【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻井工程，尤其涉及一种用于井筒返出泥浆的监测装置和方法。
技术介绍
1、油气钻井施工安全领域中，钻井泥浆通过井筒返出，井筒泥浆返出过程中可能出现溢流和漏失问题，是影响安全最为严重的两种复杂情况，需要对井筒返出泥浆进行监测。现有技术中常用的溢流和漏失监测方法存在着监测不及时、溢流漏失总量计量精度低的缺陷，有可能因为发现不及时或者处理不当而造成井塌、卡钻、井喷等复杂事故。
2、基于质量流量计的出口流量监测装置，能够监测泥浆瞬时出口流量，结合与入口流量对比分析溢流漏失，该方法较传统的体积、相对流量监测方法能够更快更精准的发现溢流漏失，已经逐渐推广使用。其中，井筒返出泥浆流出的直通管道上安装旁通管道，质量流量计安装在旁通管道上，在直通管道上安装阀门，若控制阀门关闭，则井筒返出泥浆流经质量流量计，可以通过质量流量计实时获取井筒返出泥浆的瞬时流量数据，并将信号传输给溢流漏失监测装置并获取瞬时出口流量。由于质量流量计内部属于缩颈结构，且质量流量计安装相对直通管道属于下沉式安装，当泥浆排量大，内部含大颗粒介质时，会造成质量流量计流通不佳，进而造成憋堵，如发现不及时，很容易造成泥浆憋堵回流至井口防溢管处冒出泥浆，造成环境污染，影响钻井施工。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于井筒返出泥浆的监测装置和方法，以解决直通管道和旁通管道内憋堵回流造成井口冒浆的问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、用于井筒返出泥浆的监测装置
4、过滤装置，所述过滤装置设置在所述直通管道与所述旁通管道的交接处并固定在所述直通管道的侧壁上，所述过滤装置的网孔直径小于所述质量流量计的测量管的最小管径；
5、直通阀门，直通阀门设于所述直通管道上并位于所述旁通管道的进口和出口之间；
6、压力传感器，所述压力传感器设于所述直通管道上，并位于所述直通阀门的前端用以检测阀前压力。
7、可选地，所述过滤装置采用钢筋焊接在所述直通管道的侧壁上，所述钢筋的管径为5-10mm。
8、可选地，所述直通管道的侧壁上设有通孔，所述通孔处焊接螺母接头，所述压力传感器螺纹连接于所述螺母接头上。
9、可选地，所述压力传感器为平膜压力变送器。
10、可选地，所述用于井筒返出泥浆的监测装置还包括电磁阀，所述直通阀门为气动阀门，所述电磁阀的出气口与所述直通阀门的气缸连通，所述电磁阀的进气口与气源连通，所述电磁阀被配置为控制所述直通阀门的开关状态。
11、可选地，所述用于井筒返出泥浆的监测装置还包括继电器，所述继电器通过信号线连接于所述电磁阀，所述继电器的开关状态对应于所述电磁阀的出气口的切换导通。
12、可选地，所述用于井筒返出泥浆的监测装置还包括控制单元，所述控制单元分别通信连接所述继电器、所述压力传感器和所述质量流量计，并采集所述继电器的开关状态、所述阀前压力和所述泥浆的瞬时出口流量，所述控制单元根据所述阀前压力和所述泥浆的瞬时出口流量判断所述旁通管道内的泥浆状态，并通过控制所述继电器控制所述直通阀门的开关状态以避免泥浆憋堵发生。
13、可选地，所述控制单元分别与所述质量流量计、所述压力传感器和所述继电器通过无线通讯方式连接。
14、用于井筒返出泥浆的监测方法，根据所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，用于井筒返出泥浆的监测方法包括如下步骤：
15、s1，设置直通阀门的开关状态为关闭状态，采集直通管道内的阀前压力f和旁通管道内的泥浆的瞬时出口流量q出；
16、s2，如果所述直通管道内发生泥浆憋堵，则切换所述直通阀门的开关状态为打开状态；直到所述泥浆憋堵处理完成，转步骤s1。
