一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法
本专利技术属于钻井液检测
，具体涉及一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法。
技术介绍
石油开采过程中，钻井液具有携带岩屑，减少钻头的磨损，平衡井壁岩石侧压力，防止井壁坍塌，平衡地层压力，以及防止井喷、井漏等重要作用，钻井液中气泡的含量对钻井液能否充分发挥上述作用具有重要影响。对于钻井液而言，其内部所含的气泡主要有以下三种来源：1、当钻遇含气地层时，地层中的气体均易扩散或侵入钻井液中；2、钻井液中的某些化学成分受高温分解及发酵产生气体；3、钻井液通过地面循环时，容易使空气侵入钻井液。钻井液中的气泡含量及其变化会影响钻井液的密度和质量流量等参数，同时，钻井液中所含的气泡还会使钻井液的流变性能变差，不利于钻井作业。
技术实现思路
为了克服以上技术的不足，本专利技术提供了一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法，其能够有效检测钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法，其特征是，包括以下过程：1)建立两条钻井液检测管路，所述的两条钻井液检测管路的输入端分别连接同一条钻井液输送干线，且每一条钻井液检测管路均设置有调压装置、压力传感器和密度计；2)调节两条钻井液检测管路中钻井液压强并使两条钻井液检测管路中钻井液压强不相同；3)采集两条钻井液检测管路中钻井液的压强和密度信息；4)计算钻井液中气泡体积的相对变化量：根据密度定义：可知两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液体积如式1和式2所示：V1=1ρ1---(1)]]>则两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液的体积之差ΔV为：式1至式3中，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度，V1和V2分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的体积，由于钻井液主要由液相、固相及气泡等成分组成，液相和固相具有不可压缩性，造成两条钻井液检测管路中的单位质量的钻井液存在体积差的主要原因是不同压强的两条钻井液检测管路中的钻井液所含的气泡体积不同，因此，两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液中气泡体积相对变化量ΔV'为：式4中，V1'和V2'分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的气泡体积，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度；5)根据波义耳—马略特定律可得钻井液中气泡的体积：式5和式6中，V1'和V2'分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的气泡体积，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度，P1和P2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的压强。上述方法中，所述钻井液中气泡的体积的具体计算过程为：在某一温度时，保持两条钻井液检测管路中钻井液的压强，由波义耳—马略特定律得，两条钻井液检测管路中单位质量的流经密度计的钻井液中所含的气泡体积之间满足函数关系P1V1'＝P2V2'，因此，两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液中气泡体积相对变化量为又由于ΔV'≈ΔV,即由此可得：式5和式6中，V1'和V2'分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的气泡体积，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度，P1和P2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的压强。上述方法中，所述的两条钻井液检测管路并联连接或者串联连接。上述方法中，所述两条钻井液检测管路中的密度计性能指标相同。上述方法中，所述两条钻井液检测管路中的密度计均采用科里奥利质量流量计。本专利技术的有益效果是：本专利技术不仅能够检测不同压强和温度时钻井液中气泡体积相对变化量，而且能够检测不同压强和温度时钻井液中气泡的体积，通过检查钻井液的变化情况，准确掌握钻井液的流变性能变化，有利于钻井作业。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是本专利技术实施例2的结构示意图。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。实施例1如图1所示，本专利技术的一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法，它包括以下过程：1)建立两条并联连接的钻井液检测管路，所述的两条钻井液检测管路的输入端分别连接同一条钻井液输送干线，且每一条钻井液检测管路均设置有性能指标相同的调压装置、压力传感器和科里奥利质量流量计。在第一路钻井液检测管路中设置调压装置甲、压力传感器甲、温度传感器甲和科里奥利质量流量计甲，在第二路钻井液检测管路中设置调压装置乙、压力传感器乙、温度传感器乙和科里奥利质量流量计乙；所述调压装置甲通过球阀甲与钻井液输入干线相连，压力传感器甲安装在调压装置甲的右端靠近科里奥利质量流量计甲的入口处，温度传感器甲安装在科里奥利质量流量计甲上，所述科里奥利质量流量计甲通过球阀丙与钻井液输出干线相连；所述调压装置乙通过球阀乙与钻井液输入干线相连，压力传感器乙安装在调压装置乙的右端靠近科里奥利质量流量计乙的入口处，温度传感器乙安装在科里奥利质量流量计乙上，所述科里奥利质量流量计乙通过球阀丁与钻井液输出干线相连。2)调节两条钻井液检测管路中钻井液压强并使两条钻井液检测管路中钻井液压强不相同；并保持所述的第一条检测管路中钻井液的压强为P1，第二条检测管路中钻井液的压强为P2。3)采集两条钻井液检测管路中钻井液的压强和密度信息；在某一温度T时，由所科里奥利质量流量计甲检测第一条检测管路中钻井液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法，其特征是，包括以下过程：1)建立两条钻井液检测管路，所述的两条钻井液检测管路的输入端分别连接同一条钻井液输送干线，且每一条钻井液检测管路均设置有调压装置、压力传感器和密度计；2)调节两条钻井液检测管路中钻井液压强并使两条钻井液检测管路中钻井液压强不相同；3)采集两条钻井液检测管路中钻井液的压强和密度信息；4)计算钻井液中气泡体积的相对变化量：根据密度定义：可知两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液体积如式1和式2所示：V1=1ρ1---(1)]]>V2=1ρ2---(2)]]>则两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液的体积之差ΔV为：ΔV=V1-V2=(1-V2V1)V1=(1-ρ1ρ2)V1=(1-ρ1ρ2)1ρ1---(3)]]>式1至式3中，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度，V1和V2分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的体积，由于钻井液主要由液相、固相及气泡等成分组成，液相和固相具有不可压缩性，造成两条钻井液检测管路中的单位质量的钻井液存在体积...
【技术特征摘要】
1.一种钻井液中气泡体积相对变化量及气泡体积的检测方法，其特征是，包括以下过程：1)建立两条钻井液检测管路，所述的两条钻井液检测管路的输入端分别连接同一条钻井液输送干线，且每一条钻井液检测管路均设置有调压装置、压力传感器和密度计；2)调节两条钻井液检测管路中钻井液压强并使两条钻井液检测管路中钻井液压强不相同；3)采集两条钻井液检测管路中钻井液的压强和密度信息；4)计算钻井液中气泡体积的相对变化量：根据密度定义：可知两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液体积如式1和式2所示：则两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液的体积之差ΔV为：式1至式3中，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度，V1和V2分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的体积，由于钻井液主要由液相、固相及气泡成分组成，液相和固相具有不可压缩性，造成两条钻井液检测管路中的单位质量的钻井液存在体积差的主要原因是不同压强的两条钻井液检测管路中的钻井液所含的气泡体积不同，因此，两条钻井液检测管路中单位质量的钻井液中气泡体积相对变化量ΔV'为：式4中，V1′和V2′分别为两条钻井液检测管路中单位质量钻井液的气泡体积，ρ1和ρ2分别为两条钻井液检测管路中钻井液的密度；5)根据波义耳—马略特定律可得钻井液中气泡的体积：
【专利技术属性】
技术研发人员：宋方臻，李栋，宋波，马玉真，王新华，陶立英，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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