RU51100U1 - Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях - Google Patents
Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях Download PDFInfo
- Publication number
- RU51100U1 RU51100U1 RU2005114141/22U RU2005114141U RU51100U1 RU 51100 U1 RU51100 U1 RU 51100U1 RU 2005114141/22 U RU2005114141/22 U RU 2005114141/22U RU 2005114141 U RU2005114141 U RU 2005114141U RU 51100 U1 RU51100 U1 RU 51100U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- temperature
- density
- volume
- drilling
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004941 influx Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 4
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011549 displacement method Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться для измерения объема, плотности и температуры жидкостей в резервуарах, сообщающихся с атмосферой в нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслях для контроля объема, плотности и температуры промывочной жидкости (ПЖ) в приемных и доливных емкостях буровых установок при бурении скважин. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является разработка системы измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости, обеспечивающей повышение точности определяемых параметров, а также повышение надежности работы системы и снижение сложности обслуживания за счет упрощения конструкции. Сущность полезной модели заключается в том, что предлагается система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях буровой установки, содержащая, по меньшей мере, два измерительных модуля, каждый из которых представляет конструкцию, состоящую из двух коаксиально-расположенных труб, соединяющихся в верхней части с герметичным отсеком, в котором расположены измерители уровня, давления и температуры промывочной жидкости, блок электроники, измерительные модули снабжены кронштейнами для установления в емкостях и соединены информационными кабелями с информационным табло бурильщика. Измеритель уровня, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, предлагается выполнить в виде высокоточного объемного реверсивного расходомера-счетчика, вход которого соединен с межтрубным пространством коаксиально-расположенных труб, выход сообщается с атмосферой. Измеритель давления, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, может быть выполнен в виде высокоточного кварцевого датчика давления и температуры, вход которого соединен с полостью внутренней трубы, обеспечивающего возможность измерения давления жидкости во внутренней трубе с учетом поправки на температуру и вычисления значения плотности промывочной жидкости с учетом показаний измерителя уровня. Измерительный модуль может дополнительно содержать датчик температуры промывочной жидкости, размещенный на нижней части внутренней трубы и электрически соединенный с блоком электроники, размещенным в герметичном отсеке. Указанный датчик температуры промывочной жидкости может быть выполнен в виде высокоточного резистивного или кварцевого
термометра. Блок электроники, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, может содержать встроенный источник автономного питания, обеспечивающий непрерывность измерений. Коаксиально-расположенные трубы, входящие в состав измерительных модулей могут быть выполнены из высокопрочного стеклопластика, наружные и внутренние стенки труб покрыты фторопластовой пленкой. Информационное табло бурильщика может содержать клавиатуру для ввода значений площади основания используемых емкостей, диаметра скважины, календарного времени, номера скважины, значений уставок по всем параметрам и т.п., световую и звуковую сигнализацию о превышении заданных значений уставок, вычислитель (контроллер), обеспечивающий функции вычисления по заданным алгоритмам на базе информации, введенной с клавиатуры и полученной от измерительных модулей по информационным кабелям, суммарного объема промывочной жидкости в емкостях и интенсивности притока-поглощения при бурении и подъеме инструмента, индикаторы измеряемых и вычисляемых параметров и интерфейс передачи информации на станцию геолого-технологических исследований, на рабочее место бурового мастера, супервайзера и на верхний уровень управления буровыми работами.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может использоваться для измерения объема, плотности и температуры жидкостей в резервуарах, сообщающихся с атмосферой, в частности в нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслях для контроля объема, плотности и температуры промывочной жидкости (ПЖ) в приемных и доливных емкостях буровых установок при бурении скважин.
Комплекты контрольно-измерительных приборов, которыми оснащают буровые установки, как правило, включают датчики уровня ПЖ в приемных и доливных емкостях, которые служат для контроля поглощения и притока ПЖ в процессе бурения, а также для контроля долива скважины при подъеме бурового инструмента и ликвидации катастрофических поглощений (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.454-462).
