精细控压钻井液流量监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种精细控压钻井液流量监测系统及方法，涉及流量监测的技术领域，前述系统包括：流量撬管汇、流量监测器以及上位机；流量监测器与流量撬管汇通信相连；上位机与所述流量监测器与上位机通信相连。通过本发明专利技术提供的系统和方法可以提高钻井技术的智能化程度，对钻井工况进行实时监测。

Flow monitoring system and method of fine pressure control drilling fluid

【技术实现步骤摘要】
精细控压钻井液流量监测系统及方法
本专利技术涉及钻井监测
，尤其是涉及一种精细控压钻井液流量监测系统及方法。
技术介绍
钻井技术发展方向朝着信息化、智能化，钻井液流量监测系统可提供丰富的钻井工程信息，不仅可对钻井工况及有关参数进行实时监测，而且可预报可能出现的溢流、井漏复杂情况，可为自动控制提供可靠的实时资料。目前钻井流量监测缺少系统化的专用流量监测设备和配套的流量监测方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种精细控压钻井液流量监测系统及方法，以提高钻井技术的智能化程度，对钻井工况进行实时监测。第一方面，本专利技术提供了一种精细控压钻井液流量监测系统，包括：流量撬管汇、流量监测器以及上位机；所述流量监测器与所述流量撬管汇通信相连；所述上位机与所述流量监测器与所述上位机通信相连。优选的，所述流量撬管汇包括连接件、缓冲管、闸板阀、质量流量计、短接；所述连接件包括双面法兰、三通接头以及两通接头，所述两通接头的数量为两个；所述双面法兰通过所述缓冲管与所述三通接头的第一端相连；所述三通接头的第二端通过所述短接与所述两通接头的一端相连；所述两通接头的另一端通过质量流量计与所述两通接头的一端相连；所述两通接头的另一端与所述双面法兰相连。优选的，所述包括流量监测器包括模数转换模块、通信模块、以及供电模块；所述模数转换模块用于获取所述质量流量计测得的数据并将所述质量流量计测得的模拟信号转换成数字信号；所述供电模块用于向所述流量监测器供电；所述通信模块用于所述流量监测器与所述上位机的通信连接。优选的，所述通信模块包括RS485/USB转换器、RS232/USB转换器以及WIFI模块的一种或多种；优选的，还包括显示器，所述显示器，所述显示器与所述上位机相连。第二方法，本专利技术提供了利用第一方面的一种精细控压钻井液流量监测方法，应用于服务器，包括：S1：发送数据获取指令以使所述流量监测器获取所述流量撬管汇传输的数据；S2：发送信号处理指令以使所述流量监测器对流量撬管汇传输的数据进行处理；所述流量撬管汇传输的数据包括液流流量，流体中一定点压强、流速、流体密度以及高度；S3：发送信号传输指令以使所述流量监测器将处理后的流量撬管汇传输的数据发送至上位机；S4：发送数据分析指令以使所述上位机对所述处理后的流量撬管汇传输的数据进行分析；S5：发送故障判断指令以使所述上位机基于所述处理后的流量撬管汇传输的数据的分析结果判断钻井液流量是否超限；若是，则发送警报；若否，则不执行任何操作。优选的，所述发送故障判断指令以使所述上位机基于所述处理后的流量撬管汇传输的数据的分析结果判断钻井液流量是否超限的步骤包括：发送流量积获取指令以使上位机构建流量积模型并利用所述流量积获取所述流量积曲线；发送泥浆泵输出功率曲线获取指令以使所述上位机获取泥浆泵输出功率曲线判断所述流量积曲线与所述泥浆泵输出功率曲线变化率相差是否超过阈值；优选的，采用如下公式获取所述流量积曲线：采用如下公式获取流体中定点压强p—流体中定点的压强(Pa或N/m2)；v—流体定点的流速(m/s)；ρ—流体密度(kg/m3)；g—重力加速度(9.8N/kg)；h—定点所在高度(m)；C—常量；ΠM＝p*Q；p为流体中某点的压强(Pa或N/m2)；Q为液体流量(m3/s或L/s)；ΠM为定义的压力流量积(N·m/s)。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供了一种精细控压钻井液流量监测系统及方法，前述系统包括：流量撬管汇、流量监测器以及上位机；流量监测器与流量撬管汇通信相连；上位机与所述流量监测器与上位机通信相连。通过本专利技术提供的系统和方法可以提高钻井技术的智能化程度，对钻井工况进行实时监测。