Устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки



Устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки
Устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки

 


Владельцы патента RU 2602558:

Малюга Анатолий Георгиевич (RU)

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно - к наземным геолого-технологическим комплексам контроля параметров бурового раствора. Устройство содержит смонтированные на быстросъемной крышке люка датчик измерителя уровня раствора и подвесной погружной контейнер, разделенный на две части, передняя из которых снабжена электроакустическим преобразователем измерителя скорости потока с коаксиальным кабелем, герметично введенным во вспомогательную воздушную полость контейнера, и обращенным приемоизлучающей поверхностью в сторону нижней внутренней поверхности желоба. Задняя часть контейнера оснащена датчиком температуры, выведенным из вспомогательной воздушной полости на нижнюю поверхность контейнера с установленным на ней источником гамма-излучения, взаимодействующим с блоком детектирования плотномера, закрепленного на внешней нижней поверхности желоба. Электроакустический преобразователь установлен на внешней нижней поверхности передней части контейнера, выполненной в виде усеченного цилиндра, обращенного эллиптической поверхностью к нижней внутренней поверхности желоба навстречу потоку раствора. Электроакустический преобразователь размещен в охватывающей его по бокам П-образной продольной прорези на поверхности цилиндра, а его приемоизлучающая поверхность совмещена с эллиптической поверхностью последнего. Обеспечивается измерение скорости движения раствора при его предельно низком уровне выхода из скважины в желоб, повышается точность измерения скорости течения раствора, его объемного и массового расхода, упрощается техническое обслуживание устройства. 2 ил.

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно - к наземным геолого-технологическим комплексам контроля параметров бурового раствора.

Известно устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки, содержащее датчик температуры, измерители уровня и скорости течения раствора, плотномер, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, жестко закрепленный на внешней нижней поверхности желоба, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер (RU 2085726 C1, Е21В 47/00, 27.07.1997).

Недостатком этого устройства является наличие связанного с желобом измерительного трубопровода, усложняющего его конструкцию и приводящего к увеличению погрешности измерения расхода вследствие неполного отвода раствора в измерительный канал. Другим недостатком устройства является необходимость применения в нем нейтронного датчика уровня, отдельно от измерительного трубопровода устанавливаемого в желобе. Такая конструкция помимо высокой радиационной опасности и сложности периодической градуировки датчика уровня значительно усложняет монтаж-демонтаж устройства.

От указанных недостатков свободно устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки, содержащее смонтированные на быстросъемной крышке люка датчик измерителя уровня раствора и подвесной погружной контейнер, разделенный на две части, передняя из которых снабжена электроакустическим преобразователем измерителя скорости потока жидкости с коаксиальным кабелем, герметично введенным в вспомогательную воздушную полость контейнера и обращенным приемоизлучающей поверхностью в сторону нижней внутренней поверхности желоба, а задняя часть оснащена датчиком температуры, выведенным из вспомогательной воздушной полости на нижнюю поверхность контейнера с установленным на ней источником гамма-излучения, взаимодействующим с блоком детектирования плотномера, закрепленным на нижней внешней поверхности желоба, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер (RU 2520110 C1, Е21В 21/01, Е21В 44/00, 20.06.2014).

Однако данное устройство при всех своих достоинствах требует для обеспечения надежного функционирования электроакустического преобразователя обязательного погружения в раствор контейнера по крайней мере до его продольной оси. В результате чего при касании контейнера с поверхностью раствора при минимально допустимой для плотномера толщине исследуемой среды (обычно не менее 30…40 мм), связанной с обеспечением эффективности поглощения излучаемых в нее гамма-квантов, измерение скорости потока становится невозможным. Это при контроле процесса цементирования скважин приводит к потере ценнейшей информации, связанной со своевременным обнаружением низкого по уровню выхода в желоб бурового раствора и «языков» цементного раствора. Кроме того, нахождение электроакустического преобразователя внутри контейнера с обтекателем, обеспечивающим минимальное лобовое сопротивление движущемуся раствору, приводит к значительной потере чувствительности измерителя скорости за счет частичной потери энергии ультразвукового луча при прохождении через толщу контактной жидкости и стенку контейнера. При всем этом конструкция данного устройства приводит к усложнению его технического обслуживания из-за исключения свободного доступа к электроакустическому преобразователю.

