[摘要]目前(qián)判斷(duàn)井湧井漏的方(fāng)法有(yǒu)多種。通常(cháng)由于(yú)出口流量(liàng)計 精(jīng)度低，隻(zhī)能(néng)采用間接的體(tǐ)積增(zēng)量關井報(bào)警的方法。這種方法反應速度(dù)慢，預報效(xiào)果不好。本(běn)文采用直(zhí)接探(tàn)測(cè)出口流(liú)量的(de)流量計，實(shí)現回(huí)流(liú)管的非(fēi)滿管計量(liàng)在不(bú)同工況下(xià)，實現(xiàn)出口.流量變化(huà)的早期井湧預報和(hé)體積增量(liàng)的關井報警功能，并(bìng)對各種流(liú)量計的現場試(shì)驗進行了比較(jiào)，最(zuì)終(zhōng)選擇了報(bào)警及時(shí)精度(dù)高的多普勒超聲(shēng)波流(liú)量計作爲(wèi)最佳井湧井漏預(yù)報(bào)的計量儀(yí)器.
　　在油(yóu)氣鑽井(jǐng)過程中，井下情(qíng)況的判斷(duàn)及處(chù)理是油氣鑽井(jǐng)的重要(yào)研(yán)究方(fāng)向。井(jǐng)下情況是(shì)一個複雜的體(tǐ)系。各(gè)種各(gè)樣的(de)因素導(dǎo)緻各種形式的事故發(fā)生，井湧(yǒng)和井漏(lòu)是油氣鑽(zuàn)井過(guò)程中出現(xiàn)的普(pǔ)遍現象"。特别是(shì)出(chū)口流量(liàng)的判(pàn)定是井(jǐng)湧(yǒng)井(jǐng)漏(lòu)判斷的關鍵。它比用泥(ní)漿(jiāng)池體(tǐ)積的(de)變化(huà)來判(pàn)定井(jǐng)湧井(jǐng)漏要(yào)先進(jìn)、精确(què)得多(duō)，能及時地判定井湧井(jǐng)漏(lòu)。但測量回(huí)流管裏面(miàn)的回流流(liú)量有(yǒu)其難點。因爲泥漿泵及其它電機的(de)震(zhèn)動引起(qǐ)回流泥(ní)漿波動大(dà)，同時還有泥(ní)漿的粘度和(hé)密(mì)度的(de)影響。這三(sān)個因素導(dǎo)緻流量測(cè)量的精度(dù)下(xià)降。
　　以往井湧井漏(lòu)的發現和(hé)判斷方法(fǎ)有坐(zuò)崗制、液(yè)面監測(cè)儀和(hé)錄(lù)井體積測量(liàng)儀等1。這些(xiē)方法的特點，都(dōu)是間接觀(guān)察體(tǐ)積增量，不是測(cè)量出口(kǒu)流量的方法，因此這些測量方法不(bú)精(jīng)确、不及時(shí)。近期(qī)國内外先(xiān)進的(de)方法是先對流(liú)量增量進(jìn)行預(yù)報，然後對(duì)體(tǐ)積增量(liàng)進行(háng)預報(bào)。當流量預(yù)報時(shí)，流量增量超過(guò)門(mén)限值時，發出(chū)提示(shì)報警信(xìn)号，同時轉爲體積增量(liàng)預報(bào)，當體(tǐ)積增量(liàng)超過井(jǐng)控規定時，發出(chū)關井信号(hào)。這類(lèi)方法較精确，但(dàn)不及(jí)時，不能迅速判定井湧井(jǐng)漏。目前較好的(de)方法是在回流管中采取(qǔ)直接(jiē)接觸的流量測(cè)量。但(dàn)是，由(yóu)于泥漿的(de)粘(zhān)度和密(mì)度導緻測量精(jīng)度低(dī)，流量增量預報不準，同時(shí)由于(yú)泥漿罐液(yè)面波動大，超聲(shēng)液位測(cè)量(liàng)甩點(diǎn)過多，造成體積增量測(cè)量(liàng)反應較慢。到(dào)目前爲(wèi)止，判斷井(jǐng)湧井(jǐng)漏的(de)方法(fǎ)有多種。但(dàn)由于受到(dào)測量(liàng)儀(yí)器(qì)和工(gōng)藝方(fāng)法的(de)限制，都不同程度存(cún)在着(zhe)不及時、不(bú)精确的問(wèn)題。
　　本(běn)文通(tōng)過判定井湧井漏的關鍵(jiàn)，根據各(gè)種流量(liàng)計測量出(chū)口流(liú)量的試驗(yàn)方法(fǎ)。在衆(zhōng)多的(de)流量(liàng)計中找(zhǎo)出最适合于井場鑽井(jǐng)的各種工況(kuàng)下(xià)保持井(jǐng)湧井漏(lòu)預報系統靈敏(mǐn)可靠性的(de)流量(liàng)計(jì)。流量計分别(bié)有靶式流量計(jì)、電磁流量(liàng)計、超(chāo)聲波(bō)時差法、質(zhì)量流量計、多普(pǔ)勒流(liú)量計五種(zhǒng)。對這(zhè)五種流(liú)量(liàng)計進行原(yuán)理分(fèn)析和(hé)試(shì)驗(yàn)比較(jiào)，找出最适(shì)合于(yú)井(jǐng)湧井漏預報(bào)系統(tǒng)的(de)流量計(jì)。
1 靶式(shì)流量(liàng)計
1.1工(gōng)作原理
　　當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管中流(liú)動(dòng)時，因其自身(shēn)的動(dòng)能與靶闆(pǎn)産生壓(yā)差(chà)，進而(ér)産生(shēng)對靶闆的(de)作用(yòng)力(lì)，産(chǎn)生與(yǔ)流量在靶闆上(shàng)作用(yòng)力對(duì)應的電壓信号(hào)，由于(yú)流體流量(liàng)特征的影響，流量與(yǔ)電橋産生的電(diàn)壓的平方成正(zhèng)比。
1.2基本(běn)圖(tú)示見圖1。
1.3優點:(1)可用于(yú)泥漿介質。(2)結構(gòu)較簡單。(3)靈敏度(dù)較高。
1.4缺點:
(1)不能震動。若發生震(zhèn)動，即使(shǐ)沒流量也有顯示。
(2)不能承受太大的壓(yā)差。而在井場中(zhōng)入口立管肯定有震(zhèn)動(dòng)，且立管的壓(yā)力一般情況下達到(dào)15mpa。
因此(cǐ)，靶式流量計不(bú)能入選(xuǎn)。
 
