一种钻井液滤液量检测装置及方法与流程

1.本发明涉及钻井液性能检测的技术领域，更具体地，涉及一种钻井液滤液量检测装置及方法。


背景技术：

2.钻井液是钻井工程的“血液”，钻井液滤失量是衡量钻井液性能的重要参数之一，目前最常规的钻井液滤液量获取方式，主要有：手动高温高压滤失仪和api滤失仪，其滤液量测量手段，普遍采用目视量筒读取并记录，由于操作人员的的介入，读取的数据误差与操作人员对量筒标准读数规范应用程度紧密挂钩，且数据需由人员手动录入数据中心，过程较为繁琐；另外较为先进的钻井液滤液量读取技术，采用光感器微型摄像机，光感器的测量范围覆盖所需量筒的量程，拍摄得到图像由上位机进行信号处理分辨滤液面刻度值，需保证量筒的清洁，无结垢附壁现象，否则会影响读取数据，相机位置固定，不符合量筒读数规范，需设计修正参数，修正参数与相机固定位置，所需量筒固定位置，容量大小、刻度大小紧密相关，应用较为复杂。
3.现有技术公开了一种钻井液滤失量测量装置及方法，包括钻井液罐、暂存罐、真空泵、失水量测量罐、测量组件和空气压缩机；通过真空泵对暂存罐抽负压，钻井液由管道进入暂存罐中，当暂存罐液位达到设定液位时，停止进料；打开失水量测量罐的进水阀门，重力作用使暂存罐内的待测钻井液流进失水量测量罐中，到达设定液位后，关闭进料阀门，并打开进气阀门，压缩空气进入失水量测量罐中，罐内压力升高，进行失水量测试，滤液经过定量滤纸和流量计后流出；到达预定时间后，停止加压，通过失水量出口安装的流量计读出失水量数据。该方案可模拟人工测量钻井液，实验数据和实验结果对现场的钻井生产具有指导性，但是上述方案结构繁多、模拟过程工序繁琐。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻井液滤液量检测装置及方法，可简单、方便地对钻井液滤液进行在线测量。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.提供一种钻井液滤液量检测装置，包括容器、水箱和电极式液位计，所述容器可与滤失仪的泄液口连接以将滤液注入容器中，所述电极式液位计包括公共端和若干测量探针，所述测量探针插入容器内且与所述容器之间留有间隙，所述公共端固定于所述容器的底部，且所述公共端可通过所述容器内的滤液与所述测量探针导通，所述水箱可与所述容器连通并向所述容器内注水。
7.本发明的钻井液滤液量检测装置，包括容器、水箱和电极式液位计，电极式液位计的公共端固定于所述容器底部，测量探针插入容器内，当容器内液体的液位与测量探针在同一水平高度时，公共端与测量探针通过滤液导通，触发电极式液位计。使用时，先标定容器内滤液可触发电极式液位计的测量探针时的液体体积，然后将容器对准滤失仪的泄液
口，滤液进入容器内，当滤失结束，将水箱内的水注入容器中，直至触发电极式液位计，记录从水箱中注入容器中的水的体积，最后将标定的液体体积与注入的水的体积作差，计算出钻井液滤液量。本发明的钻井液滤液量检测装置，采用电极的方法感知液面高度同时补充液量到定量体积，通过定量体积与补液体积的差值得到滤液准确体积，结构简单，可方便地在线监测钻井液滤液量。
8.进一步地，还包括支架，所述容器固定于所述支架，保证容器内液体触发电极式液位计的测量探针时体积稳定，防止由于容器倾斜的原因造成滤液触发电极式液位计的测量探针的体积与标定的液体体积产生偏差，影响测量结果准确性。
9.进一步地，所述容器为绝缘体结构，所述电极式液位计的公共端插入容器内并位于容器的底部。
10.进一步地，所述容器为导体结构，所述电极式液位计的公共端固定于所述容器的外壁或与所述容器导通的就近点位置。
11.进一步地，还包括水槽，所述容器可与所述水槽连通并向所述水槽排出滤液。
12.进一步地，所述水槽与所述容器之间连接有用于将滤液从容器排入水槽的排液泵，在滤失过程中，当滤液大量产生时，滤液稳定触发电极式液位计，需要开启排液泵，向水槽中排出定量的滤液，使容器内滤液液位位于测量探针下方。
13.进一步地，所述水箱与所述容器之间连接有用于将水从水箱中注入容器的注液泵。
14.进一步地，还包括控制器，所述电极式液位计、排液泵、注液泵分别与所述控制器连接，所述控制器可用于计算钻井液滤失滤液体积。
