[摘要]目前判斷(duan)井湧井漏(lou)的方(fang)法有多(duo)種(zhong)。通常(chang)由于出口(kou)流量計 精(jing)度(du)低，隻能(neng)采用(yong)間接的體積增量(liang)關井報(bao)警的方法。這種(zhong)方法(fa)反(fan)應速度(du)慢，預(yu)報效果不好。本(ben)文采(cai)用直(zhi)接探(tan)測出口流(liu)量的(de)流量(liang)計，實(shi)現回流管的非滿管計量在不(bu)同工況(kuang)下(xia)，實現(xian)出口.流(liu)量變化(hua)的早(zao)期井(jing)湧預報和(he)體(ti)積增量(liang)的關(guan)井(jing)報(bao)警功(gong)能，并對各(ge)種流(liu)量計(ji)的(de)現(xian)場試(shi)驗進行(hang)了比較(jiao)，最終選(xuan)擇(ze)了報警及(ji)時精(jing)度高(gao)的多普(pu)勒(le)超聲(sheng)波流量(liang)計作爲(wei)最佳井湧井漏預報的(de)計(ji)量儀(yi)器.
　　在(zai)油氣(qi)鑽井過程(cheng)中，井下情(qing)況的判斷(duan)及處(chu)理是(shi)油氣(qi)鑽井(jing)的重要研究方(fang)向。井下情(qing)況是(shi)一個複(fu)雜(za)的體(ti)系。各(ge)種各(ge)樣的(de)因素(su)導緻各種(zhong)形式(shi)的事故發(fa)生，井湧(yong)和(he)井漏是油(you)氣鑽井過(guo)程中(zhong)出現的普遍現(xian)象"。特别是(shi)出口流(liu)量(liang)的判定是(shi)井湧井漏(lou)判斷的關(guan)鍵。它比用泥漿池體(ti)積的(de)變化(hua)來判(pan)定井湧井漏要(yao)先進、精确(que)得多(duo)，能及(ji)時地(di)判定(ding)井湧井漏。但測(ce)量回(hui)流管裏面(mian)的回流流(liu)量有(you)其難點。因爲泥(ni)漿泵及其(qi)它電(dian)機的(de)震(zhen)動(dong)引起(qi)回流(liu)泥漿(jiang)波動大，同時(shi)還有泥(ni)漿的粘度(du)和密(mi)度的(de)影響。這三(san)個因(yin)素(su)導(dao)緻流量測(ce)量(liang)的精度(du)下降。
　　以往(wang)井湧(yong)井漏(lou)的發(fa)現和(he)判斷方(fang)法(fa)有坐(zuo)崗制(zhi)、液面(mian)監測(ce)儀和錄井(jing)體積測量儀等1。這些(xie)方法的特(te)點，都(dou)是間(jian)接(jie)觀察體(ti)積增量，不是測(ce)量出(chu)口流量的(de)方法，因此(ci)這些(xie)測量(liang)方(fang)法不精(jing)确、不及時(shi)。近期(qi)國内(nei)外先進的(de)方法(fa)是先對流(liu)量增(zeng)量(liang)進行預(yu)報，然後對體積(ji)增量(liang)進行預報(bao)。當流(liu)量預報時(shi)，流量(liang)增量超過(guo)門限值時(shi)，發出提示報警信号(hao)，同時轉爲(wei)體積增量(liang)預報，當體(ti)積增量超過井(jing)控規定時，發出(chu)關井信(xin)号(hao)。這類(lei)方法(fa)較精(jing)确，但(dan)不及時(shi)，不(bu)能迅速判(pan)定井湧井(jing)漏。目(mu)前較好的(de)方法是(shi)在回流(liu)管中采(cai)取(qu)直接(jie)接觸(chu)的流(liu)量測(ce)量。但是，由于泥漿的粘度和密(mi)度導緻測(ce)量精(jing)度低(di)，流量增量(liang)預報不準(zhun)，同時(shi)由于(yu)泥(ni)漿罐液(ye)面波(bo)動大，超聲液位測量甩點(dian)過多，造(zao)成體積(ji)增量測量反應(ying)較慢(man)。到(dao)目前爲止，判斷(duan)井湧井(jing)漏的方(fang)法(fa)有多(duo)種。但由(you)于受到(dao)測量(liang)儀器(qi)和工(gong)藝方法的限制(zhi)，都不同(tong)程(cheng)度存在着(zhe)不(bu)及時、不(bu)精确的問(wen)題。
　　本文通過判定井(jing)湧井(jing)漏的(de)關鍵，根據各種流量(liang)計測(ce)量出(chu)口流(liu)量的(de)試驗(yan)方法(fa)。在衆多(duo)的(de)流量(liang)計中(zhong)找出最适(shi)合于(yu)井(jing)場鑽井的各(ge)種工況下(xia)保持(chi)井湧(yong)井漏(lou)預報(bao)系(xi)統靈敏(min)可靠性(xing)的(de)流量(liang)計。流(liu)量計分别(bie)有靶(ba)式流(liu)量計、電磁(ci)流(liu)量計、超(chao)聲波(bo)時(shi)差法、質(zhi)量流(liu)量計、多普(pu)勒流(liu)量計(ji)五種(zhong)。對這(zhe)五種流量(liang)計進行(hang)原(yuan)理分析和(he)試驗(yan)比較(jiao)，找出最适(shi)合于(yu)井湧(yong)井漏預報(bao)系統(tong)的(de)流量計。
1 靶式(shi)流(liu)量計
1.1工(gong)作原理(li)
　　當(dang)介質(zhi)在測量管中流(liu)動時，因(yin)其(qi)自身的動能與(yu)靶闆(pan)産生(sheng)壓差(cha)，進而(er)産生(sheng)對(dui)靶(ba)闆的(de)作用力，産生與(yu)流量在靶(ba)闆上(shang)作用力對(dui)應的(de)電壓(ya)信(xin)号，由于(yu)流體流量(liang)特征的影(ying)響(xiang)，流量與(yu)電橋産生的電(dian)壓的平方成正(zheng)比。
1.2基本圖示見(jian)圖1。
1.3優(you)點:(1)可用于(yu)泥漿(jiang)介質(zhi)。(2)結構較簡(jian)單。(3)靈敏度(du)較高。
1.4缺點(dian):
(1)不能震動(dong)。若發生震(zhen)動，即(ji)使沒(mei)流量也有(you)顯示。
(2)不能(neng)承受太大(da)的壓差。而(er)在井場中(zhong)入口(kou)立(li)管(guan)肯定(ding)有震動，且(qie)立管(guan)的壓(ya)力一(yi)般情況下達到15Mpa。
因此(ci)，靶式流量計不(bu)能入(ru)選。
 