Известны датчики уровня поплавкового типа: ПУР, ДУ-1, ПУ-1 (Демихов В.И. Средства измерения параметров бурения скважин. Справочное пособие. - М.: Недра, 1990), Погрешность измерения таких датчиков составляет ±1,5-2,5% от верхнего предела измерения (1,6-2,5 м). Недостатками известных поплавковых датчиков уровня являются низкая точность их показаний, связанная с налипанием на поплавок твердой фазы ПЖ и изменением плотности ПЖ, а также сложность конструкции датчиков, приводящая к частым отказам. В настоящее время производство этих датчиков прекращено.
Из источников информации (Emerson Process Management. Оборудование будущего, доступное сегодня! - Emerson Process Management. Отпечатано в России. Издание 4, 01.2004) и (Приборы измерения уровня фирмы KROHNE. - KROHNE, 04.2004. - 7.02366.23.00) также известны бесконтактные акустические и радарные уровнемеры, имеющие высокую точность определения уровня (погрешность ±5-20 мм), но использование их для измерения уровня ПЖ в емкостях проблематично из-за наличия пены на поверхности жидкости, а также корочки льда при низких температурах. Дополнительным сдерживающим фактором являются чрезвычайно высокие цены этих уровнемеров.
Наряду с датчиками уровня известные системы контроля содержат аппаратурные средства измерения плотности ПЖ в качестве параметра, определяющего давление на вскрываемые пласты и стенки скважины, перенос энергии от насоса к забойному
гидравлическому двигателю и насадкам долота, размыв породы на забое и т.д. К поддержанию заданной плотности и ее точному определению предъявляются жесткие требования. Погрешность в измерении плотности ПЖ не должна превышать 20 кг/м3 в диапазоне измерения 800-2640 кг/м3 (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.489-504).
Для непрерывного автоматического измерения плотности ПЖ используют весовые плотномеры, в которых взвешивается определенный объем жидкости; гидростатические плотномеры, измеряющие давление столба жидкости постоянной высоты (к ним относятся и пьезометрические); поплавковые плотномеры, основанные на определении выталкивающей силы, равной весу вытесненной жидкости, и резонансные (вибрационно-массовые) плотномеры, основанные на изменении колебательной (присоединенной) массы, которая в свою очередь определяется по изменению резонансной частоты.
К весовым плотномерам относится автоматический плотномер АВП-1 (Демихов В.И. Средства измерения параметров бурения скважин. Справочное пособие. - М.: Недра, 1990), к настоящему времени снятый с производства. К недостаткам АВП-1 следует отнести необходимость применения специального насоса для перекачки ПЖ и большую зависимость его показаний от вибраций, которым подвержена буровая установка при работе поршневых насосов.
К гидростатическим плотномерам относится пьезометрический плотномер ПЖ типа ПП-1, принцип действия которого основан на преобразовании перепада давления воздуха в пьезометрических трубках, погруженных в ПЖ на разную глубину, в пропорциональный пневматический сигнал (Демихов В.И. Средства измерения параметров бурения скважин. Справочное пособие. - М.: Недра, 1990). К настоящему времени он также снят с производства. Недостатками плотномера ПП-1 являются: необходимость иметь источник сжатого воздуха, использование пневматических преобразователей и регистратора, не применяющихся в практике проведения буровых работ, а также недостаточно высокую точность измерения (27 кг/м3).
Гидростатические плотномеры, аналогичные плотномеру ПП-1 с подачей воздуха в пьезометрические трубки применяются многими зарубежными сервисными фирмами, поставляющими приборы контроля процесса бурения. К приборам такого рода относится система для контроля плотности и температуры раствора ТД-2000 фирмы М/Д «ТОТКО» (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.500), имеющая высокую точность (±12 кг/м3) по плотности и достаточно низкую точность (±1,2°С) по температуре. К недостаткам системы ТД-2000 следует отнести большую сложность из-за наличия блоков подготовки воздуха,
блоков пневмопреобразователей, а также необходимость постоянного обслуживания и высокую стоимость.
Более простыми и надежными являются гидростатические плотномеры, не использующие подачу воздуха, имеющие два датчика давления, расположенные с разносом 150-400 мм (база измерения) на штанге, спускаемой в приемную емкость. Примером такого плотномера является плотномер фирмы RIGSERV LTD [(Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.501), поставляющей комплексные системы процесса бурения.
