[发明专利]一种上返钻井液粘度在线测量装置和方法

说明书

本发明涉及一种上返钻井液粘度在线测量装置和方法，其钻井液粘度在线测量装置包含：毛细管，通过三通块分别与采样的软管泵和后级的质量流量计连接；安装在三通块上的压力传感器，在线测量进出毛细管的钻井液的压力；毛细管后级的质量流量计在线测量钻井液的温度、密度、以及流量参数。钻井过程中，返出的钻井液经软管泵采集，泵入毛细管和后级的质量流量计，在线测量泵入毛细管前后的钻井液压力，钻井液的密度、温度、以及流量参数，据此可以计算得到钻井液的粘度。本发明可以在线测量钻井液粘度，其结构简单、安装方便、成本低廉，可替代现有人工漏斗发测定钻井液粘度的方法，实现对钻井过程中钻井液粘度变化的全程监控。

技术领域

本发明涉及石油钻井现场地质录井工程的技术领域，具体是指一种对钻井现场上返钻井液粘度的在线测量装置和方法。

背景技术

钻井过程中，对上返钻井液粘度的在线监测，可以更准确、全面地获取钻井液流变性质，对钻井施工质量，以及作业安全都有着重要意义。

上返钻井液粘度是钻井过程中必不可少的一项测量项目，对了解钻井液流变性质至关重要。目前国内普遍采用人工测量的方法，只能定时定点获得上返钻井液粘度信息，无法做到在线监测。自动化的音叉粘度测量和旋转粘度测定装置和方法的成本又过于高昂，对钻井液的测量工况也有具体的要求，很难推广应用。因此亟需一种结构简单、成本低廉的钻井液粘度在线测量装置和方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种结构简单、成本低廉的上返钻井液粘度的在线测量装置。

本发明的目的之二是提供一种上返钻井液粘度的在线测量方法。

为实现上述目的，本发明第一方面的一种上返钻井液粘度在线测量装置，包含：

毛细管，所述毛细管的两端分别通过一个三通块与采样的软管泵和后级的质量流量计连接；

安装在每一三通块上的压力传感器，用以在线测量进出毛细管的上返钻井液的压力P₁和P₂；

所述毛细管后级的质量流量计，在线测量上返钻井液的温度T、密度、ρ以及流量Q参数；

所述的软管泵采集钻井液，泵入所述的毛细管和后级所述的质量流量计，流路上的压力传感器和所述的质量流量计在线测量采集过程中的信号参数，计算得到钻井液的实时粘度值。

在本发明的一个优选实施例中，所述的毛细管为内径均匀的金属硬管，材质一般为不锈钢、纯铜等耐腐蚀材料，内径d在4mm，长度L在1m。

在本发明的一个优选实施例中，所述的软管泵在线采集出口缓冲槽内的上返钻井液，防爆电机驱动，泵排量在1l/min。

在本发明的一个优选实施例中，所述的质量流量计的口径和检测量程与软管泵对应匹配，量程为1l/min。

在本发明的一个优选实施例中，每一压力传感器安装在进出毛细管的每一三通块上，分别测量泵入和流出毛细管的钻井液压力，用以计算钻井液粘度。

作为本发明第二方面的上返钻井液粘度在线测量方法，是对钻井过程中上返钻井液进行在线采样，测量其流经毛细管前后的压力P₁和P₂，以及流量Q、密度ρ相关信息，结合毛细管内径d和长度L等参数，可计算得到钻井液的实时粘度值，具体计算公式如下：

综上所述，本发明所述钻井液粘度在线测量装置和方法，结构简单、成本低廉，可以实现钻井液粘度的在线测量。

附图说明

图1为本发明中的钻井液粘度在线测量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。