专li名称

多功能钻井液智能监控仪的制作方法

技术领域

多功能钻井液智能监控仪技术领域[0001]本实用新型涉石油钻井施工中同时对钻井液进口和出口流量进行监测的多功能钻井液智能监控仪。

背景技术

[0002]在石油钻井领域中，进口和出口钻井液流量是施工中重要的参数之一，钻井液流量是判断施工中发生井涌、井漏和钻井作业泵效的降低等异常情况发生的最主要直接手段。[0003]目前石油钻井领域在钻井液流量测量方面主要应用机械挡板式出口流量计，该流量计安装在钻井液出口部位，钻井液流出时推动挡板倾斜，通过挡板式倾斜角度来计量钻井液流量。这种流量计测量误差较大，且受施工环境影响，特别是在冬季挡板易被冻住。[0004]在非钻井领域对液体流量的测量有涡轮流量计、浮子流量计、超声波流量计及电磁流量计等，测量对象是在直径较小的管内的液体，且液体成分稳定。而在钻井领域的钻井液是含有固相的混合物液体，且液体成分及固相含量实时变化，增大了测量的难度，非钻井领域对液体流量进行测量的流量计很难适应钻井领域对液体流量的测量。实用新型内容[0005]为了克服现有钻井液流量计计量误差大，不适应钻井施工的恶劣环境，无法准确实时监测钻井液进口和出口流量并直接显示准确数值的缺点。本实用新型提供一种多功能钻井液智能监控仪。该智能监控仪可以准确计量钻井液的进出量，适应钻井施工中的恶劣环境，确保钻井施工顺利进行，避免钻井成本的无谓损耗。[0006]本实用新型的技术方案是一种多功能钻井液智能监控仪，包括入口传感器及出口传感器，其中，所述入口传感器中的正负电极置于钻井液入口管道内，出口传感器中的正负电极置于钻井液出口管道内，所述的入口传感器中的正负电极与出口传感器中的正负电极分别通过数据传输线与监控主机连接，监控主机与显示器连接。[0007]所述的监控主机包括电源模块，用于提供I /0处理器、ARM处理器及液晶显示器的工作电压；I /0处理器，将正负电极a、b采集的数据信号进行放大处理；ARM处理器，将放大后的信号滤出干扰波并经过校正形成有效的数据信号，然后将数据输出至显示器；显示器模块，用于将数据信号显示在触摸面板上；存储器控制单，用于将处理过的数据信号存储回放。[0008]本实用新型的有益效果是由于采用上是技术方案，在钻井施工过程，将传感器的正负电极置于被测管道内，进口、出口钻井液流量的监测不受外界条件影响，准确实时监测钻井液进口和出口的流量，并直接真实准确的显示数据信息，及时判断钻井施工中发生的井涌、井漏等复杂情况，有效预防事故的发生，确保钻井施工顺利进行，避免钻井成本的无谓损耗，从而减少井喷事故的发生，大程度上确保钻井安全、节约钻井成本。

具体实施方式

以下结合附图对本使用新型作进一步说明[0013]由图1及图2所示，该多功能钻井液智能监控仪，通过电磁感应原理测量管内钻井液的流速，从而计算出流量值，包括入口传感器2及出口传感器4，入口传感器2及出口传感器4内有正负电极a、b，是数据采集系统，电极结构形式采用外插式含钼不锈钢电极，其具强耐磨性，其中，所述入口传感器2中的正负电极置于钻井液入口管道1内，出口传感器4中的正负电极置于钻井液出口管道3内，所述的入口传感器2中的正负电极与出口传感器4中的正负电极分别通过数据传输线与监控主机5连接，监控主机5与显示器6连接， 监控主机5与显示器6置于司钻房内。[0014]上述的监控主机是数据处理系统，包括电源模块，用于提供I /0处理器、ARM处理器及液晶显示器的工作电压；I /0处理器，将正负电极a、b采集的数据信号进行放大处理；ARM处理器，将放大后的信号滤出干扰波并经过校正形成有效的数据信号，然后将数据输出至显示器；显示器模块，用于将数据信号显示在触摸面板上；存储器控制单，用于将处理过的数据信号存储回放，如图2所示。[0015]而所述的I /0处理器及ARM处理器由摩托罗拉公司提供，ARM处理器包括A/D采样电路，滤掉杂波，采集流量波；励磁控制CPU，把励磁频率提高到85赫兹，增大采集的流速点；三值波高频励磁电路，用于零点校正，以克服脉动流形成的不稳定性。由于钻井液的流动特殊性，解决脉动流问题成了重中之重，如果使用传统的低频方波励磁方式，是不能真实的表现高流速和低流速以及从低到高的变化量，故本实用新型的多功能钻井液智能监控仪主机采用高频励磁方式，把励磁频率提高到85赫兹，也就是每秒采集85个流速点，是传统方式的14倍。虽然通过高频励磁得到了准确的脉动流状态下的准确流量，但是高频励磁同时也有负面影响，那就是电噪声和表现脉动流状态下的稳定性，监控主机又在电路中加入了降噪处理和三值波励磁，也就是在每一个正波负波之间增加了零点校正功能，在85个信号采集中间增加了 170个零点矫正，成功的克服了脉动流形成的不稳定性。[0016]数据处理系统将采集到的数据进行滤波、降噪等处理，形成准确的流量数值，并通过司钻房内的显示器显示，使操作人员及时掌握钻井参数。[0017]该多功能钻井液智能监控仪可实时监控出、入口钻井液流量的数值，同时具有报警功能。在钻井施工中，通过对比出、入口钻井液流量的差值，可快速预判是否有溢流或井漏的发生，从而尽快做出反应，避免产生严重的不良后果；同时通过入口传感器采集到的数据，可准确监控钻井泵的泵效率，通过对比出、入口钻井液流量的降低值，判断钻井泵是否正常工作，及时进行检修，避免低排量钻进，防止发生钻井事故。

权利要求1.一种多功能钻井液智能监控仪，包括入口传感器（2）及出口传感器0），其特征在于所述入口传感器（2）中的正负电极置于钻井液入口管道（1）内，出口传感器中的正负电极置于钻井液出口管道（3）内，所述的入口传感器（2）中的正负电极与出口传感器（4） 中的正负电极分别通过数据传输线与监控主机（5）连接，监控主机（5）与显示器（6）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能钻井液智能监控仪，其特征在于所述的监控主机包括电源模块，用于提供I /0处理器、ARM处理器及液晶显示器的工作电压；I /0处理器， 将正负电极a、b采集的数据信号进行放大处理；ARM处理器，将放大后的信号滤出干扰波并经过校正形成有效的数据信号，然后将数据输出至显示器；显示器模块，用于将数据信号显示在触摸面板上；存储器控制单，用于将处理过的数据信号存储回放。

专l摘要本实用新型涉石油钻井施工中可同时对钻井液进口和出口流量进行监测的多功能钻井液智能监控仪。其目的是为了克服现有钻井液流量计计量误差大，不适应钻井施工的恶劣环境，无法准确实时监测钻井液进口和出口流量并直接显示准确数值的缺点。该多功能钻井液智能监控仪，包括入口传感器及出口传感器,所述入口传感器中的正负电极置于钻井液入口管道内，出口传感器中的正负电极置于钻井液出口管道内，所述的入口传感器中的正负电极与出口传感器中的正负电极分别通过数据传输线与监控主机连接，监控主机与显示器连接。

文档编号E21B21/08GK202325324SQ20112045647

公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日

发明者史成发, 李国庆, 毕春林, 郭光奇 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局