Недостатками плотномеров данной конструкции являются большое влияние на их показания налипания твердой фазы на разделительные мембраны и невысокая точность из-за малой базы измерения.
Наиболее близкой к заявляемой системе является комплексная аппаратура «Раствор-1», содержащая измерительные элементы для непрерывного измерения плотности, температуры, уровня (объема) и интенсивности притока/поглощения и долива ПЖ в рабочих емкостях и доливной емкости буровой установки. Комплексная аппаратура «Раствор-1» входит в комплект станций геолого-технологических исследований «Разрез», «Сириус» (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.504) и применяется на буровых установках в настоящее время. Комплексная аппаратура «Раствор-1», имея высокие метрологические показатели (погрешность определения плотности ±10 кг/м3, температуры ±0,1°С, уровня ±2 мм и т.д.), обладает и рядом недостатков, к которым следует отнести следующие: так как измерительные элементы (приемники давления) погружены в ПЖ (на базе 300 мм) для нормальной работы измерителей плотности и уровня необходимо ежесуточно очищать приемную часть измерителей давления от налипшей твердой фазы; комплексная аппаратура «Раствор-1» сложна в изготовлении; невозможна замена первичных преобразователей, входящих в комплект «Раствор-1» непосредственно на буровой.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является разработка системы измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях буровой установки, обеспечивающей повышение точности определяемых параметров, а также повышение надежности работы системы и снижение сложности обслуживания за счет упрощения конструкции.
Технический результат достигается тем, что разработана система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях буровой установки, содержащая, по меньшей мере, два измерительных модуля, каждый из которых представляет конструкцию, состоящую из двух коаксиально-расположенных
труб, соединяющихся в верхней части с герметичным отсеком, в котором расположены измерители уровня, давления и температуры промывочной жидкости, блок электроники, измерительные модули снабжены кронштейнами для установления в емкостях и соединены информационными кабелями с информационным табло бурильщика.
Измеритель уровня, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, может быть выполнен в виде высокоточного объемного реверсивного расходомера-счетчика, вход которого соединен с межтрубным пространством коаксиально-расположенных труб, выход сообщается с атмосферой.
Измеритель давления, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, может быть выполнен в виде высокоточного кварцевого датчика давления и температуры, вход которого соединен с полостью внутренней трубы, обеспечивающего возможность измерения давления жидкости во внутренней трубе с учетом поправки на температуру и вычисления значения плотности промывочной жидкости с учетом показаний измерителя уровня.
Измерительный модуль может дополнительно содержать датчик температуры промывочной жидкости, размещенный на нижней части внутренней трубы и электрически соединенный с блоком электроники, размещенным в герметичном отсеке.
Указанный датчик температуры промывочной жидкости может быть выполнен в виде высокоточного резистивного или кварцевого термометра.
Блок электроники, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, может содержать встроенный источник автономного питания, обеспечивающий непрерывность измерений.
Коаксиально-расположенные трубы, входящие в состав измерительных модулей могут быть выполнены из высокопрочного стеклопластика, наружные и внутренние стенки труб покрыты фторопластовой пленкой.
Информационное табло бурильщика может содержать клавиатуру для ввода значений площади основания используемых емкостей, диаметра скважины, календарного времени, номера скважины, значений уставок по всем параметрам и т.п., световую и звуковую сигнализацию о превышении заданных значений уставок, вычислитель (контроллер), обеспечивающий функции вычисления по заданным алгоритмам на базе информации, введенной с клавиатуры и полученной от измерительных модулей по информационным кабелям, суммарного объема промывочной жидкости в емкостях и интенсивности притока-поглощения при бурении и подъеме инструмента, индикаторы измеряемых и вычисляемых параметров и интерфейс передачи информации на станцию геолого-технологических
исследований, на рабочее место бурового мастера, супервайзера и на верхний уровень управления буровыми работами.
