【技术实现步骤摘要】
一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置及方法
[0001]本专利技术涉及井下流量电磁测量
，尤其涉及基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置及预警方法。
技术介绍
[0002]在石油或天然气开采中，容易发生井喷、原油泄漏、有害气体中毒等意外事故。其中井喷是一种地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象，大多发生在开采石油天然气的现场。
[0003]在钻井施工过程中，由于井下地层的岩石中有孔隙、裂隙或溶洞的存在，使钻井液在井下地层中有了流动通行的条件。当井下地层孔隙压力小于钻井液柱压力时，在正压差的作用下钻井液就会进入地层发生漏失；当地层劈裂压力小于钻井液的液柱压力时，则会把地层压裂，出现更大的漏失。钻井发生井漏的原因有天然因素和人为因素，渗透性漏失和天然裂缝、溶洞的漏失为天然的因素；而钻井施工措施不当，如钻井液密度过高、下钻过快、开泵过猛等造成的漏失属于人为因素。井漏会造成钻井工作的停顿或中断，严重的漏失则要贻误较长的生产时间，耗费大量的人力、物力和财力。钻井液漏失是油气勘探开发进程中一种普遍的井下复杂情...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置，其特征在于，包括测量仪器壳体、磁屏蔽层、励磁线圈、双向电磁流量检测电极、系统电源、压力传感器、双向电磁流量转换器；测量仪器壳体的外侧与环空测量域相接触，测量仪器壳体的内侧与井筒测量域相接触，预警装置内具有高导磁材料制作的磁屏蔽层，预警装置内的磁屏蔽层将预警装置分隔成两个区域，磁屏蔽层外侧至测量仪器壳体为区域I和磁屏蔽层内侧至测量仪器壳体为区域Ⅱ，两对励磁线圈安装于磁屏蔽层与测量仪器壳体之间，其中一对位于区域I内，通电后激发环空域磁场，另一对位于区域Ⅱ内，通电后在井筒域激发磁场；四块条状电极呈中心安装在预警装置内，每块条状电极的内端均穿过测量仪器壳体，中部贯穿磁屏蔽层，且与测量仪器壳体、磁屏蔽层连接处均经过密封处理，每块条状电极导电性较强的部分分别是其两端，条状电极的内端与环空测量域接触，条状电极的外端与井筒测量域接触，四块条状电极构成双向电磁流量检测电极；系统电源安装于区域I内，系统电源为整个预警装置供电，两对压力传感器分别安装于区域I内，且一对位于近井口的一端，另一对位于近井底的一端，双向电磁流量转换器安装于区域I内；提取双向电磁流量检测电极的信号和压力传感器上的信号分别得到井筒测量域与环空测量域之间的的流量及压力信息，再通过双向电磁流量转换器的模数转换将模拟量转换为数字量。2.根据权利要求1所述的一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置，其特征在于，双向电磁流量转换器采用三值梯形波励磁的方式，产生时序和大小受控的励磁电流，流过励磁线圈从而激发磁场，其中，梯形波励磁方式，使得电平变化趋于平缓，明显降低dB/dt，减小微分干扰和同相干扰的影响；三值励磁方式，通过零值励磁阶段的感应电动势动态补偿零点漂移，进一步提高零点稳定性和测量准确度，在转换电路中双路同时进行采样保持和同时模数转换，将测量电极和压力传感器接收到的流量信号由模拟量转换为计算机接收的数字量。3.根据权利要求1所述的一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置，其特征在于，条状电极是将铜金属通过电沉积工艺制成孔隙率为80％的条状泡沫金属，其中条状泡沫金属两端距端部1/10部分的孔隙中分别填充大量石墨烯，条状泡沫金属的中间部分不进行填充，使条状泡沫金属材料端部添加不锈钢镀层使端部表面光滑，每块电极之间成90度角。4.根据权利要求1所述的一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置，其特征在于，条状电极与测量仪器壳体密封处的内侧由导电胶带将电极接线片与导电线相连接，接线片内侧的绝缘垫圈与条状电极形成密封。5.根据权利要求1所述的一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警装置，其特征在于，励磁线圈为异形线圈绕制后内端部对线圈中点张角为90度，单个线圈轴向长度为井径的1/7，径向的线圈绕制厚度为轴长的1/3，端部径向直径为井径的1/6，轴中点径向直径为端部径向直径的2/3，且线圈的铁芯张角宽度为线圈端部径向直径11/12，每个线圈与电极材料成45度角放置。6.一种基于双向流量测量的井下漏失或溢流预警方法，其特征在于，其步骤如下：
其中W
f
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮，王静岚，肖小汀，曾文，肖国清，王思进，白洋，袁一萍，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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