Устройство для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров промывочной жидкости. Устройство содержит аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом. Аккумулирующая емкость имеет заборное сопло для закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы буровой скважины. Струйный аппарат выполнен многоканальным. Между ним и выходным отверстием аккумулирующей емкости установлен патрубок с накладным датчиком ультразвукового расходомера, электрически соединенным с компьютером информационно-измерительной системы. При этом струйный аппарат имеет то количество каналов, которое обеспечивает в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера. Обеспечивается непрерывность и автоматизация контроля вязкости, снижаются трудоемкость и временные затраты, повышается качество технологических операций в скважине. 1 ил.

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров промывочной жидкости.

Известны устройства для контроля вязкости жидкостей (вискозиметры), предназначенные для проведения измерений в условиях специализированных лабораторий (Физический энциклопедический словарь: В 5-ти т. / Науч. совет. изд. «Сов. энциклопедия». - М.: «Сов. энциклопедия», 1966. - Т. 1, с. 276-278). Такие вискозиметры отличаются высокой сложностью конструкций и большими затратами времени на проведение измерений. По этой причине нашедшие применение в буровой практике ротационные вискозиметры, например, типа ВСМ-3 используются в основном при разработке рецептуры промывочных жидкостей.

Для вискозиметрии промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины применяется специально созданное для этой цели устройство для контроля условной вязкости типа СПВ-5, основанное на течении вязкой среды в достаточно длинной трубке с малым диаметром проходного отверстия (см. книгу Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: «Недра», 1974, 458 с., с. 141-142, а также Справочник бурового мастера, П.Т. Иночкин, В.А. Прокшиц, Издательство «Недра», 1968, 477 с., с. 343 и 352). Это устройство содержит аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом. Время истечения через струйный аппарат заданного объема промывочной жидкости определяет величину условной вязкости, по которой судят о прокачиваемости жидкости в процессе бурения и принимают решение о регулировании или стабилизации ее свойств.

Несмотря на простоту конструкции, процесс контроля условной вязкости промывочной жидкости с помощью указанного устройства требует больших затрат времени на его проведение и является при этом достаточно трудоемким. Объясняется это тем, что для измерений, обычно проводимых в передвижных лабораториях, необходимо в любых погодных условиях осуществлять многократный отбор проб промывочной жидкости из циркуляционной системы буровой скважины, доставлять их в лабораторию, заливать в аккумулирующую емкость, с помощью секундомера измерять время истечения через струйный аппарат заданного объема жидкости в приемный бачок, вручную заносить показания измерений в бортовой журнал или компьютер и, наконец, удалять (утилизировать) жидкость из бачка. Другим серьезным недостатком конструкции известного устройства является невозможность обеспечения непрерывного автоматического контроля условной вязкости в процессе бурения скважины при бесконтактном с промывочной жидкостью съеме показаний измерений, что препятствует повышению качества осуществляемых в скважине технологических операций.

Рассмотренное устройство для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины является наиболее близким к предлагаемому.

Изобретением решается задача устранения указанных выше недостатков.

Для достижения этого технического результата в предлагаемом устройстве для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины, содержащем аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом, аккумулирующая емкость снабжена заборным соплом с возможностью закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы, при этом струйный аппарат выполнен многоканальным, а между ним и выходным отверстием аккумулирующей емкости установлен патрубок с накладным датчиком ультразвукового расходомера, причем количество каналов струйного аппарата выбрано таким образом, что обеспечивает в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины от указанного выше известного наиболее близкого к нему устройства являются снабжение аккумулирующей емкости заборным соплом с возможностью закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы, выполнение струйного аппарата многоканальным, установление между выходным отверстием аккумулирующей емкости и струйным аппаратом патрубка с накладным датчиком ультразвукового расходомера, наличие количества каналов струйного аппарата, обеспечивающего в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом.