На фиг.1 представлена схема расположения предлагаемой системы измерения объема, плотности и температуры бурового раствора в приемных и доливных емкостях. На фиг.2 приведена схема конструкции отдельного измерительного модуля, входящего в состав системы.
Система измерения, показанная на фиг.1, объединяет несколько измерительных модулей 1. Количество модулей 1, входящих в систему измерения, соответствует числу используемых доливочных и приемных емкостей 2. Каждый измерительный модуль 1 снабжен кронштейном 3 для установки на стенках емкости 2, подключен к источнику питания и соединен информационным кабелем 4 с информационным табло бурильщика 5.
Представленный на фиг.2 измерительный модуль, входящий в систему измерения, содержит сборку из двух коаксиально-расположенных стеклопластиковых труб разного диаметра - внешней трубы 6 и внутренней трубы 7. Длина труб составляет примерно 2200-3000 мм. Верхние части коаксиально-расположенных труб 6 и 7 с помощью герметичных резьбовых соединений соединены с основанием 8 герметичного отсека 9, образованного цилиндром 10, ввернутым в основание 8, и крышкой 11, накрывающей верхнюю часть цилиндра 10. Внутри отсека 9 размещены кварцевый датчик 12 давления и температуры, контактирующий с полостью внутренней трубы 7 через отверстие 13, объемный расходомер 14 газа, вход которого через трубку 15 и штуцер 16 соединен с межтрубным пространством, образованным сборкой труб 6 и 7, выход объемного расходомера 14 через трубку 17 и штуцер 18 сообщается с атмосферой, блок 19 электроники со встроенной литиевой батареей, установленный на стойках, на фиг.2 не показанных. На наружной поверхности трубы 7 на расстоянии 100-200 мм от ее нижнего среза расположен датчик 20 температуры ПЖ. Датчик 20 температуры ПЖ соединен кабелем 21, уложенным вдоль наружной поверхности трубы 7 с герметичным разъемом 22, установленном на основании 8 со стороны герметичного отсека 9. На крышке 11 герметичного отсека 9 установлены герметичные силовой разъем 23 для подачи питания к блоку электроники, разъем 24 для съема и передачи информационных сигналы с выхода блока 19 электроники на информационное табло 5 и ручка 25. Нижняя часть сборки коаксиально расположенных стеклопластиковых труб 6 и 7 заправлена в центратор 26 с защитными дугами 27.
Работает заявляемая система следующим образом. Измерительные модули 1, входящие в систему измерения, с помощью ручек 25 устанавливают в каждой емкости на
кронштейнах 2, выполненных, например, в виде шарнирных держателей, неподвижная часть которых крепится к стенке емкости, а подвижная позволяет погружать измерительный модуль под уровень ПЖ на необходимую глубину. Центратор 27 с защитными дугами 28 препятствует посадке сборки коаксиально расположенных труб 6 и 7 в осадок на дне емкости, основание 8 герметичного отсека 9, в котором расположено измерительное и электронное оборудование находится значительно выше максимального уровня ПЖ. При заполнении нижней части межтрубного пространства промывочной жидкостью происходит вытеснение воздуха, который через штуцер 16 и трубку 15 попадает в объемный расходомер 14 газа, и через трубку 17 и штуцер 18 выходит в атмосферу, при этом происходит выравнивание давления воздуха в межтрубном пространстве и атмосферного давления. При повышении уровня ПЖ воздух вытесняется через расходомер 14 в атмосферу, а при понижении уровня воздух из атмосферы проходит через объемный расходомер 14 в межтрубную полость, сохраняя в ней давление равное атмосферному. За счет реверсивной работы объемного газового расходомера 14 уровень ПЖ измеряют непрерывно.
Объем воздуха Vв, вытесненный из межтрубной полости равен объему ПЖ Vпж, заполнившей межгрубное пространство:
где h - высота уровня ПЖ от нижнего обреза труб 6 и 7;
Dв - внутренний диаметр наружной трубы 6;
dн - наружный диаметр внутренней трубы 7.
Так как Dв и dн - величины постоянные, постоянной является и площадь сечения межтрубного пространства
Тогда
а
Из (3) следует, что разрешение по измерению уровня Δh определяется разрешением по измерению объема ΔVв и площадью сечения межтрубного пространства S.