2電磁流(liu)量計
2.1工(gong)作(zuo)原理
　　 電磁(ci)流(liu)量(liang)計 的(de)測量原理(li)基于(yu)法拉第(di)電磁感(gan)應定律:導(dao)電液(ye)體在(zai)磁場中作(zuo)切割(ge)磁(ci)力線運動時(shi)，導(dao)體(ti)中産(chan)生感應電(dian)勢，測(ce)量流(liu)量(liang)時，感應(ying)出的電壓(ya)通過二個(ge)或二個以(yi)上與(yu)液體(ti)直接接觸(chu)的電極檢(jian)出，并(bing)通過(guo)電纜(lan)送至(zhi)轉(zhuan)換器進(jin)行處理，然(ran)後在(zai)LCD顯示(shi)或(huo)轉(zhuan)換成(cheng)标準(zhun)信号420mA和0一(yi)1kHz輸出(chu)。
2.2基本(ben)圖示(shi)見圖(tu)2。
 

2.3優點(dian):
(1)管道(dao)内無(wu)可動(dong)部件(jian)，無阻(zu)流(liu)部件，測(ce)量中(zhong)幾乎(hu)沒有(you)附加(jia)壓力損失(shi)。
(2)測量結(jie)果與流(liu)速分布、流(liu)體壓力、溫(wen)度、密(mi)度、粘(zhan)度等物理(li)參數(shu)無關。
(3)現場可以(yi)根據用戶(hu)實際(ji)需要(yao)在(zai)線修改(gai)量程。
2.4缺(que)點(dian):
　　電磁(ci)流量(liang)計結(jie)構是(shi)陶瓷、橡膠(jiao)等物(wu)，使用(yong)一段(duan)時間(jian)後由于泥(ni)漿沖刷導(dao)電(dian)體(ti)磨損(sun)，精度明顯(xian)下降(jiang)。需現場試(shi)驗比(bi)較。
3質量(liang)流量計
3.1工作原理
　　根據(ju)牛頓第二運動(dong)定律(lü)F=ma,測量管扭(niu)曲量的(de)大(da)小與(yu)流經(jing)測量管的(de)質量流量(liang)的大(da)小成(cheng)正(zheng)比。當流(liu)體流(liu)過測量管(guan)時，流(liu)體就會受(shou)到科裏奧(ao)力的(de)作用(yong)，測量管裏(li)流體所受(shou)科裏(li)奧力的反作用(yong)，産生進口(kou)和出口的(de)相位(wei)差，再(zai)把該(gai)相位差轉變爲相(xiang)應(ying)的電(dian)平信号送(song)入變(bian)送器(qi)，經(jing)濾波、積(ji)分、放大等(deng)電量處理(li)後(hou)，轉變成(cheng)與質量成(cheng)正比的4~20mA模(mo)拟(ni)信号或(huo)定範(fan)圍的(de)頻率(lü)信号(hao)兩(liang)種(zhong)形式(shi)輸出。
3.2基本(ben)圖示(shi)見圖(tu)3。
 