15.本发明还提供一种钻井液滤液量检测方法，应用于上述的钻井液滤液量检测装置，包括以下步骤：
16.s1：组装如权利要求1至8任一项所述的钻井液滤液量检测装置，标定所述电极式液位计的测量探针所能测量的液体体积v1；
17.s2：将容器对准滤失仪的泄液口，钻井液滤液通过泄液口进入容器内；
18.s3：待滤失结束，从水箱向容器中注水直至触发电极式液位计的测量探针，记录注入容器的水的体积v3；
19.s4：计算钻井液滤液量v：
20.v＝v
1-v3。
21.本发明的钻井液滤液量检测方法，先组装钻井液滤液量检测装置，标定电极式液位计的测量探针所能测量的液体体积v1，然后将容器与滤失仪的泄液口对接，使滤失后的滤液进入容器中，待滤失结束后，向容器中注水，直至触发电极式液位计的测量探针，记录从水箱中注入容器中的水的体积v3，通过计算v1与v3的差值可得到滤液准确体积，本发明的钻井液滤液量检测方法，采用电极的方法感知液面高度同时补充液量到定量体积，通过定量体积与补液体积的差值可方便地在线检测得到滤液准确体积。
22.优选地，步骤s2中，若钻井液滤液稳定触发电极式液位计的测量探针，需从容器中定量排出体积为v2的滤液至水槽中，步骤s4中钻井液滤液量v为：
23.v＝v1 v
2-v3。
24.本发明的钻井液滤液量检测装置及方法与背景技术相比，产生的有益效果为：
25.采用电极的方法感知液面高度同时补充液量到定量体积，通过定量体积与补液体积的差值得到滤液准确体积，结构简单，可方便地对钻井液滤液量进行在线测量。
附图说明
26.图1为本发明实施例中钻井液滤液量检测装置的结构示意图；
27.图2为本发明实施例中检测钻井液滤液量的原理框图；
28.图3为本发明实施例中检测钻井液滤液量的流程图；
29.附图中：1-容器；2-水箱；3-水槽；4-注液泵；5-排液泵；6-测量探针；7-公共端。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.实施例一
33.一种钻井液滤液量检测装置，包括容器1、水箱2和电极式液位计，容器1可与滤失仪的泄液口连接以将滤液注入容器1中，电极式液位计包括公共端7和若干测量探针6，测量探针6插入容器1内且与容器1之间留有间隙，公共端7固定于容器1的底部，且公共端7可通过容器1内的滤液与测量探针6导通，水箱2可与容器1连通并向容器1内注水。
34.上述的钻井液滤液量检测装置，包括容器1、水箱2和电极式液位计，电极式液位计的公共端7固定于所述容器1底部，测量探针6插入容器1内，当容器1内液体的液位与测量探针6在同一水平高度时，公共端7与测量探针6通过滤液导通，触发电极式液位计。使用时，先标定容器1内滤液可触发电极式液位计的测量探针6时的液体体积，然后将容器1对准滤失仪的泄液口，滤液进入容器1内，当滤失结束，将水箱2内的水注入容器1中，直至触发电极式液位计，记录从水箱2中注入容器1中的水的体积，最后将标定的液体体积与注入的水的体积作差，计算出钻井液滤液量。本实施例的钻井液滤液量检测装置，采用电极的方法感知液面高度同时补充液量到定量体积，通过定量体积与补液体积的差值得到滤液准确体积，结构简单，可方便地在线监测钻井液滤液量。
35.还包括支架，容器1固定于支架，保证容器1内液体触发电极式液位计的测量探针6时体积稳定，防止由于容器1倾斜的原因造成滤液触发电极式液位计的测量探针6的体积与标定的液体体积产生偏差，影响测量结果准确性。
36.容器1为绝缘体结构，电极式液位计的公共端7插入容器1内并位于容器1的底部。当容器1内液体高度在测量探针6下方时，公共端7与容器1不导通，且测量探针6与容器1之
间留有间隙，只有在容器1内液体液位达到测量探针6的高度时，测量探针6才与公共端7通过滤液导通，使电极式液位计触发。
37.水箱2与容器1之间连接有用于将水从水箱2中注入容器1的注液泵4。当滤失结束后，滤液液位在测量探针6下方，通过注液速率稳定的注液泵4将水从水箱2中泵入容器1内，根据注液泵4的流量大小和注液泵4开启时间可方便地得到注入容器1内的水的体积。
38.实施例二