Так, для применяемого объемного расходомера-счетчика ОР-40/32 рабочий объем ΔVв=1,25 см3. При Dв=13,25 см и dн=4,0 см S=125,25 см2.
Тогда , что более чем на порядок лучше, чем разрешение самых совершенных радарных уровнемеров (Emerson Process Management. Оборудование будущего, доступное сегодня! - Emerson Process Management. Отпечатано в России. Издание 4, 01.2004) и (Приборы измерения уровня фирмы KROHNE. - KROHNE, 04.2004. - 7.02366.23.00).
Принимая, что разрешение по уровню в реальных условиях работы уровнемера при использовании вытеснительного метода его измерения не превышает ±0,2 мм при диапазоне измерения 2000 мм, получим погрешность измерения уровня ±0,01%.
Блок электроники 19, имеющий постоянно включенное питание от встроенной литиевой батареи, обеспечивает непрерывность измерений. Блок электроники 19 определяет направление вращения ротора объемного расходомера 14 газа, суммирует вытесненный объем со знаком «+», а зашедший в межтрубное пространство воздух из атмосферы (при снижении уровня) со знаком «-». Реализуемый в данной системе вытеснительный способ дает возможность постоянно отслеживать уровень ПЖ в емкостях по выражению (3). Блок электроники 19 обеспечивает распознование и преобразование сигналов, полученных от датчика 12 температуры и давления, объемного расходомера 14 газа, а также от датчика 20 температуры, поступающие по кабелю 21 через разъем 22.
Для вычисления плотности промывочной жидкости используют значения давления, определенные с помощью датчика 12 (с поправкой на температуру, определяемую тем же датчиком 12), и величину h, рассчитанную по формуле (3) на основании показаний объемного расходомера 14.
Плотность ρ на интервале h вычисляют по выражению
где Р - давление во внутренней трубе 7, измеренное датчиком 12,
h - уровень, определяемый по выражению (3).
Из (4) следует, что при высокой точности определения h разрешение по измерению плотности Δρ определяется разрешением по давлению ΔР.
Например, при использовании кварцевого преобразователя давления и температуры ПДТК-Р-М ([Преобразователь давления и температуры кварцевый ПДТК-Р-М. Проспект ОАО «СКТБ ЭлПА», 2002) с диапазоном измерения 0-0,06 МПа (0-6000 мм.вод.ст) и диапазоном изменения частоты от 300 до 3000 гц разрешение по давлению составит 6000/(3000-300)=2,22 мм/гц. Тогда погрешность определения
, что значительно меньше регламентируемой погрешности (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997, стр.454-462). Принимая в расчет реальные условия измерения, можно утверждать, что реальная погрешность измерения плотности ПЖ будет не хуже, чем 0,1-0,2%.
Реализация измерения истинной температуры ПЖ датчиком 20 температуры, размещенным в непосредственной близости с ПЖ, по стандартным схемам с использованием как резистивных, так и кварцевых датчиков температуры с постоянной времени τ≈5 с гарантирует определение температуры ПЖ с погрешностью не более ±0,1°С.
Таким образом, высокие точностные характеристики системы измерения уровня, плотности и температуры ПЖ в приемных и доливных емкостях буровой установки, простота конструкции системы и ее минимальное обслуживание обеспечивают достижение технического результата заявляемой полезной модели.
Вычисление объема ПЖ в емкости производят по выражению:
где he - текущее значение h в емкости,
Se - площадь основания емкости - величина постоянная, ее значение вводят в контроллер блока электроники через клавиатуру информационного табло 3 бурильщика для каждой емкости.
Погрешность определения текущего объема в емкости ΔVe определяется погрешностью определения Δhe (±0,2 мм).
Например, для емкости площадью 20 м2 погрешность определения Ve может составить ΔVe=0,0002·20=0,004 м3=4 л.