2電磁流量計
2.1工(gōng)作原理
　　 電磁流量計 的測量原理基于(yú)法拉第電(diàn)磁(cí)感(gǎn)應定律:導(dǎo)電液體在磁(cí)場中作(zuò)切割(gē)磁力線運(yùn)動時(shí)，導體(tǐ)中産(chǎn)生感應電勢，測量流量時(shí)，感應(yīng)出的電壓(yā)通過二個(gè)或二(èr)個以(yǐ)上與液(yè)體直接(jiē)接觸的電(diàn)極檢(jiǎn)出，并通過電纜(lǎn)送至轉換(huàn)器進行處理，然後在(zài)lcd顯示或轉換成(chéng)标準信号420ma和0一(yī)1khz輸出(chū)。
2.2基本圖示(shì)見圖2。
 

2.3優點:
(1)管道内無可動部件(jiàn)，無阻流部(bù)件，測量中(zhōng)幾乎沒有(yǒu)附加壓力損失。
(2)測量結果與流(liú)速分布、流體壓(yā)力、溫(wēn)度、密(mì)度、粘(zhān)度等物理(lǐ)參數無關(guān)。
(3)現(xiàn)場可以(yǐ)根據用戶(hù)實際需要在線修改(gǎi)量程。
2.4缺點:
　　電磁流量計(jì)結構是(shì)陶瓷、橡(xiàng)膠等物(wù)，使用一段時間(jiān)後由于(yú)泥漿沖(chòng)刷(shuā)導(dǎo)電體磨損(sǔn)，精度明顯(xiǎn)下降(jiàng)。需現場試驗比(bǐ)較。
3質量(liàng)流(liú)量計
3.1工作原(yuán)理(lǐ)
　　根據(jù)牛頓第二運動定律f=ma,測量管扭(niǔ)曲量(liàng)的大小與(yǔ)流經測(cè)量管的質量流量(liàng)的大小成(chéng)正比。當流(liú)體流(liú)過測量(liàng)管時，流(liú)體就會受(shòu)到科裏奧(ào)力的作用，測量管裏(lǐ)流體所受科裏(lǐ)奧力的反(fǎn)作(zuò)用(yòng)，産生進口(kǒu)和出(chū)口的(de)相(xiàng)位(wèi)差，再(zài)把該相位差轉(zhuǎn)變爲(wèi)相應(yīng)的電(diàn)平信号(hào)送入變(biàn)送器(qì)，經濾(lǜ)波、積(jī)分、放大(dà)等電量(liàng)處理(lǐ)後，轉(zhuǎn)變成與質量成(chéng)正比(bǐ)的4~20ma模拟信号或(huò)定範(fàn)圍的(de)頻率信号兩種形式(shì)輸出。
3.2基(jī)本圖示(shì)見圖3。
 
