【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定流体的流挂性的方法和装置，并且更具体地，在一个非限制性实施方案中，涉及用于以无创的方式确定随着时间变化的钻井流体的流挂性的方法和装置。
技术介绍
1、诸如钻井泥浆之类的含有悬浮颗粒的井流体存在问题的现象是“流挂”。例如，当流体循环停止一段时间时，例如，当钻柱必须从井中松开时，就会出现流挂，这是由于所形成的流体沉降或分层引起，由此形成“重点”。流挂也可能涉及使各部分移动或变动，尤其是诸如重晶石之类的组分已被浓缩的“重点”。流挂可能不会发生在整个井，但是，甚至发生在井的较小区段中也会引起下文提到的问题。
2、如果井垂直或接近垂直，则此类沉降不会特别造成问题。如果井或所提及的井的一区段接近水平，则问题的严重程度也相对较小。然而，如果井或其一区段的偏离角度(即，相对于垂直方向的角度)相对较高，但远小于90°，则流挂问题会变得特别严重。定向钻井的出现和最近取得的进步，导致产生相对高度偏离的井，例如，偏离角度为20°或以上的井，使得流挂问题目前成为行业关注的焦点。
3、更准确地说，流挂可定义为颗粒沉降在井环空中，这可能发生在泥浆静止或循环时。由于二次流动和重力的组合，加重材料(例如，重晶石)可在高角度井中的流动泥浆中沉降(流挂)。如果沉降时间延长，则井筒的上部将失去泥浆密度，从而降低孔中的静液压力，因此地层流体能够流入(反冲)进入井中。
4、因流挂现象引起的其它问题是钻杆卡住，难以重新启动和/或维持流体的适当循环，可能发生循环失败并且不成比例地去除井中的流体的较轻组分。
6、已经开发出在实验室环境中测试和/或分析井流体的其它属性的技术，但其中许多技术并不是为了分析流挂，也没有一种技术能完全满足这一目的(例如，在基于光传输的解决方案中)。通常，流体的流挂性测试涉及允许样本老化固定时间长度，然后通过测量流体的离散水平密度，即打开测试池，取下和采样流体的顶部三分之一，取下和采样流体的中间三分之一，以及取下和采样流体的下部三分之一，从而破坏性地检查已经发生的流挂量。该测试方法是更二元测试方法，因为它仅在一定时间间隔之后指示发生了流挂，并且需要以特定时间间隔进行若干次测试才确定流挂发生的时间，其中每次测试都需要通过上述方法对流体进行集合并且随后进行分开。
7、美国专利5086646号描述一种用于分析井流体中的流挂现象的一种方法和装置，其中容纳待测试的流体样本的细长容器与垂直方向成一角度安装在力响应设备上，该力响应设备提供容器的质量中心的可测量的、可变的指示。该角度被选择为对应于待进行测试的井偏离角度的角度，并且可使样本经受热和压力以进一步模拟井下状况。由力响应设备提供的前述指示被重复测量并且在功能上与时间相关。
8、在本领域中，期望开发出一种以无创的方式跟踪流体的质量分布的运动学变化的测试装置和方法，这不需要进行多次测试，并且能够跟踪正在发生的流挂的速率。
技术实现思路
1、提供一种非限制性的用于以无创的方式确定流体质量的基于时间的流挂的装置，该装置具有测试池，该测试池具有内室；支撑架，该支撑架具有以能够旋转的方式接合测试池的枢轴，其中测试池围绕与枢轴相交的横向轴线旋转；旋转器，该旋转器被配置为使测试池围绕枢轴旋转，该旋转从第一点和第二点；和转矩传感器，该转矩传感器被配置为在旋转期间估算与在第一点与第二点，包括第一点和第二点在内，之间的至少一个点处的测试池相关联的转矩值，其中该转矩值表示流体质量的质量中心的位置的变化。在操作时，测试池包含液体质量，并且测试池的原始质量中心由所存在的液体质量确定。
2、另外，在另一非限制性实施方案中，还提供用于测量流体的基于时间的流挂性的无创式方法，其中该方法包括提供具有内室的测试池，其中该内室包含含有质量的液体，其中当该测试池处于初始垂直位置时，该测试池包括原始质量中心；在足以发生流体流挂的时间段之后，使测试池相对于垂直方向从第一点旋转到第一点与第二点之间的至少一个点的角度；测量围绕原始质量中心的角惯性矩的转矩；以及使用测量得出的转矩来确定从旋转中心到所得到的质量中心的距离，该距离与基于时间的流挂性成正比。
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1.一种用于以无创的方式确定流体质量的基于时间的流挂性的装置(10)，所述装置(10)包括：
2.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括连接到所述测试池(14)的升降机(28)，所述升降机(28)被配置为使所述测试池沿着所述测试池(14)的纵向轴线(30)移动。
3.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括热联接到所述内室中的液体质量的加热器，所述加热器被构造成加热所述内室中的所述液体质量。
4.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括与所述内室中的所述液体质量压力连通的加压器，所述加压器被配置为向所述内室中的所述液体质量施加压力。
5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置(10)，其中所述旋转器(22)被配置为使所述测试池(14)围绕原始质量中心以小于90°的角度旋转。
6.一种用于测量流体的基于时间的流挂性的无创式方法，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中体积没有蒸汽空间。
8.根据权利要求6所述的方法，其中在使所述测试池(14)旋转时，横向轴线
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述旋转包括小于90°的弧形。
10.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括加热所述液体质量。
11.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括使所述液体质量经受压力。
12.根据权利要求6、7、8、9、10或11中任一项所述的方法，所述方法包括将所述测量得出的转矩与一组参考标准进行比较，从而确定所述质量中心的位移。
13.根据权利要求8所述的方法，所述方法包括根据以下等式确定随时间推移随着所述质量中心的变化而变化的基于时间的流挂性：
14.根据权利要求6、7、8、9、10或11中任一项所述的方法，其中所述流体是钻井流体。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于以无创的方式确定流体质量的基于时间的流挂性的装置(10)，所述装置(10)包括：
2.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括连接到所述测试池(14)的升降机(28)，所述升降机(28)被配置为使所述测试池沿着所述测试池(14)的纵向轴线(30)移动。
3.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括热联接到所述内室中的液体质量的加热器，所述加热器被构造成加热所述内室中的所述液体质量。
4.根据权利要求1所述的装置(10)，所述装置还包括与所述内室中的所述液体质量压力连通的加压器，所述加压器被配置为向所述内室中的所述液体质量施加压力。
5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置(10)，其中所述旋转器(22)被配置为使所述测试池(14)围绕原始质量中心以小于90°的角度旋转。
6.一种用于测量流体的基于时间的流挂性的无创式方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·埃弗哈德，
申请(专利权)人：贝克休斯油田作业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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