Суммирование объемов ПЖ во всех n емкостях, задействованных в циркуляции ПЖ, производят по выражению:
Интенсивность поглощения/притока в единицу времени (л/час) или на единицу проходки (л/м) определяют по выражениям:
где - удельное поглощение/приток по времени,
- суммарный объем ПЖ в емкостях, задействованных в циркуляциях на момент времени t1,
- суммарный объем ПЖ в емкостях, задействованных в циркуляциях на момент времени t2,
- изменение объема скважины за счет ее углубления от глубины H1 до глубины Н2 за время от t1 до t2 (подсчитывается с учетом диаметра скважины).
где - удельное поглощение/приток по глубине,
, - суммарные объемы ПЖ в емкостях, задействованных в циркуляции при глубинах скважины H1 и Н2 соответственно,
- изменение объема скважины за счет ее углубления от глубины H1 до глубины Н2 (с учетом диаметра скважины).
Измерение объема долива ПЖ в скважину при подъеме инструмента производят по показаниям измерительных модулей, размещенных в доливочных емкостях.
Долив прекращают при появлении доливаемой ПЖ в желобе, а затем - в приемных емкостях и сравнивают баланс объема доливаемой жидкости Vдол с объемом Vин, занимаемым извлеченным инструментом, который определяют по формуле:
где Vуд св - удельный объем тела одной свечи, л
n - количество извлеченных свеч.
Если Vдол=Vин, то скважина не поглощает, при Vдол>Vин скважина поглощает с интенсивностью:
где (t2-t1) - время между двумя доливами.
Если Vдол<Vин - скважина проявляет с интенсивностью:
Величины притока/поглощения и данные по доливочным емкостям при проведении подъема инструмента отображаются на информационном табло бурильщика. При выходе значений притока/поглощения за установленные заранее (при помощи клавиатуры) пределы (уставки) срабатывает световая и звуковая сигнализация, информирующая бурильщика о переходе контролируемых параметров за установленные пределы.
Уставки по притоку/поглощению (как и по плотности, температуре и объему в емкостях) могут быть введены и в процессе бурения с подачей световой и звуковой сигнализации при их достижении тем или иным параметром.
Таким образом, система измерения объема, плотности и температуры в приемных и доливных емкостях по существу приобретает свойства системы контроля за работой скважины в процессе всего времени ее строительства.
Claims (8)
1. Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях буровой установки, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, два измерительных модуля, каждый из которых представляет конструкцию, состоящую из двух коаксиально-расположенных труб, соединяющихся в верхней части с герметичным отсеком, в котором расположены измерители уровня, давления и температуры промывочной жидкости, блок электроники, обеспечивающий преобразование сигналов от измерителей и осуществление вычислительной функции над преобразованными сигналами, измерительные модули снабжены кронштейнами для установления в емкостях и соединены информационными кабелями с информационным табло бурильщика.
2. Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости по п.1, отличающаяся тем, что измеритель уровня, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, выполнен в виде высокоточного объемного реверсивного расходомера-счетчика, вход которого соединен с межтрубным пространством коаксиально-расположенных труб, выход сообщается с атмосферой.
3. Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости по п.1, отличающаяся тем, что измеритель давления, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, выполнен в виде высокоточного кварцевого датчика давления и температуры, вход которого соединен с полостью внутренней трубы, обеспечивающего возможность измерения давления жидкости во внутренней трубе с учетом поправки на температуру и вычисления значения плотности промывочной жидкости с учетом показаний измерителя уровня.
4. Система измерения объема, плотности и температуры по п.1, отличающаяся тем, что измерительный модуль содержит датчик температуры промывочной жидкости, размещенный на нижней части внутренней трубы и электрически соединенный с блоком электроники, размещенным в герметичном отсеке.
5. Система измерения объема, плотности и температуры по п.4, отличающаяся тем, что датчик температуры промывочной жидкости выполнен в виде высокоточного резистивного или кварцевого термометра.
6. Система измерения объема, плотности и температуры по п.1, отличающаяся тем, что блок электроники, расположенный в герметичном отсеке измерительного модуля, содержит встроенный источник автономного питания, обеспечивающий непрерывность измерений.