Рассмотренное устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

Для достижения этого технического результата в предлагаемом устройстве дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки, содержащем смонтированные на быстросъемной крышке люка датчик измерителя уровня раствора и подвесной погружной контейнер, разделенный на две части, передняя из которых снабжена электроакустическим преобразователем измерителя скорости потока жидкости с коаксиальным кабелем, герметично введенным в вспомогательную воздушную полость контейнера, и обращенным приемоизлучающей поверхностью в сторону нижней внутренней поверхности желоба, а задняя часть оснащена датчиком температуры, выведенным из вспомогательной воздушной полости на нижнюю поверхность контейнера с установленным на ней источником гамма-излучения, взаимодействующим с блоком детектирования плотномера, закрепленным на нижней внешней поверхности желоба, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер, электроакустический преобразователь установлен на внешней нижней поверхности передней части контейнера, выполненной в виде усеченного цилиндра, обращенного эллиптической поверхностью к нижней внутренней поверхности желоба навстречу потоку раствора, при этом электроакустический преобразователь размещен в охватывающей его по бокам П-образной продольной прорези, предусмотренной на поверхности цилиндра, а его приемоизлучающая поверхность совмещена с эллиптической поверхностью последнего.

Отличительными признаками предлагаемого устройства дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки от указанного выше наиболее близкого с ним технического решения являются следующие признаки: установка электроакустического преобразователя на внешней нижней поверхности передней части контейнера, выполненной в виде усеченного цилиндра, обращенного эллиптической поверхностью к нижней внутренней поверхности желоба навстречу потоку раствора; размещение электроакустического преобразователя в охватывающей его по бокам П-образной продольной прорези, предусмотренной на поверхности цилиндра; совмещение приемоизлучающей поверхности электроакустического преобразователя с эллиптической поверхностью цилиндра.

Предлагаемое устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства с частичным продольным разрезом.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки по конструкции в основном аналогично известному наиболее близкому к нему по технической сущности устройству и содержит жестко смонтированный на закрытом желобе 1 буровой установки люк 2 с крышкой 3. На крышке 3 с помощью трубчатой штанги 4 установлен располагаемый в потоке раствора 5 подвесной цилиндрический контейнер 6, несущий электроакустический преобразователь 7 измерителя скорости потока, датчик температуры 8 и кассету с источником гамма-излучения 9. Источник гамма-излучения 9 выполнен в виде не имеющего ограничений по радиационной безопасности радионуклида натрий-22 с возможностью взаимодействия с блоком детектирования 10 плотномера, закрепленным на нижней внешней поверхности желоба 1 с помощью резьбовых шпилек 11. Датчик температуры 8 с возможностью доступа его чувствительного элемента к раствору 5 с уплотнением выведен из вспомогательной воздушной полости 12 наружу и с помощью электрических проводов 13 связан с электронным блоком 14 обработки сигналов, установленным на верхнем конце трубчатой штанги 4. Для установки контейнера 6 в желобе 1 на требуемой глубине погружения в раствор 5 трубчатая штанга 4 имеет возможность осевого перемещения и снабжена зажимом 15, жестко связанным с крышкой 3. Для обеспечения возможности определения объемного расхода раствора 5 с привлечением показаний измерителя скорости потока на крышке 3 жестко закреплена горловина 16 с размещенным в ней, например, ультразвуковым датчиком 17 измерителя уровня раствора. При этом электроакустический преобразователь 7 измерителя скорости установлен на внешней нижней поверхности передней по отношению к встречному потоку части контейнера 6, снабженного в задней своей части обтекателем 18. Для уменьшения лобового сопротивления и исключения появления турбулентности потока, негативно сказывающегося на процессе измерений, осуществляемом с помощью электроакустического преобразователя 7, передняя часть контейнера 6 выполнена в виде усеченного цилиндра, обращенного эллиптической поверхностью, как это показано на фиг. 1, к нижней внутренней поверхности желоба 1 навстречу потоку раствора 5. При этом электроакустический преобразователь 7 выполнен быстросъемным. Для обеспечения этого он с помощью одного винта 19 закреплен на контейнере 6 и размещен в охватывающей его по бокам П-образной продольной прорези, предусмотренной на поверхности цилиндра (фиг. 2). При этом приемоизлучающая поверхность электроакустического преобразователя 7 совмещена с эллиптической поверхностью последнего, образуя, таким образом, обтекаемую лобовую поверхность, обеспечивающую безвихревое движение раствора в придонной рабочей зоне упомянутого преобразователя. Для обеспечения работоспособности в погруженном в раствор 5 состоянии электроакустический преобразователь 7 выполнен в герметичном исполнении (см., например, AVFM 5,0. Internet: www.artvik.com, 2010) с герметично заделанным в его корпус коаксиальным кабелем 20 в пластиковой оболочке, введенном с уплотнением через стенку контейнера 6 в вспомогательную воздушную полость 12 для электрического соединения с электронным блоком 14 обработки сигналов. Информация от электроакустического преобразователя 7, датчика температуры 8, блока детектирования 10 и датчика 17 измерителя уровня поступает в размещенный в герметичном кожухе электронный блок 14 для сбора данных, измерения электрических сигналов и передачи цифровой информации в компьютер (на чертеже не показан), обычно дистанционно размещаемый в рабочем помещении на буровой площадке.

