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钻井液的自动化分析制造技术

技术编号:23563743 阅读:36 留言:0更新日期:2020-03-25 08:11
一种系统,包括:流体导管;流体室,所述流体室与所述流体导管连通;流变传感器,所述流变传感器与所述流体室连通;以及电温度控制器,所述电温度控制器与所述流体室连通。响应于来自所述电温度控制器的第一控制信号,所述流体室被冷却。

Automatic analysis of drilling fluid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻井液的自动化分析
技术介绍
钻探井筒时,钻井液被泵入下穿钻柱的中心。钻井液在钻头处通过喷嘴从钻柱流出,并沿井筒环空向上返回位于地表的钻井设备。流体为钻井提供润滑和冷却。流体还将切屑带出井筒,控制井筒压力,并执行与钻探井筒有关的许多其他功能。为了确保钻井液的特性是足够的,工程师要不断地检查钻井液的特性。例如,钻井液的粘度必须高得足以将切屑带出井筒,同时又必须低得足以允许切屑和夹带气体在地表处逸出钻井液。根据操作,工程师可以在24小时时段内多次检查钻井液的特性。附图说明附图示出多个示例性实施方案并且是本说明书的一部分。这些附图连同以下描述展示并解释了本公开的各种原理。图1示出根据本公开的流体测试设备的示例的透视图。图2示出根据本公开的流体测试设备的内部部件的示例的示意图。图3示出根据本公开的流体测试设备的流体室的详细视图。图4示出根据本公开的流体测试设备的用户界面的示例。图5示出根据本公开的用于调整流体样本温度的系统的示意图。图6示出根据本公开的用于在不同温度下对流体样本进行自动化测试的方法的示例。图7示出根据本公开的流体测试设备的部件的示例,所述流体测试设备具有用于控制流体温度以进行密度测量的侧回路。图8示出根据本公开的无密度传感器的流体测试设备的部件的示例。虽然本文所述的实施方案容易有各种修改和替代形式,但已通过举例方式在附图中示出具体实施方案并将在本文中对其进行详细描述。然而,本文所述的示例性实施方案并不意图限于所公开的特定形式。相反,本公开涵盖落在所附权利要求范围内的所有修改、等效物和替代形式。具体实施方式钻井液沿钻柱向下、离开钻头中的喷嘴、再沿井筒环空向上循环。钻井液可用来清除井筒底部的切屑。在钻井作业过程中监测钻井泥浆的物理特性,以确定钻井泥浆是否工作良好并随着钻井的进展做出任何期望改变。钻井液测试可测量钻井液的物理特性,诸如测试流体的流变性。流变性测试可用流变仪执行,流变仪诸如粘度计、流变计或其他类型的传感器。这些测试可在井筒现场、实验室或其他地点执行。图1所示的流体测试设备100可在测试之间无来自用户的进一步指令的情况下连续完成一系列钻井液测试。可用流体测试设备100执行的其他类型的流体特性测试包括取得泥浆重量、流变性、密度、水-油含量、乳液电稳定性、流体传导性和粒径分布的测量结果。基于本公开所述的原理,流体测试设备100可自动地在不同温度下执行至少一次或多次流体特性测试。流体测试设备100可包括外壳102、用户界面104和瓶接收器106。钻井液样本可从循环钻井泥浆或从其他地方收集到瓶108中。瓶108可连接至瓶接收器106。流体导管可从瓶接收器106悬挂下来并在瓶108连接至瓶接收器106时浸没到钻井液样本中。泵可主动地将至少一部分钻井液样本从瓶108中输送到可进行测试的流体测试设备100中。瓶108可通过任何适当类型的接口固定至瓶接收器106。在一些示例中,瓶接收器106具有内部螺纹,所述内部螺纹可与瓶108的外部螺纹接合。在其他示例中,瓶108卡扣到位,通过压缩保持在适当位置,否则与瓶接收器106互锁,或者否则通过另一种连接方式连接至瓶接收器106。用户界面104可允许用户指示流体测试设备100执行测试。在一些示例中,流体测试设备100通过用户界面104呈现用于测试钻井液样本的选项。在一些情况下,用户可指示要执行的测试类型以及用于执行这些类型测试的参数。例如,用户可指示通过用户界面104流体测试设备100在多种温度下执行粘度测试。用户还可通过用户界面104指定这些测试的期望温度。根据本公开中描述的原则,可使用任何类型的用户界面104。在一些情况下,用户界面104是可从流体测试设备100的外壳102访问的触摸屏。在这种类型的示例中,用户可触摸所述触摸屏以输入信息并向流体测试设备100提供指令。在其他示例中,流体测试设备100可包括无线接收器,在所述无线接收器处,用户可无线地向流体测试设备100提供信息和/或发送指令。例如,用户可通过移动装置、电子平板电脑、笔记本电脑、联网装置、台式电脑、计算装置、其他类型的装置或其组合来发送信息和/或提供指令。在用户可与流体测试设备100无线通信的示例中,用户可位于现场,或者用户可位于远程位置。在一些情况下,泥浆工程师可位于场外的远程位置,并且当地技术人员可为泥浆工程师装满瓶108,这样泥浆工程师就不必在现场来对钻井泥浆进行评估并提出建议。在又另一个示例中,用户界面104可包括键盘、鼠标、按钮、拨号盘、开关、滑块、其他类型的物理输入机构或其组合,以帮助用户向流体测试设备100输入信息或提供指令。在一些情况下,流体测试设备100可包括麦克风或摄像头,所述麦克风或摄像头允许用户对流体测试设备100讲出信息和/或通过动作/手势与流体测试设备100交流。在输入信息并指示流体测试设备100开始测试后,流体测试设备100可在无用户进一步参与的情况下完成测试。当测试完成时,流体测试设备100可自动地从一种类型的测试转换到另一种类型的测试。此外,流体测试设备100可在无用户参与的情况下在测试之间自动调节钻井液样本的温度。通常,在钻井泥浆循环穿过热的井下环境中的钻柱后对其进行测试。在钻井泥浆需要在低于钻井泥浆当前温度的温度下进行测试的那些情形下,必须使钻井泥浆必须冷却,之后才可执行测试。流体测试设备100可降低钻井液样本的温度并使用户可自由地执行其他任务。图2和图3示出根据本公开的流体测试设备100的内部部件的示例的示意图。图3详细示出图2所示的内部构件的一部分。在此示例中,流体测试设备100包括瓶接收器106、泵200、流体导管204、连接到流体导管204的密度传感器216、流体室218、以及连接到流体室218的流变传感器220。瓶接收器106可以是流体测试设备100外部的任何适当附接件,瓶108可连接到所述附接件,并且所述附接件包括用于从瓶108中移除钻井液样本230的机构。在所示示例中,流体导管204的一部分从瓶接收器106悬挂下来一定距离,使得当附接瓶108时,入口206浸没在钻井液样本230中。过滤器202连接至钻井液导管204并包围入口206,使得得以防止固体颗粒和/或不想要的碎片进入流体导管204。流体导管204的第一部分210将入口206连接至泵200。泵200可用于将至少一部分钻井液样本230从瓶108中抽取到流体导管204中。在一些示例中,泵200是蠕动泵。但是,根据本公开中描述的原则,可使用任何适当类型的泵。流体导管204的第二部分212可将导管204连接至泵200和密度传感器。在一些情况下,泵200的高度比密度传感器216高。在这种类型的示例中,泵200可释放钻井液样本230,并允许重力将钻井液样本230推送至密度传感器216。在其他示例中,泵200可主动地将钻井液样本230推动通过密度传感器216。可使用任何适当类型的密度传感器216。在一个示例中,密度传感器216可以是科里奥利密度计,其在钻井液样本230通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统,其包括:/n流体导管;/n流体室,所述流体室与所述流体导管连通;/n流变传感器,所述流变传感器与所述流体室连通;/n电温度控制器,所述电温度控制器与所述流体室连通;/n其中响应于来自所述电温度控制器的第一控制信号,所述流体室被冷却。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 US 62/529,4541.一种系统,其包括:
流体导管;
流体室,所述流体室与所述流体导管连通;
流变传感器,所述流变传感器与所述流体室连通;
电温度控制器,所述电温度控制器与所述流体室连通;
其中响应于来自所述电温度控制器的第一控制信号,所述流体室被冷却。