7. Система измерения объема, плотности и температуры по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что коаксиально-расположенные трубы, входящие в состав измерительных модулей, выполнены из высокопрочного стеклопластика, наружные и внутренние стенки труб покрыты фторопластовой пленкой.
8. Система измерения объема, плотности и температуры по п.1, отличающаяся тем, что информационное табло бурильщика содержит клавиатуру для ввода значений площади основания используемых емкостей, диаметра скважины, календарного времени, номера скважины, значений уставок по всем параметрам, световую и звуковую сигнализацию о превышении заданных значений уставок, вычислитель (контроллер), обеспечивающий функции вычисления по заданным алгоритмам на базе информации, введенной с клавиатуры и полученной от измерительных модулей по информационным кабелям, суммарного объема промывочной жидкости в емкостях и интенсивности притока-поглощения при бурении и подъеме инструмента, индикаторы измеряемых и вычисляемых параметров и интерфейс передачи информации на станцию геолого-технологических исследований, на рабочее место бурового мастера, супервайзера и на верхний уровень управления буровыми работами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114141/22U RU51100U1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114141/22U RU51100U1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU51100U1 true RU51100U1 (ru) | 2006-01-27 |
Family
ID=36048852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114141/22U RU51100U1 (ru) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU51100U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113945291A (zh) * | 2021-09-08 | 2022-01-18 | 华能吉林发电有限公司长春热电厂 | 电缆桥架电缆隧道中间接头温度在线监测装置 |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114141/22U patent/RU51100U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113945291A (zh) * | 2021-09-08 | 2022-01-18 | 华能吉林发电有限公司长春热电厂 | 电缆桥架电缆隧道中间接头温度在线监测装置 |
| CN113945291B (zh) * | 2021-09-08 | 2024-06-04 | 华能吉林发电有限公司长春热电厂 | 电缆桥架电缆隧道中间接头温度在线监测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8794061B1 (en) | Apparatus, system and method for measuring the properties of a corrosive liquid | |
| CA2290043C (en) | Drilling fluid flow monitoring system | |
| NO880563L (no) | Fremgangsmaate og apparat for maaling av vaeskestroemning i en boreriggs returledning. | |
| CN110196038B (zh) | 测量不同高程点沉降量的测量机构及其应用 | |
| US6823271B1 (en) | Multi-phase flow meter for crude oil | |
| US8720573B2 (en) | Method for sampling and analysis of production from a subsea well for measuring salinity of produced water and also volumetric ratio between liquid fractions | |
| US20150096369A1 (en) | Apparatus, System and Method for Measuring the Properties of a Corrosive Liquid | |
| US6928862B1 (en) | Method of monitoring dual-phase liquid and interface levels | |
| WO2001049972A1 (en) | Well kick detector | |
| US11555733B2 (en) | Apparatus for determining a vertical level or density profile of a fluid column | |
| JP5101499B2 (ja) | 液中プローブ | |
| RU2220282C1 (ru) | Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора и устройство для его осуществления | |
| CN101408448B (zh) | 高频高精度水位变化测量计 | |
| CN108469257B (zh) | 一种在线悬移质泥沙测量装置 | |
| RU2291293C1 (ru) | Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях | |
| RU51100U1 (ru) | Система измерения объема, плотности и температуры промывочной жидкости в приемных и доливных емкостях | |
| US20250277687A1 (en) | Density invariant displacer-type liquid level measurement utilizing differential pressure transmitter | |
| CN105571564B (zh) | 一种高度测量传感器及使用高度测量传感器的液压支架 | |
| CN112901095A (zh) | 一种钻井出口流量非满管在线测量装置和方法 | |
| CN215108823U (zh) | 一种钻井出口流量非满管在线测量装置 | |
| CN208547406U (zh) | 一种比重法测量油乳水界面液位计 | |
| CN100368655C (zh) | 钻井用泥浆自动灌注装置 | |
| KR200268805Y1 (ko) | 연약지반 침하 측정장치 | |
| CN205826458U (zh) | 连续测量粘度仪 | |
| RU195059U1 (ru) | Комплексное скважинное фотометрическое устройство |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2005114141/22 Country of ref document: RU Effective date: 20070110 |