Устройство для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины содержит аккумулирующую емкость 1 с сетчатым фильтром 2 и выходным отверстием в горловине 3, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом 4. Аккумулирующая емкость 1 снабжена заборным соплом 5, выполненным в виде фланца с горловиной для герметичной быстросъемной установки в ней верхней части упомянутой емкости с помощью уплотнительного резинового кольца 6. Заборное сопло 5 имеет возможность закрепления, например, с помощью сварки на днище горизонтально транспортного участка 7 циркуляционной системы буровой скважины. При этом в днище транспортного участка 7 должно быть предусмотрено ответное отверстие. В качестве транспортного участка 7 целесообразно использовать участок на выходе отводной трубы сито-гидроциклонной установки (на чертеже не показаны) либо горизонтально установленный на конце трубы сливной желоб. Причем выделенный таким образом транспортный участок 7 должен быть расположен над приемной емкостью скважины (на чертеже не показана) для обеспечения слива в нее отработанной в струйном аппарате 4 устройства промывочной жидкости. Для фиксации аккумулирующей емкости 1 в горловине заборного сопла 5 служит П-образная скоба 8. Для обеспечения этого в верхней части аккумулирующей емкости 1 предусмотрена кольцевая канавка, а в теле горловины заборного сопла 5 выполнены две ответные параллельные прорези. Между выходным отверстием аккумулирующей емкости 1 и струйным аппаратом 4 герметично установлен патрубок 9. Соединение верхней части патрубка 9 с горловиной 3 осуществлено с помощью ответных резьбовых окончаний. В отверстии нижней части патрубка 9 плотно размещен верхний конец струйного аппарата 4, имеющий цилиндрическую форму и фланец 10, входящий своей торцовой поверхностью в соприкосновение с торцом упомянутого патрубка. Для фиксации указанных торцовых поверхностей относительно друг друга служит накидная гайка 11. При этом струйный аппарат 4 может быть изготовлен из нержавеющей стали или из неметаллического материала. Конструктивно струйный аппарат 4 выполнен в виде многоканальной матрицы с откалиброванными по диаметру одинаковыми отверстиями при одинаковой длине каналов 12 в соответствии с параметрами, установленными для стандартного вискозиметра СПВ-5. Для уменьшения гидравлического сопротивления и ликвидации зон застоя вязкой среды при переходе из патрубка 9 в каналы 12 на верхней торцовой поверхности струйного аппарата 4 предусмотрена конусная воронка 13. На боковой поверхности патрубка 9 с помощью хомута 14 жестко закреплен накладной ультразвуковой, например, доплеровский датчик 15 расходомера. Внутренний диаметр патрубка 9 минимизирован по величине и в соответствии с техническими характеристиками выпускаемых промышленностью ультразвуковых расходомеров находится в пределах 12,7÷25 мм. При этом количество каналов 12 струйного аппарата 4 выбрано таким образом, что обеспечивает в патрубке 9 скорость движения промывочной жидкости в пределах диапазона измерений скорости используемого расходомера. Причем при выборе (расчете) количества стандартных каналов для струйного аппарата 4 следует исходить из верхнего предела измерений условной вязкости в диапазоне, обычно составляющем 15÷50 с. В этом случае расчетная скорость движения промывочной жидкости в патрубке 9 должна находится в пределах диапазона измерений скорости расходомера или иначе превышать нижний предел измерений в этом диапазоне. Так, например, для осуществления надежного контроля условной вязкости в указанном диапазоне измерений вполне приемлемым можно считать применение ультразвукового расходомера DFM 5.0 с нижним пределом измерений скорости 0,075 м/с (Internet:wvw.artvik.com. Artvik, Inc., 2008) при наличии в струйном аппарате 4 четырех каналов 12 диаметром 5 мм, обеспечивающих в патрубке 9 с внутренним диаметром 15 мм скорость движения промывочной жидкости в пределах 0,226÷0,754 м/с. Так как скорость истечения промывочной жидкости через струйный аппарат 4 пропорциональна количеству каналов 12, то несложно выявить алгоритм определения текущего значения условной вязкости для предлагаемого устройства, который с учетом привязки к стандартному методу измерений примет вид:

где n - количество каналов 12 в струйном аппарате 4;

Vст=500 см3 - стандартный объем промывочной жидкости, используемый для проведения измерений условной вязкости;

υп - скорость движения промывочной жидкости в патрубке 9, измеряемая датчиком 15 расходомера;

SП=π·D2/4 - площадь поперечного сечения проходного отверстия патрубка 9;

D - внутренний диаметр патрубка 9.

Работа устройства для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины заключается в следующем.

