振動篩泥漿參數測試方法
2023-06-22 04:01:21 1
專利名稱：振動篩泥漿參數測試方法
技術領域：
本發明涉及一種振動篩泥漿參數測試方法。
背景技術：
鑽井液是指油氣鑽井過程中以其多種功能滿足鑽井工作需要的各種循環流體的總稱。鑽井液又稱鑽井泥漿或簡稱為泥漿(Muds)，本文將鑽井液簡稱為泥漿。泥漿在鑽井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鑽頭、鑽具和傳遞水動力等作用。在石油勘探和油田開發的各項任務中，鑽井起著十分重要的作用。在鑽井過程中，井底巖石被破碎後所產生的巖屑通過循環泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鑽井過程中的重要環節是通過循環泥漿來實現，故有人把泥漿比喻為鑽井工程的血液。泥漿工藝技術已成為現代油氣鑽井工程的重要組成部分。國內外大量研究資料表明泥漿在鑽井過程中具有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鑽頭、鑽具和傳遞水動力等直接關係到鑽井成本，甚至影響到鑽井成敗的重要作用。鑽井實踐也證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理措施是否妥當，直接影響井壁的穩定性，而井壁的穩定性關係到地質資料的錄取、鑽井速度、質量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鑽井工程的血液。因此，對泥漿性能參數進行實時的監測就顯得很重要。在石油勘探和油田開發的各項任務中，鑽井起著十分重要的作用。在鑽井過程中，井底巖石被破碎後所產生的巖屑通過循環泥漿被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。洗井作為鑽井過程中的重要環節是通過循環泥漿來實現，故有人把泥漿比喻為鑽井工程的血液。如今泥漿工藝技術已成為油氣鑽井工程的重要組成部分。鑽井實踐表明，泥漿性能的好壞，使用、維護措施是否妥當直接影響井壁的穩定性，而井壁的穩定性關係到地質資料的錄取、鑽井速度、質量及成本，所以，人們常把泥漿比喻為鑽井工程的血液。近40年來，國內外大量室內和工業現場試驗研究證明，在一般情況下，固相含量增加會導致泥漿的密度、粘度、切力、泥餅厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而這些性能的變化將會明顯降低鑽速、增加鑽頭用量、甚至有可能增加井漏、氣侵、卡鑽等情況，使得鑽井成本大幅度上升。泥漿是指油氣鑽井過程中以其多種功能滿足鑽井工作需要的各種循環流體的總稱。泥漿的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鑽杆、鑽杆、鑽鋌到鑽頭，從鑽頭噴嘴噴出，以清洗井底並攜帶巖屑。然後再沿鑽柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動，在到達地面後經排出管線流入泥漿池，再經各種固相控制設備進行處理後返回上水池，最後進人泥漿泵循環再用。泥漿流經的各種管件、設備構成了一整套泥漿循環系統。泥漿是指油氣鑽井過程中以其多種功能滿足鑽井工作需要的各種循環流體的總稱。泥漿的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓泥漿經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鑽杆、鑽杆、鑽鋌到鑽頭，從鑽頭噴嘴噴出，以清洗井底並攜帶巖屑。然後再沿鑽柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動，在到達地面後經排出管線流入泥漿池，再經各種固相控制設備進行處理後返回上水池，最後進人泥漿泵循環再用。泥漿流經的各種管件、泥漿工藝技術是現代油氣鑽井工程的重要組成部分。泥漿在鑽井過程中有攜帶和懸浮巖屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鑽頭及鑽具、傳遞水動力等幾方面的作用。鑽井實踐證明，泥漿性能的好壞，使用、維護和處理是否得當，直接關係到鑽井的機械鑽速、鑽頭壽命、井下問題、地面設備磨損、泥漿費用以及整個鑽井綜合成本，甚至關係到鑽井的成敗。因此，很有必要對泥漿性能參數進行實時的測量、反饋，以便及時發現問題。隨著鑽井新工藝、新技術的發展，鑽井工程對泥漿性能的要求越來越高，同時也對石油鑽井振動篩提出了更高的要求。目前傳統石油鑽井振動篩技術已越來越不能滿足現代鑽井技術發展的更高要求。一方面單一振動的分離模式，即使增大總體尺寸，也不滿足現代鑽井工程對泥漿處理量的要求；另一方面傳統振動篩的開放式分離方式不方便配備巖屑後處理裝置，巖屑露天排放，環保效果不好；另外傳統振動篩性能單一，振動篩的篩分操作環節和整個鑽井循環系統完全獨立，沒有任何反饋和智能環節，錯過了及時掌握鑽井工況的最佳時機。傳統的測試方法，無論是在實驗室、生產車間或者戶外對測試對象進行測試時，通常除了傳感器和信號調理電路之外還需要多種、多臺測試儀器。對於複雜的測試系統，還需要FFT分析儀以及個人計算機及其外設等，這使得測試系統的價格非常昂貴，體積龐大、操作複雜、攜帶不便，而且測試效率也比較低。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種振動篩泥漿參數測試方法，該振動篩泥漿參數測試方法能夠快速的完成振動篩泥漿參數的測試過程，且測試結果準確，測試步驟簡單，大大降低了測試成本。本發明的目的通過下述技術方案實現:振動篩泥漿參數測試方法，其特徵在於，包括以下步驟:(a)首先，通過泥漿參數傳感器拾取測試對象的信息並將其轉化為電量信號；(b)信號調理電路將電量信號濾除幹擾信號和不滿足採樣條件的信號，提取反映泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量物理特徵的有效信號，並將電量信號放大或衰減至採樣環節的量程範圍內；(C)信號採集電路中的接口箱將電量信號分別或同時送入多路開關；多路開關將電量信號輪流切換到採樣/保持模塊，採樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時電量信號的電壓值並保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，A/D轉換器將輸入的泥漿參數的模擬信號轉化為數位訊號輸出，並完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；接口電路將完成量化和編碼的數位訊號送到計算機進行運算分析；(d)計算機完成數位訊號的運算分析。所述步驟(a)中，泥漿參數傳感器分別測量泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量流量。