17、可选地，如果f＞f阈值且q下阈值＜q出＜q上阈值，则认为直通管道内发生所述泥浆憋堵；其中，f阈值为预设的上限压力阈值，q下阈值和q上阈值分别为泥浆流量的预设最小值和预设最大值。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术的用于井筒返出泥浆的监测装置，与现有技术相比，在直通管道上增设了过滤装置，过滤装置的网孔直径小于质量流量计的测量管的最小管径，泥浆在进入旁通管道之前进行了过滤，避免大于质量流量计的测量管的孔径的固体颗粒进入旁通管道造成憋堵发生。本专利技术的直通阀门的前端增设了压力传感器用以检测阀前压力，结合泥浆的瞬时出口流量，可以对直通管道内的憋堵状态进行提前判断，以便于打开直通阀门来疏通直通管道内憋堵，进而有效避免了憋堵回流造成井口冒浆的问题。
20、本专利技术提供的用于井筒返出泥浆的监测方法，可以根据直通管道内阀前压力和旁通管道内瞬时出口流量，对泥浆的憋堵情况进行监测和判断，进而可以通过打开直通管道内直通阀门的方式来处理憋堵，有效避免了憋堵回流造成井口冒浆的问题。
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1.用于井筒返出泥浆的监测装置，包括直通管道(1)和设置在所述直通管道(1)上并与所述直通管道(1)连通的旁通管道(2)，所述旁通管道(2)上设置质量流量计(3)以检测泥浆的瞬时出口流量，其特征在于，所述用于井筒返出泥浆的监测装置还包括：
2.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述过滤装置(4)采用钢筋焊接在所述直通管道(1)的侧壁上，所述钢筋的管径为5-10mm。
3.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述直通管道(1)的侧壁上设有通孔，所述通孔处焊接螺母接头，所述压力传感器(6)螺纹连接于所述螺母接头上。
4.根据权利要求3所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述压力传感器(6)为平膜压力变送器。
5.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，还包括电磁阀(7)，所述直通阀门(5)为气动阀门，所述电磁阀(7)的出气口与所述直通阀门(5)的气缸连通，所述电磁阀(7)的进气口与气源连通，所述电磁阀(7)被配置为控制所述直通阀门(5)的开关状态。
<...【技术特征摘要】
1.用于井筒返出泥浆的监测装置，包括直通管道(1)和设置在所述直通管道(1)上并与所述直通管道(1)连通的旁通管道(2)，所述旁通管道(2)上设置质量流量计(3)以检测泥浆的瞬时出口流量，其特征在于，所述用于井筒返出泥浆的监测装置还包括：
2.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述过滤装置(4)采用钢筋焊接在所述直通管道(1)的侧壁上，所述钢筋的管径为5-10mm。
3.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述直通管道(1)的侧壁上设有通孔，所述通孔处焊接螺母接头，所述压力传感器(6)螺纹连接于所述螺母接头上。
4.根据权利要求3所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，所述压力传感器(6)为平膜压力变送器。
5.根据权利要求1所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，还包括电磁阀(7)，所述直通阀门(5)为气动阀门，所述电磁阀(7)的出气口与所述直通阀门(5)的气缸连通，所述电磁阀(7)的进气口与气源连通，所述电磁阀(7)被配置为控制所述直通阀门(5)的开关状态。
6.根据权利要求5所述的用于井筒返出泥浆的监测装置，其特征在于，还包括继电器(8)，所述继电器(8)通过信号线连接于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志伟，田伟志，刘福，关玉新，吴炎，朱勇欢，张宁，唐凯，朱光宇，滕照伟，罗象煦，韩雪峰，先文博，赵德鑫，樊剑，郑丽君，
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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