【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻井工程，具体涉及一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法。
技术介绍
1、随着石油钻井朝着深层及超深层地层迈进，大尺寸井不断增加，工程作业面临的井控风险日益突出，钻井过程中溢漏险情频繁发生。目前现场主要采用缸套容积乘泵冲乘上水效率的方式计算入口流量，该方法只能计算理论入口流量，由于泥浆泵的上水效率通常不是一个定值，因此实际入口流量与计算所得的入口流量有一定的偏差。
2、现场出口流量测量通常采用挡板流量计，然而挡板流量计只能定性测量出口流量变化趋势，不能定量测量，因此不能通过具体出入口流量差值来判断溢漏。现场主要通过总池体积的变化量来判断溢漏，当总池体积增加1m3时判断为溢流，当总池体积减少1m3时判断为井漏，该方法相较于出入口流量差值法来判断溢漏有明显的滞后性。
3、现有技术中针对径流的流量监测方案，例如专利cn 110986892 a公开了一种径流流速与流量监测方法、监测装置和监测系统，其技术方案为：一种径流流速与流量监测方法、监测装置和监测系统。所公开的检测方法是将设有用于感应径流冲力的监测面的感应装置设置在径流中，所述监测面迎着径流方向并且与径流接触；采用计算径流流速v；所公开的装置包括感应装置和径流冲力测量装置，所述感应装置上设有用于感应径流冲力的监测面，所述径流冲力测量装置用于测量径流作用在监测面上的冲力。所公开的检测系统是采用自动化数据采集和分析的手段或互联网技术的系统化检测装置。
4、上述方案中的监测装置，其结构设计形式在高压大排量环境下的管道中容易发生阻卡，导致
技术实现思路
1、本专利技术为了解决钻井溢流漏失的进出口流量监测精度问题，提出了一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，通过提高进出口流量测量的精度，从而提高溢流井漏的预测精度，提前采取措施，保证现场作业安全。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤一、测量出口流量；
5、步骤二、利用设计的流量监测装置获取精确的入口流量参数；
6、步骤三、计算t时间内入口流量和出口流量的总差值q；
7、步骤四、判断若q>0.5，则输出井漏预警；若-0.5<q<0.5则输出正常；若q<-0.5，则输出溢流或气侵。
8、进一步的，所述流量监测装置包括设置在待测管道上的感应装置和与之连接的接触体，所述接触体设置在径流中，用于将管道径流冲力带来的转动趋势传递给感应装置。
9、进一步的，所述的利用设计的流量监测装置获取精确的入口流量参数包括：
10、根据感应装置的测量值，基于伯努利方程推导出流量计算模型，得到入口流量q＝v*a；式中，v为管道内流体的速度，m/s；a为管道截面积，m2；
11、其中，管道内流体的速度v按照下式计算：
12、
13、式中，ρ为钻井液的密度，kg/m3；s为接触体的截面积，m2；f为接触体受到的冲击力，cd为不同流体情况下感应装置的斜率变化比值。
14、进一步的，所述感应装置与接触体之间设置有传动杆，传动杆与感应装置通过键槽固定连接，所述接触体设置在传动杆的端部偏离传动杆中心线的一侧。
15、进一步的，接触体的截面积s按照下述方法确定：
16、保持泥浆泵排量不变，测试流体使用清水，改变接触体截面积，获取相同流体流速下不同截面积感应装置所测得的扭矩，保证感应装置最大量程满足现场需求的情况下，扭矩斜率最大的一组数据对应最佳接触体截面积。
17、进一步的，不同流体情况下感应装置的斜率变化比值cd按照如下公式计算：
18、其中，k为清水对应的斜率，ki为不同密度流体对应的斜率。
19、进一步的，接触体受到的冲击力f按照如下方式确定：在保持接触体的最佳截面积不变的情况下，确定接触体在不同流体参数下的感应装置参数图版，感应装置依据该参数图版实时获取不同流体属性下的冲击力数据。
20、进一步的，钻井液的密度ρ采用密度监测机构测得，所述密度监测机构设置在扭矩传感器后端，包括音叉密度传感器、泥浆流入管、缓冲罐、泥浆流出管；音叉密度传感器通过法兰盘与缓冲罐连接，缓冲罐内壁采用音质合金钢喷涂研磨工艺处理，防止高速流体对缓冲罐内壁造成冲蚀；所述缓冲罐用于将泥浆流入管内的泥浆减速缓冲，以满足音叉密度传感器正常使用。
21、进一步的，所述流量监测装置在管道的不同位置或同一位置的不同方位安装，安装时接触体与传动杆构成的平面与径流方向垂直。
22、进一步的，所述感应装置安装在壳体上，壳体上设置有快拆模块，所述快拆模块位于接触体与传动杆的外侧，快拆模块内壁设置有o型金属密封圈，与静密封构成双重密封。
23、进一步的，所述接触体为球体，其表面有硬质合金喷涂研磨层。
24、综上所述，本专利技术具有以下优点：
25、1、本专利技术能有效解决使用出入口流量差值判断高压大排量环境下的井漏溢流时，出入口流量的准确测量问题；通过提高出入口流量的测量精度，从而提高提高出入口流量差值法预测溢流井漏的精度。
26、2、本专利技术针对入口流量监测设计的流量监测装置具有测量精度高，更换频率低等优点，可实现入口流量长时间稳定可靠监测，可操作性强。
27、3、本专利技术的入口流量监测装置中，接触小球接触面积小，采用硬质合金喷涂研磨处理，使小球耐冲蚀，能在高压大排量情况下使用。
28、4、本专利技术的入口流量监测装置中，其接触体、传动杆及扭矩传感器与快拆模块一体化设计，能够快速完成拆装，不耽误现场施工。
