[发明专利]用于测量泥浆密度和质量流量的传感器及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量泥浆密度和质量流量的传感器及其测量方法。

背景技术

钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称钻井泥浆或简称为泥浆(Muds)，本文将钻井液简称为泥浆。泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等作用。

如今泥浆工艺技术已成为油气钻井工程的重要组成部分。钻井实践表明，泥浆性能的好坏，使用、维护措施是否妥当直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。

近40年来，国内外大量室内和工业现场试验研究证明，在一般情况下，固相含量增加会导致泥浆的密度、粘度、切力、泥饼厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而这些性能的变化将会明显降低钻速、增加钻头用量、甚至有可能增加井漏、气侵、卡钻等情况，使得钻井成本大幅度上升。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。

泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、设备构成了一整套泥浆循环系统。

泥浆工艺技术是现代油气钻井工程的重要组成部分。泥浆在钻井过程中有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头及钻具、传递水动力等几方面的作用。钻井实践证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理是否得当，直接关系到钻井的机械钻速、钻头寿命、井下问题、地面设备磨损、泥浆费用以及整个钻井综合成本，甚至关系到钻井的成败。因此，很有必要对泥浆性能参数进行实时的测量、反馈，以便及时发现问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于测量泥浆密度和质量流量的传感器，该用于测量泥浆密度和质量流量的传感器能快速的测量出泥浆的密度和质量流量，且测量结果准确，测量步骤简单，大大降低了测量成本，为泥浆应用于钻井液提供了理论基础。

本发明还提供了一种基于上述传感器的测量方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：用于测量泥浆密度和质量流量的传感器，主要由传感器本体、安装在传感器本体上的传感器U形管、以及安装在传感器U形管上的电磁位置传感器构成，所述传感器本体上设置有彼此相通的泥浆进口和泥浆出口。

所述U形管的数目为两个。

所述U形管在传感器本体上呈并排设置。

所述电磁位置传感器数目为两个。

所述电磁位置传感器在传感器U形管上呈对称设置。

所述传感器U形管上还设置有电磁振荡器。

基于上述传感器的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)首先，将传感器整体接入泥浆出口管路中；

(b)泥浆出口管路中的泥浆从泥浆进口处进入，其均匀流过传感器U形管，传感器U形管检测到其性能参数；

(c)最后，泥浆从泥浆出口汇合流出。

综上所述，本发明的有益效果是：能快速的测量出泥浆的密度和质量流量，且测量结果准确，测量步骤简单，大大降低了测量成本，为泥浆应用于钻井液提供了理论基础。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

如图1所示，本发明涉及的用于测量泥浆密度和质量流量的传感器，主要由传感器本体1、安装在传感器本体1上的传感器U形管2、以及安装在传感器U形管2上的电磁位置传感器3构成，所述传感器本体1上设置有彼此相通的泥浆进口4和泥浆出口5。

所述U形管2的数目为两个。

所述U形管2在传感器本体1上呈并排设置。

所述电磁位置传感器3数目为两个。

所述电磁位置传感器3在传感器U形管2上呈对称设置。