3.3優(you)點(dian):精度(du)高、應用範圍廣、安裝工況要求(qiu)低。
3.4缺(que)點:
(1)由(you)于質(zhi)量流(liu)量計對外(wai)界振動較爲敏感，容(rong)易造成零(ling)點漂移(yi)和對密(mi)度測(ce)量(liang)的不準(zhun)确。
(2)測量管(guan)内壁(bi)磨損(sun)腐(fu)蝕(shi)或沉(chen)積結垢會(hui)影響(xiang)測量(liang)精度。其工(gong)作環(huan)境不能太惡劣，受環(huan)境的(de)幹擾大。
(3)價(jia)格昂(ang)貴。
根(gen)據以(yi)上三(san)點，質量流量計不能入選。
4超聲(sheng)波時差法(fa)流量計
4.1工(gong)作(zuo)原理
　　根(gen)據超聲波信号(hao)順流(liu)傳(chuan)播時間(jian)和逆流傳播時(shi)間之(zhi)差來計算(suan)流速，進而求得流量(liang)。
4.2基本圖示(shi)見圖4。
 
4.3優點(dian):
(1)屬于(yu)非接(jie)觸(chu)性測量(liang)，安裝方便(bian)。
(2)無節(jie)流部(bu)件，有(you)利于(yu)節約(yue)能源(yuan)。
4.4缺點:
　　聲波時差(cha)法隻(zhi)能用于清潔液(ye)體或(huo)氣體(ti),不能(neng)用于含雜(za)質的流體(ti)。而(er)鑽井液(ye)是富含雜質的(de)液體(ti)，故(gu)不适用(yong)于井場中(zhong)。
5多普(pu)勒流量(liang)計
5.1工作(zuo)原理(li)
　　 超聲波多(duo)普勒(le)流量計 的(de)測量原(yuan)理(li)以物理學(xue)中的(de)多普(pu)勒效應爲(wei)基礎(chu)。根據(ju)聲(sheng)學多普(pu)勒效(xiao)應(ying)，當(dang)聲源(yuan)和觀(guan)察者之間(jian)有相對運(yun)動時，觀察(cha)者所感受(shou)到的(de)聲頻(pin)率不(bu)同于(yu)聲源所發(fa)出的(de)頻率。這個(ge)因相(xiang)對(dui)運動而(er)産生(sheng)的頻(pin)率變(bian)化與兩物體的(de)相對(dui)速度成正(zheng)比。
5.2基(ji)本圖示見(jian)圖5。
5.3優點:
(1)可(ke)測量(liang)礦漿(jiang)等(deng)污濁液(ye)體。
(2)操作(zuo)簡單，響應速(su)度快。
(3)極好(hao)的低流速測量能力(li)，可(ke)低(di)至0.05m/So
(4)極(ji)寬的流量(liang)測量範圍(wei)。
5.4缺點(dian):
暫無(wu)。需現場試(shi)驗進行比(bi)較。
 
6現場試(shi)驗比較(jiao)
　　對(dui)靶式(shi)流量計、電(dian)磁流(liu)量計、超聲(sheng)波時差法(fa)流(liu)量(liang)計、質(zhi)量流量(liang)計(ji)、多普(pu)勒流(liu)量計五種(zhong)流量計進(jin)行原(yuan)理分析(xi)對(dui)比後(hou)，選擇多(duo)普(pu)勒流量計和(he)電磁流(liu)量計(ji)進(jin)行(hang)現場(chang)試驗比較。
7總結(jie)
　　多普(pu)勒流(liu)量計(ji)相對(dui)于靶(ba)式流(liu)量計、電磁(ci)流量(liang)計、超(chao)聲波(bo)時差(cha)法、質量(liang)流(liu)量計(ji)更适合測(ce)量礦(kuang)漿等污(wu)濁(zhuo)的液(ye)體，适(shi)應惡劣工(gong)況環(huan)境，解(jie)決了(le)許多流量計無(wu)法測(ce)量的難題。同時(shi)具有操作(zuo)簡單，高度(du)智能化，響(xiang)應速度快(kuai)的優點。

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