本發明所用的振動篩泥漿參數測試儀，主要由用於測試泥漿參數的泥漿參數傳感器、與泥漿參數傳感器相連的信號調理電路、與信號調理電路相連的信號採集電路、以及與信號採集電路相連的計算機構成。所述泥漿參數傳感器包括泥漿密度傳感器、泥漿粘度傳感器、巖屑計量裝置、以及泥漿流量傳感器。所述泥漿密度傳感器、泥漿粘度傳感器、巖屑計量裝置、以及泥漿流量傳感器均分別與信號調理電路相連。所述信號調理電路包括放大器和濾波器。濾波器濾除幹擾信號和不滿足採樣條件的信號，提取反映泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量物理特徵的有效信號；放大器將待採集的泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號放大或衰減至採樣環節的量程範圍內，通常放大器的增益是可調或具有多種不同增益係數，用戶可根據輸入泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號幅值的不同，選擇最佳的增益係數。所述信號採集電路包括接口箱、多路開關、採樣保持器、A/D轉換器和接口電路。接口箱將泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號分別或同時送入多路開關；多路開關將各路泥漿參數信號輪流切換到採樣/保持模塊，接口箱和多路開關實現泥漿密度、粘度、流量和巖屑等泥漿參數信號的實時採集；採樣/保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數信號的電壓值並保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，其主要用於多通道採集時各通道保持同步或相位差比較小；A/D轉換器將輸入的泥漿密度、粘度、流量或巖屑等泥漿參數的模擬信號轉化為數位訊號輸出，並完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；接口電路將完成量化和編碼的數位訊號送到計算機進行運算分析。綜上所述，本發明的有益效果是:能夠快速的完成振動篩泥漿參數的測試過程，且測試結果準確，測試步驟簡單，大大降低了測試成本。
圖1為本發明所用的測試儀的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限於此。實施例:本發明涉及的振動篩泥漿參數測試方法，包括以下步驟:(a)首先，通過泥漿參數傳感器拾取測試對象的信息並將其轉化為電量信號；(b)信號調理電路將電量信號濾除幹擾信號和不滿足採樣條件的信號，提取反映泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量物理特徵的有效信號，並將電量信號放大或衰減至採樣環節的量程範圍內；(C)信號採集電路中的接口箱將電量信號分別或同時送入多路開關；多路開關將電量信號輪流切換到採樣/保持模塊，採樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時電量信號的電壓值並保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，A/D轉換器將輸入的泥漿參數的模擬信號轉化為數位訊號輸出，並完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；接口電路將完成量化和編碼的數位訊號送到計算機進行運算分析；(d)計算機完成數位訊號的運算分析。所述步驟(a)中，泥漿參數傳感器分別測量泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量流量。本發明所用的測試儀如圖1所示，主要由用於測試泥漿參數的泥漿參數傳感器、與泥漿參數傳感器相連的信號調理電路、與信號調理電路相連的信號採集電路、以及與信號採集電路相連的計算機構成。所述泥漿參數傳感器包括泥漿密度傳感器、泥漿粘度傳感器、巖屑計量裝置、以及泥漿流量傳感器。所述泥漿密度傳感器、泥漿粘度傳感器、巖屑計量裝置、以及泥漿流量傳感器均分別與信號調理電路相連。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.振動篩泥漿參數測試方法，其特徵在於，包括以下步驟: (a)首先，通過泥漿參數傳感器拾取測試對象的信息並將其轉化為電量信號； (b)信號調理電路將電量信號濾除幹擾信號和不滿足採樣條件的信號，提取反映泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量物理特徵的有效信號，並將電量信號放大或衰減至採樣環節的量程範圍內； (C)信號採集電路中的接口箱將電量信號分別或同時送入多路開關；多路開關將電量信號輪流切換到採樣/保持模塊，採樣保持器在時鐘信號的作用下，鎖存某一瞬時電量信號的電壓值並保持信號幅值不變直到下一個時鐘信號，A/D轉換器將輸入的泥漿參數的模擬信號轉化為數位訊號輸出，並完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；接口電路將完成量化和編碼的數位訊號送到計算機進行運算分析； (d)計算機完成數位訊號的運算分析。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於，所述步驟(a)中，泥漿參數傳感器分別測量泥漿密度、粘度、流量和巖屑質量流量。
全文摘要
本發明公開了一種振動篩泥漿參數測試方法，包括(a)首先，通過泥漿參數傳感器拾取測試對象的信息並將其轉化為電量信號；(b)信號調理電路將電量信號濾除幹擾信號和不滿足採樣條件的信號，並將電量信號放大或衰減至採樣環節的量程範圍內；(c)信號採集電路中的接口箱將電量信號送入多路開關；多路開關將電量信號輪流切換到採樣/保持模塊，A/D轉換器完成相應泥漿參數信號幅值的量化和編碼；接口電路將完成量化和編碼的數位訊號送到計算機進行運算分析；(d)計算機完成數位訊號的運算分析。本發明能夠快速的完成振動篩泥漿參數的測試過程，且測試結果準確，測試步驟簡單，大大降低了測試成本。
文檔編號G01D21/02GK103105197SQ201110370260
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者呂憲冬 申請人:呂憲冬