После закрепления на днище горизонтального транспортного участка 7 под выполненным в нем отверстием заборного сопла 5 в горловине последнего с помощью скобы 8 фиксируют аккумулирующую емкость 1. Электрически присоединяют датчик 15 расходомера к компьютеризированной информационно-измерительной аппаратуре (на чертеже не показана), а затем восстанавливают циркуляцию промывочной жидкости. В процессе движения промывочной жидкости в сито-гидроциклонном блоке буровой установки происходит ее очищение от твердых частиц размером более 0,05…0,1 мм. В результате чего создаются благоприятные условия для проведения измерений условной вязкости жидкости непосредственно в циркуляционной системе скважины. При прохождении жидкости по отводной трубе сито-гидроциклонного блока происходит разделение ее на два потока, больший из которых поступает на выход упомянутой трубы с изливом в приемную емкость, а меньший - при поступлении на транспортный участок 7 через заборное сопло 5 заполняет доверху аккумулирующую емкость 1, обеспечивая таким образом необходимый высотный напор. В процессе заполнения аккумулирующей емкости 1 жидкостью происходит ее дополнительная очистка от твердых частиц с помощью сетчатого фильтра 2, самоочищающегося скоростным потоком жидкости. При истечении жидкости через каналы 12 струйного аппарата 4 происходит ее излив в приемную емкость и обновление в аккумулирующей емкости 1. В результате чего при изменении вязкости жидкости происходит изменение регистрируемой с помощью датчика 15 расходомера скорости υп ее движения в патрубке 9. Это дает возможность с привлечением алгоритма (1) вычислять с помощью компьютера информационно-измерительной аппаратуры текущие значения условной вязкости tтек промывочной жидкости в реальном масштабе времени. При этом получаемые показания используются для оперативного решения ряда технологических задач, способствующих повышению эффективности процесса бурения. После приостановки циркуляции промывочной жидкости на длительный период, связанный, например, с проведением спуско-подьемных операций бурового инструмента, устройство промывают струей небольшого количества воды либо извлекают из заборного сопла 5 для проведения с ним профилактических мероприятий.

Устройство для контроля условной вязкости промывочной жидкости в циркуляционной системе буровой скважины, содержащее аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом, отличающееся тем, что аккумулирующая емкость снабжена заборным соплом с возможностью закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы, при этом струйный аппарат выполнен многоканальным, а между ним и выходным отверстием аккумулирующей емкости установлен патрубок с накладным датчиком ультразвукового расходомера, электрически соединенным с компьютером информационно-измерительной системы, причем количество каналов струйного аппарата выбрано таким образом, что обеспечивает в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к очистке буровых растворов, применяемых при бурении скважин. Устройство включает первую систему сбора текучей среды для функционального размещения под фильтром вибрационного сита и несущей системой для сбора бурового раствора от первой секции фильтра сита и несущей системы, вторую систему сбора текучей среды для присоединения при модификации к вибрационному ситу.

Изобретение относится к способам рекультивации шламов бурения. Осуществляют разбавление шлама растворителем-разбавителем с последующим разделением полученной смеси на минеральную и жидкую фазы и их последующую утилизацию.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам очистки от шлама буровых растворов при бурении нефтегазоразведочных, промысловых и других скважин.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к очистке бурового раствора при бурении с отбором образцов керна. Буровой раствор, используемый в буровой машине, извлекают на выходе из скважины и транспортируют в очистное устройство (501).

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к изоляции и мониторингу текучей среды, используемой для гидроразрыва пласта. Система включает в себя несколько гибких конструкций изоляции текучей среды для хранения текучих сред, применяемых или получаемых в процессе гидроразрыва пласта.

Изобретение относится к способу и устройству для повышения добычи на месторождении, содержащем породу, которая включает в себя по меньшей мере один раскрываемый путем размельчения породы минерал ценного материала и по меньшей мере один другой минерал, причем минерал ценного материала имеет более высокую плотность, чем по меньшей мере один другой минерал.

Изобретение относится к способу и устройству для определения локальной величины зерна минерала для минерала ценного материала в породе месторождения или залежи, причем порода включает в себя по меньшей мере один другой минерал, и при этом минерал ценного материала имеет более высокую плотность, чем по меньшей мере один другой минерал.

