浆的流率大于水面泵的流率时。这个事件表明井的完整性可受到危害，以及/或者已经发生进入井的高压侵入。此高压气体或流体然后可沿立管向上行进且喷出钻井平台。注意如果发生这些事件，BOP的操作员没有时间来反应以及关闭BOP。这些事件不仅可导致失去生命，而且还会增加钻井的成本以及减少将从那些井中抽取石油的机会，这是不合乎需要的。

因此，提供避免前面描述的问题和缺点的系统和方法将是合乎需要的。

发明内容

根据一个示例性实施例，存在一种泥浆管线立管环带流量计。该流量计包括：构造成附连到立管上以覆盖孔的衬套；盖，其构造成附连到立管上以覆盖衬套，使得衬套和盖形成腔体；构造成设置在衬套内的嵌件；构造成附连到嵌件上的基部；构造成附连到基部上以及在腔体的内部延伸的传感器杆，传感器杆具有孔口；构造成不动地附连到传感器杆上的磁体组件；附连到盖上的位置传感器；以及附连到位置传感器上的波导管。传感器杆的孔口构造成接收波导管。

根据另一个示例性实施例，存在一种泥浆管线立管，其包括第一流量计。第一流量计构造成包括：构造成附连到立管上以覆盖孔的衬套；盖，其构造成附连到立管上以覆盖衬套，使得衬套和盖形成腔体；构造成设置在衬套中的嵌件；构造成附连到嵌件上的基部；构造成附连到基部上以及在腔体的内部延伸的传感器杆，传感器杆具有孔口；构造成不动地附连到传感器杆上的磁体组件；附连到盖上的位置传感器；以及附连到位置传感器上的波导管。传感器杆的孔口构造成接收波导管。