Работа описанного устройства дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки аналогична работе известного устройства. Однако благодаря предложенным техническим решениям позволит обеспечить измерение скорости движения раствора при его предельно низком уровне выхода из скважины в желоб буровой установки, повысить точность измерения скорости течения раствора, его объемного и массового расхода, а также упростить техническое обслуживание устройства.

Устройство дистанционного контроля параметров раствора в желобе буровой установки, содержащее смонтированные на быстросъемной крышке люка датчик измерителя уровня раствора и подвесной погружной контейнер, разделенный на две части, передняя из которых снабжена электроакустическим преобразователем измерителя скорости потока жидкости с коаксиальным кабелем, герметично введенным в вспомогательную воздушную полость контейнера, и обращенным приемоизлучающей поверхностью в сторону нижней внутренней поверхности желоба, а задняя часть оснащена датчиком температуры, выведенным из вспомогательной воздушной полости на нижнюю поверхность контейнера с установленным на ней источником гамма-излучения, взаимодействующим с блоком детектирования плотномера, закрепленным на нижней внешней поверхности желоба, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер, отличающееся тем, что электроакустический преобразователь установлен на внешней нижней поверхности передней части контейнера, выполненной в виде усеченного цилиндра, обращенного эллиптической поверхностью к нижней внутренней поверхности желоба навстречу потоку раствора, при этом электроакустический преобразователь размещен в охватывающей его по бокам П-образной продольной прорези, предусмотренной на поверхности цилиндра, а его приемоизлучающая поверхность совмещена с эллиптической поверхностью последнего.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам возвращения в хозяйственный оборот земель, загрязненных нефтепродуктами. Осуществляют извлечение отработанного бурового шлама экскаватором из земляных амбаров на ровную поверхность и просушивание на солнце.

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.

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.

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 области нефтяной и газовой промышленности и предназначено для дистанционного экспрессного контроля параметров бурового раствора в циркуляционной системе скважин. При контроле параметров раствора на выходе из ствола скважины, включающем, по меньшей мере, измерение в желобе буровой установки плотности, уровня и скорости течения раствора в процессе его циркуляции по замкнутому технологическому контуру, предусматривающему очистку раствора от шлама, дополнительно измеряют плотность раствора после его очистки. Параметры шлама в виде абсолютных значений объемного и массового выхода в желоб устанавливают в соответствии с зависимостями, приведенными в формуле изобретения. Повышается качество контроля и эффективность бурения. 1 ил.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано для исследований циркуляционных процессов в скважине. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров циркуляции бурового раствора для исследования различных скважинных процессов. В способе моделирования циркуляции бурового раствора в скважине определяют свойства исследуемого бурового раствора, фиксируют промысловые значения внутреннего диаметра скважины Dc1 (м) и наружного диаметра бурильных труб dтр1 (м). Далее проводят расчет внутреннего модельного диаметра скважины Dc2 (м) для имитатора ствола скважины с выходным патрубком и наружного модельного диаметра бурильных труб dтр2 (м) для имитатора бурильной колонны модели буровой скважины, используя геометрическое подобие. Затем изготовляют имитатор ствола скважины с выходным патрубком и имитатор бурильной колонны, загружают взвешенную массу шлама в имитатор ствола скважины с выходным патрубком, устанавливают фильтрационную сетку на выходе из выходного патрубка имитатора ствола скважины. Также заполняют емкость для бурового раствора исследуемым раствором, устанавливают фактическую скважинную производительность Q1 (м3/с), определяют значения Рейнольдса для скважины Re1 и для модельной скважины Re2, на основе скорости течения в кольцевом пространстве Vк (м/с), которую выражают как отношение производительности Q (м3/с) к площади поперечного сечения кольцевого пространства скважины S (м2) и внутреннего диаметра скважины Dc (м), наружного диаметра бурильных труб dтр. (м), плотности бурового раствора ρб. р (кг/м3), динамической вязкости η (Па·c), рассчитывают число Рейнольдса Re. После чего приравняют скважинное значение Рейнольдса Re1 к модельному значению Рейнольдса Re2 и определяют модельную производительность бурового насоса Q2 (м3/с). Затем в емкость для бурового раствора погружают насос, соединенный с лабораторным автотрансформатором регулируемым, устанавливают необходимое напряжение на лабораторном автотрансформаторе регулируемом в зависимости от рассчитанного значения модельной производительности бурового насоса Q2 (м3/с). 1 ил., 1 пр.
Наверх