Способ определения расхода промывочной жидкости на выходе из скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к измерению расхода промывочной жидкости на выходе из скважины.

Известен способ измерения расхода бурового раствора на выходе из скважины, использующий датчик скоростного напора бурового раствора флажкового типа.

Датчик потока бурового раствора устанавливается на трубопроводе, по которому протекает выходящий из скважины раствор. Он состоит из чувствительного элемента, находящегося в потоке раствора, и возвратной пружины. Под действием потока флажок старается повернуться. Возвратная пружина уравновешивает силу, действующую на флажок, и он устанавливается в позиции, зависящей от величины потока бурового раствора.

Таким образом расход промывочной жидкости определяется как произведение скорости на площадь поперечного сечения трубопровода. Скорость же определяется по скоростному напору потока

Недостаток данного способа заключается в низкой точности измерения которая обуславливается следующими причинами

Как известно в процессе бурения обычно происходит увеличение вязкости промы- вочной жидкости, особенно при разбуривании пород, содержащих глину, которая в процессе измерения образуется на поверхностях измерительных преобразователей липкие глинистые корки. На глинистые корки осаждаются частицы разбуриваемой породы (шлам), на которые вновь осаждается глина и т.д.

VI VI Os

ы о о

GJ

В результате этого изменяются параметры измерительных преобразователей, что обуславливает появление следующих погрешностей измерения:

изменяется проходное отверстие трубопровода, что приводит к уменьшению фактической площади поперечного сечения потока по отношению к расчетному, ее значению:

из-за оседания глинистой фазы изменяется форма флажка, что приводит к изменению условий его обтекания, т.к. к изменению скоростного напора, а, следовательно, - к погрешности измерения скорости и расхода;

изменение в процессе бурения компонентного состава раствора приводит к изменению вязкости в широких пределах, что также изменяет условия обтекания флажка, т.е. к изменению скоростного напора, и следовательно, ((дополнительной погрешности измерения расхода;

изменение вязкости приводит к изменению эпюры скоростей потока, а так как флажок перекрывает только часть поперечного сечения, то скоростной напор будет изменяться в зависимости от изменения эпюры скоростей или от изменения вязкости, т.е. возникнет еще одна дополнительная погрешность.

Наиболее близким по конструктивным особенностям к заявляемому способу является способ, в измерение осуществляется путем преобразования углового поворота рычага, соединенного с поплавком, контролирующим уровень жидкости, выходящей из скважины, в пропорциональные напряжения на выходе. Угол поворота рычага с поплавком определяется величиной уровня жидкости, пропорционального расходу.

Этому устройству присуща погрешность, которая обуславливается сужением поперечного сечения лотка за счет отложения глинистой корки на дне и стенках лотка. При этом для пропуска такого же количества раствора увеличивается высота потока, что будет принято за увеличение расхода, т.е. его измерение будет осуществлено с погрешностью.

Следовательно, для снижения погрешности измерения расхода необходимо уменьшить вязкость выходящего из скважины раствора. Это можно осуществить, направив часть потока чистой промывочной жидкости после нагнетательного насоса непосредственно в лоток, где этот поток будет разжижать раствор, выходящий из скважины, что приведет к ослаблению действия вышеперечисленных дистабилизирующих

факторов, обуславливающих низкую точность измерения.

В результате этого повысится точность измерения выходящего из скважины раствора, что особенно важно для распознавания начала поглощения раствора, приводящего к осложнениям.

Цель изобретения - повышение точности измерения расхода промывочной жидкости на выходе из скважины.

Указанная цель достигается тем, что в поток выходящей из скважины жидкости вводят дополнительный поток чистой .промывочной жидкости, измеряют величину

расхода чистой дополнительной промывочной жидкости, затем измеряют величину суммарного расхода промывочной жидкости, а величину расхода вытекающей из скважины промывочной жидкости определяют по разности величин суммарного расхода промывочной жидкости и расхода дополнительной чистой промывочной жидкости.

Предлагаемый способ реализуется при

помощи устройства, блок-схема которого представлена на чертеже.

На схеме обозначено: 1 - датчик расхода; 2 - измерительное устройство; 3 - коммутатор; 4 - запоминающее устройство

величины дополнительного- потока чистой промывочной жидкости: 5 - вычитающее устройство; 6 - показывающий прибор. Схема работает следующим образом. После включения насосов циркуляция

раствора начинается спустя некоторое время. За это время информация о величине потока чистого раствора поступит с датчика 1 на измерительное устройство 2 и через коммутатор 3 на запоминающее устройство

4.

Далее коммутатор 3 информацию о суммарном расходе Q (расход раствора прошедшего через скважину 6С. плюс расход чистого раствора Q4, подаваемого после насосов сразу в лоток) направляет в вычитающее устройство 5, где осуществляется вычитание

Qc Q - Q4

50

0)

Таким образом, показывающий прибор 6 демонстрирует величину выходного расхода из скважины.

Применение предлагаемого способа за 5 счет повышения точности измерения позволит точнее распознавать момент аварийного поглощения раствора При этом своевременно могут быть приняты меры к ликвидации поглощения, которое может привести к осложнениям или даже потере

скважины, на бурение которой затрачены многие десятки и сотни тысяч рублей. Этим обуславливается высокий технико-экономический эффект предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В нагнетательную линию промывочного раствора скважины встраивается патрубок, к которому подсоединяется труба, подводящая раствор к верхней части лотка. Конец трубы заваривается, и в ней просверливается 10-12 отверстий для выхода раствора в лоток.

При включении насоса раствор из патрубка поступает в лоток раньше, чем из скважины. Поэтому становится возможным вначале измерить величину Q чистого промывочного раствора, которая запоминается .в блоке 4.

Затем в лоток начинает поступать и раствор Qc из скважины, таким образом устройство измеряет сумму расходов Q4 и Qc. В блоке же 5 осуществляется операция вычитания, т.е. решается уравнение (1), а в блоке 6 индицируется искомая величина выходного потока промывочной жидкости.

Формула изобретения

Способ определения расхода промывочной жидкости на выходе из скважины основанный на измерении расхода промывочной жидкости в лотке для слива

жидкости из скважины в приемную емкость, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерения, в поток выходящей из скважины жидкости вводят дополнительный поток чистой промывочной

жидкости, измеряют расход чистой промывочной жидкости, затем измеряют суммарный расход вытекающей из скважины и чистой промывочной жидкости, а расход вытекающей из скважины промывочной

жидкости определяют по разности суммарного расхода промывочной жидкости и расхода дополнительной чистой промывочной жидкости.

Использование: изобретение относится к бурению скважин, а именно к измерению расхода промывочной жидкости на выходе из скважины и позволяет повысить точность измерения расхода промывочной жидкости на выходе из скважины. Сущность изобретения: в поток выходящей из скважины жидкости вводят дополнительный поток чистой промывочной жидкости и измеряют величину расхода чистой дополнительной промывочной жидкости. Затем измеряют величину суммарного расхода вытекающей из скважины и чистой промывочной жидкостей, а величину расхода вытекающей из скважины промывочной жидкости определяют по разности величин суммарного расхода промывочной жидкости и расхода дополнительной чистой промывочной жидкости 1 ил ел с

Q