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的流量撬管汇的结构图；图2为本专利技术实施例提供的一种精细控压钻井液流量监测方法流程图。图标：1—双面法兰；2—闸板阀；3—两通接头；4—质量流量计；5—短接；6—缓冲管；7—三通接头。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前钻井流量监测缺少系统化的专用流量监测设备和配套的流量监测方法，基于此，本专利技术实施例提供的一种精细控压钻井液流量监测系统，可以提高钻井技术的智能化程度，对钻井工况进行实时监测。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种精细控压钻井液流量监测系统进行详细介绍。结合图1所示，本专利技术提供了一种精细控压钻井液流量监测系统，包括：流量撬管汇、流量监测器以及上位机；所述流量监测器与所述流量撬管汇通信相连；所述上位机与所述流量监测器与所述上位机通信相连。具体的，所述流量撬管汇包括连接件、缓冲管6、闸板阀2、质量流量计4、短接5；所述连接件包括双面法兰1、三通接头7以及两通接头3，所述两通接头3的数量为两个；所述双面法兰1通过所述缓冲管6与所述三通接头7的第一端相连；所述三通接头7的第二端通过所述短接5与所述两通接头3的一端相连；所述两通接头3的另一端通过质量流量计4与所述两通接头3的一端相连；所述两通接头3的另一端与所述双面法兰1相连。近一步的，质量流量计4选用泥浆专用科氏力质量流量计4，现场液体的流速不低于2m/s，这样的好处是有助于自动消除管内附着的粘滞物，精度可达到0.1％。流量计安装在控压钻井节流管汇出口的同一设备上，能及时反应泥浆液的漏失或增加，并通过流量监测器实时转换监测数据并进行漏失或溢流判断；结合图1所示，撬装管线布置原则是紧凑安装减小占用空间，留出操作面在四周，介质从IN口流入，从OUT口流出；在本专利技术提供的实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精细控压钻井液流量监测系统，其特征在于，包括：/n流量撬管汇、流量监测器以及上位机；/n所述流量监测器与所述流量撬管汇通信相连；/n所述上位机与所述流量监测器通信相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种精细控压钻井液流量监测系统，其特征在于，包括：
流量撬管汇、流量监测器以及上位机；
所述流量监测器与所述流量撬管汇通信相连；
所述上位机与所述流量监测器通信相连。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量撬管汇包括连接件、缓冲管、闸板阀、质量流量计、短接；
所述连接件包括双面法兰、三通接头以及两通接头，所述两通接头的数量为两个；
所述双面法兰通过所述缓冲管与所述三通接头的第一端相连；
所述三通接头的第二端通过所述短接与所述两通接头的一端相连；
所述两通接头的另一端通过质量流量计与所述两通接头的一端相连；
所述两通接头的另一端与所述双面法兰相连。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量监测器包括模数转换模块、通信模块、以及供电模块；
所述模数转换模块用于获取所述质量流量计测得的数据并将所述质量流量计测得的模拟信号转换成数字信号；
所述供电模块用于向所述流量监测器供电；
所述通信模块用于所述流量监测器与所述上位机的通信连接。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括RS485/USB转换器、RS232/USB转换器以及WIFI模块的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器，所述显示器与所述上位机相连。


6.一种采用权利要求1所述的系统的精细控压钻井液流量监测方法，其特征在于，应用于服务器，包括：
S1：发送数据获取指令以使所述流量监测器获取所述流量撬管汇传输的数据；

【专利技术属性】
技术研发人员：张利国，马金山，齐金涛，郗凤亮，刘刚，徐海潮，栾家翠，黄强，魏立明，马龙，王星，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12