29、5、本专利技术中，传感器传动杆与快拆模块接触内壁采用豪克能加工技术处理，加工密封面达到镜面，降低表面粗糙度，提升装置高压密封性能。
30、6、本专利技术中，扭矩传感器与快拆模块内壁设置o型金属密封圈，与静密封一起达到双重密封的效果，提升监测装置的高压密封性能；
31、7、本专利技术中，采用密度传感器时刻监测流道内泥浆的密度，能有效提高密度、流速监测精度。
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1.一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述流量监测装置包括设置在待测管道上的感应装置(5)和与之连接的接触体(1)，所述接触体(1)设置在径流中，用于将管道径流冲力带来的转动趋势传递给感应装置(5)。
3.根据权利要求2所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述的利用设计的流量监测装置获取精确的入口流量参数包括：
4.根据权利要求2所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述感应装置(5)与接触体(1)之间设置有传动杆(2)，传动杆(2)与感应装置(5)通过键槽固定连接，所述接触体(1)设置在传动杆(2)的端部偏离传动杆(2)中心线的一侧。
5.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，接触体的截面积S按照下述方法确定：
6.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，不同流体情况下感应装置的斜率变化比值C
7.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，接触体受到的冲击力F按照如下方式确定：在保持接触体的最佳截面积不变的情况下，确定接触体在不同流体参数下的感应装置参数图版，感应装置依据该参数图版实时获取不同流体属性下的冲击力数据。
8.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，钻井液的密度ρ采用密度监测机构测得，所述密度监测机构设置在扭矩传感器后端，包括音叉密度传感器(10)、泥浆流入管、缓冲(11)罐、泥浆流出管；音叉密度传感器(10)通过法兰盘与缓冲罐(11)连接，缓冲罐内壁采用音质合金钢喷涂研磨工艺处理，防止高速流体对缓冲罐(11)内壁造成冲蚀；所述缓冲罐用于将泥浆流入管内的泥浆减速缓冲，以满足音叉密度传感器(10)正常使用。
9.根据权利要求4所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述流量监测装置在管道的不同位置或同一位置的不同方位安装，安装时接触体(1)与传动杆(2)构成的平面与径流方向垂直。
10.根据权利要求4所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述感应装置(5)安装在壳体(9)上，壳体(9)上设置有快拆模块(6)，所述快拆模块(6)位于接触体(1)与传动杆(2)的外侧，快拆模块(6)内壁设置有O型金属密封圈，与静密封构成双重密封。
11.根据权利要求2-10任意一项所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述接触体(1)为球体，其表面有硬质合金喷涂研磨层。
...【技术特征摘要】
1.一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述流量监测装置包括设置在待测管道上的感应装置(5)和与之连接的接触体(1)，所述接触体(1)设置在径流中，用于将管道径流冲力带来的转动趋势传递给感应装置(5)。
3.根据权利要求2所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述的利用设计的流量监测装置获取精确的入口流量参数包括：
4.根据权利要求2所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，所述感应装置(5)与接触体(1)之间设置有传动杆(2)，传动杆(2)与感应装置(5)通过键槽固定连接，所述接触体(1)设置在传动杆(2)的端部偏离传动杆(2)中心线的一侧。
5.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，接触体的截面积s按照下述方法确定：
6.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，不同流体情况下感应装置的斜率变化比值cd按照如下公式计算：
7.根据权利要求3所述的一种基于进出口流量模型预测井漏溢流的方法，其特征在于，接触体受到的冲击力f按照如下方式确定：在保持接触体的最佳截面积不变的情况下，确定接触体在不...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓虎，魏强，段慕白，薛秋来，何弦桀，冯胤翔，徐文，李中权，韩雄，左星，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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