39.本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，容器1为导体结构，电极式液位计的公共端7固定于容器1的外壁或与容器1导通的就近点位置。当容器1内液体高度在测量探针6下方时，由于测量探针6与容器1之间留有间隙，公共端7无法通过容器1壁面与测量探针6导通，当容器1内液体液位达到测量探针6的高度时，公共端7通过容器1的壁面及容器1内的滤液与测量探针6导通，使电极式液位计触发。
40.实施例三
41.本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，还包括水槽3，容器1可与水槽3连通并向水槽3排出滤液，水槽3与容器1之间连接有用于将滤液从容器1排入水槽3的排液泵5。在滤失过程中，当滤液大量产生时，滤液稳定触发电极式液位计，需要开启排液泵5，向水槽3中排出定量的滤液，使容器1内滤液液位位于测量探针6下方，当滤失结束后，通过注液速率稳定的注液泵4将水从水箱2中注入容器1内，根据注液泵4的流量大小和注液泵4开启时间可方便地得到注入容器1内的水的体积，根据标定的液体体积、排出的定量滤液的体积和注入的水的体积，可方便地计算得到钻井液滤液量。
42.还包括控制器，电极式液位计、排液泵5、注液泵4分别与控制器连接，控制器可用于计算钻井液滤失滤液体积。将容器1对准滤失仪的泄液口，在滤失过程中，容器1内滤液的高度逐渐上升，当滤液稳定触发电极式液位计测量探针6时，处理器接收到电极式液位计的信号，控制排液泵5定量排液，当滤失结束后，控制注液泵4开启，向容器1内注水，同时开始计时，直至容器1内液体触发测量探针6时，处理器接收到电极式液位计的信号，控制注液泵4关闭，同时停止计时，记录下注水时间，处理器根据标定的液体体积、排出的定量滤液的体积、注液泵4的流量的大小和注水时间，计算出钻井液滤液量，处理器还可与显示器连接，在显示器上显示出钻井液滤液量。
43.实施例四
44.如图1所示，一种钻井液滤液量检测方法，应用于实施例一、实施例二、实施例三中的钻井液滤液量检测装置，包括以下步骤：
45.s1：组装钻井液滤液量检测装置，标定电极式液位计的测量探针6所能测量的液体体积v1；
46.s2：将容器1对准滤失仪的泄液口，钻井液滤液通过泄液口进入容器1内；
47.s3：待滤失结束，从水箱2向容器1中注水直至触发电极式液位计的测量探针6，记录注入容器1的水的体积v3；
48.s4：计算钻井液滤液量v：
49.v＝v
1-v3。
50.上述的钻井液滤液量检测方法，先组装钻井液滤液量检测装置，标定电极式液位计的测量探针6所能测量的液体体积v1，然后将容器1与滤失仪的泄液口对接，使滤失后的
滤液进入容器1中，待滤失结束后，向容器1中注水，直至触发电极式液位计的测量探针6，记录从水箱2中注入容器1中的水的体积v3，通过计算v1与v3的差值可得到滤液准确体积，本实施例的钻井液滤液量检测方法，采用电极的方法感知液面高度同时补充液量到定量体积，通过定量体积与补液体积的差值可方便地在线检测得到滤液准确体积。
51.步骤s1中，电极式液位计的测量探针6所能测量的最大液体体积v1的标定过程为：用量筒盛装具有导电性的液体，将量筒中的液体注入容器1内直至触发电极式液位计的测量探针6，记录注入容器1的液体的体积v1，然后将注入容器1的液体排出。
52.步骤s2中，若钻井液滤液稳定触发电极式液位计的测量探针6，需从容器1中定量排出体积为v2的滤液至水槽3中，步骤s4中钻井液滤液量v为：
53.v＝v1 v
2-v3。
54.步骤s4中，水箱2和容器1分别与注液泵4连接，标定注液泵4的流量大小为s，向容器1内注水的具体过程为：待滤失结束，开启注液泵4，向容器1内注水，当容器1内的液体触发电极式液位计的测量探针6关闭注液泵4，记录注液泵4从开启至关闭的时间t，则注入容器1内的水的体积为：
[0055]v3
＝s
×
t；
[0056]
则钻井液滤液量为：
[0057]
v＝v1 v
2-s
×
t。
[0058]
在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0059]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。