一种智能钻井液监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能钻井液监测系统，包括泥浆池、控制器、塑形罐、收集罐、清水罐，所述泥浆来液管线中经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)：且所述泥浆来液管线为通过三通开关阀连接在泥浆池、供液泵以及收集罐上：所述泥浆池和供液泵之间的输送管道上设置有一个压力调节阀YL。该新型可方便的在钻井现场布放，安装/调试正常后无需人员干预即可连续、自动、智能的运行，连续获得并记录钻井液流变参数：塑性粘度、动切应力、流性指数、稠度系数、漏斗粘度、初静切力、终静切力、API失水且误差可有效控制在3％以内。

An intelligent drilling fluid monitoring system

【技术实现步骤摘要】
一种智能钻井液监测系统
本专利技术属于石油天然气行业钻井液性能的实时监测领域，具体涉及一种智能钻井液监测系统。
技术介绍
从“钻井液性能在线实时监测和管理”的应用角度，目前行业内还没有真正能够实现商业化运行的系统和方法；从钻井液检测的机理上，主要有旋转法和管流法两种。实验室用旋转法的检测精度相对较高，但实时性差(15分钟出一组数据)，且也仅仅是相关流变性的数据；管流法虽然能实现一定的人为实时性(1～60秒出一组数据)，但管流法系统操作复杂，测量的阶段性需要不断的人为因素介入及判断，对操作人员的知识及技术水平要求高，在操作或判断不当时会产生根本性误差；本新型正是应对管流法的不足，设计了一套全流速自动运行模拟现场的、基于狭缝毛细管路的在线钻井液性能的监测管理系统；其中，狭缝毛细管路钻井液在线检测流变性的方法，属于1991申请的公开号为：CN2085960的专利技术，目前已属于过期公开技术方案。关于钻井液流变性在线实时监测，目前有个别相对独立的方法，但就测量机理和实际的操作过程而言，还是具有相当的不确定性和局限性；(1)虽然可以在线测得钻井液的流变性，但数据间隔时间长，设备本身操作、测量状态的恢复及维护复杂，且数据种类有限；(2)虽然能够连续测量并记录钻井液流变性的表观粘度、塑性粘度、动切应力、流性指数、稠度系数，但不能连续的测量初静切力、终静切力、API失水；(3)虽然能够连续测量记录数据却要手动判断流体的流型，导致在特定流体情况下不可避免的不确定性和误差，甚至非理性数据的出现。综上所述，所以我设计了一种智能钻井液监测系统。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种智能钻井液监测系统。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种智能钻井液监测系统，包括泥浆池、控制器、塑形罐、收集罐、清水罐，所述泥浆来液管线中经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)：且所述泥浆来液管线为通过三通开关阀连接在泥浆池、供液泵以及收集罐上：所述泥浆池和供液泵之间的输送管道上设置有一个压力调节阀YL；且所述管道通过流量调节阀LL和质量流量计连接在塑形罐和狭缝流道；所述塑形罐和泥浆池连接的管道上设置有开关阀LW1；所述塑形罐上设置有能够与外界通气的气路阀ql4和与仪表风气源连接的气路阀ql3；所述仪表风气源通过气路阀ql1、气路阀ql5、气路阀ql6分别与收集罐、清水罐以及压力变送器连接；所述狭缝流道的另一端为连接着所述收集罐上；且所述狭缝流道上设置有压力变送器以及控制其在压力变送器管道的开关阀LW6；所述控制器为连接着所述开关并自动的按预定逻辑循环的控制实现；所述控制器把信息传送到嵌入式微型计算机上，从而实时进行计算并显示在随机的显示屏上，数据可以TCP/IP的形式上传，也可通过无线通讯上传。作为本专利技术的进一步优化方案，所述三通开关阀的每一个支流上分别设置有开关阀LW5、4-开关阀LW4、开关阀LW3；所述压力变送器包括压力P1、压力P2、压力P3。作为本专利技术的进一步优化方案，所述收集罐上设置有气路阀ql2；且所述收集罐为连接在所述清水罐上。作为本专利技术的进一步优化方案，所述收集罐通过一个独立的管道连接在所述塑形罐上。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：该新型可方便的在钻井现场布放，安装/调试正常后无需人员干预即可连续、自动、智能的运行，连续获得并记录钻井液流变参数：塑性粘度、动切应力、流性指数、稠度系数、漏斗粘度、初静切力、终静切力、API失水且误差可有效控制在3％以内。附图说明图1是本专利技术的连接示意图。图中：1--泥浆来液管线；2-泥浆池；3-开关阀LW5；4-开关阀LW4；5-开关阀LW3；6-供液泵；7-压力调节阀YL；8-流量调节阀LL；9-质量流量计；10-控制器；11-开关阀LW1；12-塑形罐；13-气路阀ql4；14-气路阀ql3；15-仪表风气源；16-气路阀ql2；17-气路阀ql1；18-气路阀ql5；19-收集罐；20-清水罐；21-压力P1；22-开关阀LW6；23-压力P2；24-压力P3；25-气路阀ql6；26-狭缝流道；27-嵌入式微型计算机。