專利名稱：用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器及其測量方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器及其測量方法。
背景技術：
鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。鉆井液又稱鉆井泥漿或簡稱為泥漿(Muds)，本文將鉆井液簡稱為泥漿。泥漿在鉆井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭、鉆具和傳遞水動力等作用。如今泥漿工藝技術已成為油氣鉆井工程的重要組成部分。鉆井實踐表明，泥漿性能的好壞，使用、維護措施是否妥當直接影響井壁的穩定性，而井壁的穩定性關系到地質資料的錄取、鉆井速度、質量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鉆井工程的血液。近40年來，國內外大量室內和工業現場試驗研究證明，在一般情況下，固相含量增加會導致泥漿的密度、粘度、切力、泥餅厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而這些性能的變化將會明顯降低鉆速、增加鉆頭用量、甚至有可能增加井漏、氣侵、卡鉆等情況，使得鉆井成本大幅度上升。在石油勘探和油田開發的各項任務中，鉆井起著十分重要的作用。在鉆井過程中，井底巖石被破碎后所產生的巖屑通過循環泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鉆井過程中的重要環節是通過循環泥漿來實現，故有人把泥漿比喻為鉆井工程的血液。泥漿是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。泥漿的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭，從鉆頭噴嘴噴出，以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動，在到達地面后經排出管線流入泥漿池，再經各種固相控制設備進行處理后返回上水池，最后進人泥漿泵循環再用。泥漿流經的各種管件、設備構成了一整套泥漿循環系統。泥漿工藝技術是現代油氣鉆井工程的重要組成部分。泥漿在鉆井過程中有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭及鉆具、傳遞水動力等幾方面的作用。鉆井實踐證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理是否得當，直接關系到鉆井的機械鉆速、鉆頭壽命、井下問題、地面設備磨損、泥漿費用以及整個鉆井綜合成本，甚至關系到鉆井的成敗。因此，很有必要對泥漿性能參數進行實時的測量、反饋，以便及時發現問題。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，該用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器能快速的測量出泥漿的密度和質量流量，且測量結果準確，測量步驟簡單，大大降低了測量成本，為泥漿應用于鉆井液提供了理論基礎。
本發明還提供了 一種基于上述傳感器的測量方法。本發明的目的通過下述技術方案實現:用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，主要由傳感器本體、安裝在傳感器本體上的傳感器U形管、以及安裝在傳感器U形管上的電磁位置傳感器構成，所述傳感器本體上設置有彼此相通的泥漿進口和泥漿出口。所述U形管的數目為兩個。所述U形管在傳感器本體上呈并排設置。所述電磁位置傳感器數目為兩個。所述電磁位置傳感器在傳感器U形管上呈對稱設置。所述傳感器U形管上還設置有電磁振蕩器。基于上述傳感器的測量方法，其特征在于，包括以下步驟:(a)首先，將傳感器整體接入泥漿出口管路中；(b)泥漿出口管路中的泥漿從泥漿進口處進入，其均勻流過傳感器U形管，傳感器U形管檢測到其性能參數；(C)最后，泥漿從泥漿出口匯合流出。綜上所述，本發明的有益效果是:能快速的測量出泥漿的密度和質量流量，且測量結果準確，測量步驟簡單，大大降低了測量成本，為泥漿應用于鉆井液提供了理論基礎。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限于此。實施例:如圖1所示，本發明涉及的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，主要由傳感器本體1、安裝在傳感器本體I上的傳感器U形管2、以及安裝在傳感器U形管2上的電磁位置傳感器3構成，所述傳感器本體I上設置有彼此相通的泥漿進口 4和泥漿出口 5。所述U形管2的數目為兩個。所述U形管2在傳感器本體I上呈并排設置。所述電磁位置傳感器3數目為兩個。所述電磁位置傳感器3在傳感器U形管2上呈對稱設置。所述傳感器U形管2上還設置有電磁振蕩器6。基于上述傳感器的測量方法，其特征在于，包括以下步驟:(a)首先，將傳感器整體接入泥漿出口管路中；(b)泥漿出口管路中的泥漿從泥漿進口 4處進入，其均勻流過傳感器U形管2，傳感器U形管2檢測到其性能參數；(c)最后，泥漿從泥漿出口 5匯合流出。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，主要由傳感器本體(I)、安裝在傳感器本體(I)上的傳感器U形管(2)、以及安裝在傳感器U形管(2)上的電磁位置傳感器(3)構成，所述傳感器本體(I)上設置有彼此相通的泥漿進口(4)和泥漿出口(5)。
2.根據權利要求1所述的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，所述U形管⑵的數目為兩個。
3.根據權利要求2所述的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，所述U形管(2)在傳感器本體(I)上呈并排設置。
4.根據權利要求1所述的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，所述電磁位置傳感器(3)數目為兩個。
5.根據權利要求4所述的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，所述電磁位置傳感器(3)在傳感器U形管(2)上呈對稱設置。
6.根據權利要求1所述的用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器，其特征在于，所述傳感器U形管(2)上還設置有電磁振蕩器(6)。
7.基于上述傳感器的測量方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)首先，將傳感器整體接入泥漿出口管路中； (b)泥漿出口管路中的泥漿從泥漿進口(4)處進入，其均勻流過傳感器U形管(2)，傳感器U形管(2)檢測到其性能參數； (c)最后,泥衆從泥衆出口(5)匯合流出。
全文摘要
本發明公開了一種用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器。該用于測量泥漿密度和質量流量的傳感器主要由傳感器本體(1)、安裝在傳感器本體(1)上的傳感器U形管(2)、以及安裝在傳感器U形管(2)上的電磁位置傳感器(3)構成，所述傳感器本體(1)上設置有彼此相通的泥漿進口(4)和泥漿出口(5)。本發明還公開了一種基于上述傳感器的測量方法。本發明能快速的測量出泥漿的密度和質量流量，且測量結果準確，測量步驟簡單，大大降低了測量成本，為泥漿應用于鉆井液提供了理論基礎。
文檔編號G01N9/00GK103105343SQ20111037748
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者劉劍國 申請人:劉劍國