3.3優點:精度(dù)高、應(yīng)用範(fàn)圍廣(guǎng)、安裝(zhuāng)工況要求低。
3.4缺點:
(1)由于質量流量計對外(wài)界振動較爲敏(mǐn)感，容(róng)易(yì)造成零(líng)點漂移(yí)和(hé)對密度測(cè)量的(de)不準(zhǔn)确。
(2)測量(liàng)管内壁磨(mó)損(sǔn)腐(fǔ)蝕或沉(chén)積結垢會(huì)影響測量精度(dù)。其工作環境不(bú)能太惡劣，受環境的(de)幹擾大(dà)。
(3)價(jià)格昂(áng)貴。
根據以(yǐ)上三點，質量流量計不能入選(xuǎn)。
4超聲(shēng)波時(shí)差法(fǎ)流量計
4.1工(gōng)作原理
　　根(gēn)據超聲波信(xìn)号(hào)順流(liú)傳(chuán)播時間(jiān)和逆流(liú)傳播時(shí)間之(zhī)差來計算(suàn)流速，進而求得(dé)流量(liàng)。
4.2基本圖(tú)示(shì)見圖(tú)4。
 
4.3優點(diǎn):
(1)屬于(yú)非接觸性測量，安裝方便。
(2)無節流(liú)部件，有利于(yú)節約能(néng)源(yuán)。
4.4缺點(diǎn):
　　聲波(bō)時差(chà)法隻(zhī)能用于(yú)清潔液(yè)體或氣體(tǐ),不能用于含雜質的(de)流體(tǐ)。而鑽井液是富(fù)含雜質的(de)液體，故不适用(yòng)于井場中。
5多普(pǔ)勒流量計(jì)
5.1工作(zuò)原理
　　 超聲波多(duō)普勒(lè)流量計 的(de)測量原(yuán)理(lǐ)以物(wù)理學(xué)中的多普勒(lè)效應爲(wèi)基礎。根據(jù)聲(shēng)學多(duō)普(pǔ)勒效(xiào)應，當聲源(yuán)和觀察(chá)者之間(jiān)有相對運動時(shí)，觀察者所感受(shòu)到的聲頻(pín)率不同于(yú)聲源(yuán)所發(fā)出的頻率。這個(gè)因相(xiàng)對(duì)運動而(ér)産生的(de)頻率變(biàn)化與兩物體(tǐ)的相對速度(dù)成正(zhèng)比。
5.2基(jī)本圖示見圖5。
5.3優點:
(1)可(kě)測量礦漿(jiāng)等污濁液(yè)體。
(2)操作簡(jiǎn)單，響(xiǎng)應速度快。
(3)極好(hǎo)的低(dī)流速測量(liàng)能力，可低(dī)至0.05m/so
(4)極(jí)寬的流量測量(liàng)範圍。
5.4缺點:
暫無(wú)。需現場試驗進行比較。
 
6現場試(shì)驗比較(jiào)
　　對(duì)靶式流量(liàng)計、電磁流(liú)量計、超聲(shēng)波時差法流量(liàng)計、質(zhì)量流量計(jì)、多普(pǔ)勒流量計五種(zhǒng)流量計進(jìn)行原(yuán)理分(fèn)析對比後(hòu)，選擇多普(pǔ)勒流量計(jì)和(hé)電磁流(liú)量計進行(háng)現場(chǎng)試驗(yàn)比較。
7總結(jié)
　　多普(pǔ)勒流量計(jì)相對于靶(bǎ)式流(liú)量計、電(diàn)磁(cí)流量計、超(chāo)聲波時差(chà)法(fǎ)、質(zhì)量流量計(jì)更适合(hé)測(cè)量(liàng)礦漿等污濁的液(yè)體，适應(yīng)惡劣工(gōng)況環境，解決了(le)許(xǔ)多(duō)流量計無(wú)法測量的(de)難題(tí)。同時具有操作(zuò)簡單，高度智能(néng)化，響(xiǎng)應速(sù)度快(kuài)的優點。

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