Изобретение относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Вибрационное сито высокочастотное с энергосберегающим виброприводом резонансного действия для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама содержит станину, раму вибрирующую с закрепленными на ней сменными ситовыми кассетами, вибратор линейных колебаний, четыре пружины, на которых рама вибрирующая установлена на станине, устройства закрепления ситовых кассет на раме вибрирующей, устройство для регулировки угла наклона рамы вибрирующей, шибер с механизмом управления, поддон с выпускными окнами для очищенного бурового раствора, который размещен в станине, приемную емкость для бурового раствора, которая на входе содержит приемный патрубок с фланцем для подвода бурового раствора к вибрационному ситу, а на выходе оснащена полкой с отверстиями для равномерного распределения бурового раствора по ширине ситовой кассеты, принимающей буровой раствор на обработку.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к области обработки буровых растворов для буровых скважин. Устройство содержит, по меньшей мере, один фильтр вибрационного сита, имеющий верхнюю и нижнюю сторону, воздушную вакуумную систему, соединенную с по меньшей мере одним фильтром вибрационного сита или его секцией для всасывания через них рабочего объема воздуха, систему сбора бурового раствора.

Группа изобретений относится к области нефтяной промышленности, в частности к очистке и обезвреживанию буровых отходов. Способ включает прием бурового шлама с желобной линии буровой установки или после вибросит со шнекового транспортера, также бурового раствора и буровой сточной воды, подготовку к обезвреживанию бурового шлама, подготовку растворов реагентов для обезвоживания и обезвреживания бурового шлама, раствора и сточной воды, смешивание последних с реагентами, введение с одновременным перемешиванием нейтрализующего и капсулирующего состава, коагулянта и флокулянта в буровой шлам в последовательно соединенных реакторах для созревания перед обезвоживанием бурового шлама.

Группа изобретений относится к системам для локализации и регулирования жидкостей, получаемых на рабочей площадке, например площадке для бурения нефтяных или газовых скважин.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к буровым насосам. Буровой насос прямого привода с постоянными магнитами имеет электродвигатель с постоянными магнитами, вал, соединенный с электродвигателем, и блок нагнетания насоса, соединенный с концом вала, противоположным электродвигателю.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к изоляции и мониторингу текучей среды, используемой для гидроразрыва пласта. Система включает в себя несколько гибких конструкций изоляции текучей среды для хранения текучих сред, применяемых или получаемых в процессе гидроразрыва пласта.

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть использована при строительстве буровых скважин для размещения отходов бурения. Способ включает создание чаши шламонакопителя, устройство противофильтрационного экрана на днище и бортах чаши.

Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылегазоподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, который имеет вид двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра для размещения адсорбента между внутренней стенкой большего цилиндра и внешней стенкой меньшего цилиндра, а внутренней стенкой он насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров бурового раствора. Устройство содержит, по меньшей мере, датчик температуры, измерители уровня и скорости течения раствора и плотномер, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер.
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к способам экологически безопасной утилизации буровых сточных вод при проведении буровых работ на суше.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам отвода шлама от рабочего места бурильщика на буровых станках, предназначенных для бурения скважин ударно-вращательным способом в подземных условиях.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для предотвращения потерь бурового раствора при отсоединении труб. .

Изобретение относится к емкостям-хранилищам техногенного назначения и может быть использовано для сбора жидких углеводородов при их аварийных разливах. Устройство содержит трубные секции в виде жесткого цилиндрического корпуса с крышкой. Во внутренней полости секции размещена эластичная оболочка, герметично присоединенная к внутритрубной части технологического патрубка в крышке. К противоположной части патрубка присоединены приемное и раздаточное устройства. Приемное устройство снабжено приемной воронкой, перепускным блоком, вентилем и патрубком для коллекторного соединения с ответным патрубком приемного устройства смежной трубной секции. Раздаточное устройство снабжено раздаточным патрубком, присоединенной к нему раздаточной трубой с заглушкой и патрубком для соединения с ответным патрубком раздаточного устройства смежной трубной секции. В нижней средней части корпуса трубной секции установлен нагнетательный патрубок с возможностью соединения с трубой для нагнетания сжатого воздуха в полость между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью эластичной оболочки. Снижается опасность проникновения жидких углеводородов в грунт, повышаются технологические возможности для откачки из амбара жидких углеводородов. 4 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров промывочной жидкости. Устройство содержит аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом. Аккумулирующая емкость имеет заборное сопло для закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы буровой скважины. Струйный аппарат выполнен многоканальным. Между ним и выходным отверстием аккумулирующей емкости установлен патрубок с накладным датчиком ультразвукового расходомера, электрически соединенным с компьютером информационно-измерительной системы. При этом струйный аппарат имеет то количество каналов, которое обеспечивает в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера. Обеспечивается непрерывность и автоматизация контроля вязкости, снижаются трудоемкость и временные затраты, повышается качество технологических операций в скважине. 1 ил.

Наверх