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：如图1所示，一种智能钻井液监测系统，包括泥浆池(2)、控制器(10)、塑形罐(12)、收集罐(19)、清水罐(20)，所述泥浆来液管线(1)中经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)：且所述泥浆来液管线(1)为通过三通开关阀连接在泥浆池(2)、供液泵(6)以及收集罐(19)上：所述泥浆池(2)和供液泵(6)之间的输送管道上设置有一个压力调节阀YL(7)；且所述管道通过流量调节阀LL(8)和质量流量计(9)连接在塑形罐(12)和狭缝流道(26)；所述塑形罐(12)和泥浆池(2)连接的管道上设置有开关阀LW1(11)；所述塑形罐(12)上设置有能够与外界通气的气路阀ql4(13)和与仪表风气源(15)连接的气路阀ql3(14)；所述仪表风气源(15)通过气路阀ql1(17)、气路阀ql5(18)、气路阀ql6(25)分别与收集罐(19)、清水罐(20)以及压力变送器连接；所述狭缝流道(26)的另一端为连接着所述收集罐(19)上；且所述狭缝流道(26)上设置有压力变送器以及控制其在压力变送器管道的开关阀LW6(22)；所述控制器(10)为连接着所述开关并自动的按预定逻辑循环的控制实现；所述控制器(10)把信息传送到嵌入式微型计算机(27)上，从而实时进行计算并显示在随机的显示屏上，数据可以TCP/IP的形式上传，也可通过无线通讯上传；所述三通开关阀的每一个支流上分别设置有开关阀LW5(3)、4-开关阀LW4(4)、开关阀LW3(5)；所述压力变送器包括压力P1(21)、压力P2(23)、压力P3(24)；所述收集罐(19)上设置有气路阀ql2(16)；且所述收集罐(19)为连接在所述清水罐(20)上；所述收集罐(19)通过一个独立的管道连接在所述塑形罐(12)上。所述本新型装置在这个实施例中，该新型系统可在线全自动智能运行并连续模拟实际环境中全流速钻井液的流动，实时取得数据，同时储存经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)，塑型罐(12)内的流体由流量调节控制阀(8)自动控制注入，在线时螺杆供液泵(6)持续工作，出口由压力调节阀(7)控制保证一定的出口压力，进口调节控制阀线性的工作，将不同流量的钻井液连续的注入狭缝毛细管(26)如图1所示，狭缝毛细管(26)上的压力变送器可以记录当前流量下的压降变化，根据这些数据能够实时求解：剪切速率、剪切力、表观黏度，并形成曲线数据，在一个流量閥的开启周期结束后，完整的曲线数据就有了，根据曲线数据可直观的判断流体是：牛顿流体、宾汉流体或是幂律流体，根据判断准确进行：塑性粘度、动切应力、流性指数、稠度系数、漏斗粘度的计算，在静止时间(10S，10min)达到时，控制停止泵，切换管路将储存的已经塑型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能钻井液监测系统，包括泥浆池、控制器、塑形罐、收集罐、清水罐，其特征在于：所述泥浆来液管线中经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)：且所述泥浆来液管线为通过三通开关阀连接在泥浆池、供液泵以及收集罐上：所述泥浆池和供液泵之间的输送管道上设置有一个压力调节阀YL；且所述管道通过流量调节阀LL和质量流量计连接在塑形罐和狭缝流道；所述塑形罐和泥浆池连接的管道上设置有开关阀LW1；所述塑形罐上设置有能够与外界通气的气路阀ql4和与仪表风气源连接的气路阀ql3；所述仪表风气源通过气路阀ql1、气路阀ql5、气路阀ql6分别与收集罐、清水罐以及压力变送器连接；所述狭缝流道的另一端为连接着所述收集罐上；且所述狭缝流道上设置有压力变送器以及控制其在压力变送器管道的开关阀LW6；所述控制器为连接着所述开关并自动的按预定逻辑循环的控制实现；所述控制器把信息传送到嵌入式微型计算机上，从而实时进行计算并显示在随机的显示屏上，数据可以TCP/IP的形式上传，也可通过无线通讯上传。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能钻井液监测系统，包括泥浆池、控制器、塑形罐、收集罐、清水罐，其特征在于：所述泥浆来液管线中经过充分搅拌的足够量的待测钻井液进行静止塑型(10S，10min)：且所述泥浆来液管线为通过三通开关阀连接在泥浆池、供液泵以及收集罐上：所述泥浆池和供液泵之间的输送管道上设置有一个压力调节阀YL；且所述管道通过流量调节阀LL和质量流量计连接在塑形罐和狭缝流道；所述塑形罐和泥浆池连接的管道上设置有开关阀LW1；所述塑形罐上设置有能够与外界通气的气路阀ql4和与仪表风气源连接的气路阀ql3；所述仪表风气源通过气路阀ql1、气路阀ql5、气路阀ql6分别与收集罐、清水罐以及压力变送器连接；所述狭缝流道的另一端为连接着所述收集罐上；且所述狭缝流道上设置有压力变送器以及控制其在压力变送器管道的开关阀L...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏，郝刚，
申请(专利权)人：广东技术师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44