2.如权利要求1所述的系统,其中响应于来自所述电温度控制器的第二控制信号,所述流体室被加热。


3.如权利要求2所述的系统,其中所述第二控制信号具有与所述第一控制信号相反的极性。


4.如权利要求1所述的系统,其还包括与所述流体导管连通的密度传感器。


5.如权利要求4所述的系统,其还包括:
所述流体导管的入口;以及
所述流体导管的出口,所述出口与所述流体室连通;
其中所述密度传感器定位在所述入口和所述出口之间。


6.如权利要求1所述的系统,其中所述电温度控制器包括同时产生加热区和冷却区的热电材料。


7.如权利要求6所述的系统,其中所述电温度控制器包括脉冲宽度调制器以控制发送通过所述热电材料的信号强度。


8.如权利要求6所述的系统,其中所述电温度控制器包括与所述热电材料连通的散热器。


9.如权利要求6所述的系统,其还包括:
极性开关,所述极性开关与所述热电材料连通;
其中当所述极性开关沿第一方向引导电力通过所述热电材料时,在所述热电材料的第一侧上产生所述加热区并且在所述热电材料的第二侧上产生所述冷却区;
其中当所述极性开关沿与所述第一方向相反的第二方向引导电力通过所述热电材料时,在所述热电材料的所述第二侧上产生所述加热区并且在所述热电材料的所述第一侧上产生所述冷却区。


10.如权利要求1所述的系统,其还包括:
处理器;
存储器,所述存储器与所述处理器通信,其中所述处理器包括用于以下操作的编程指令:
接收用于在两个或更多个不同温度下通过所述流变传感器测试所述流体室中的流体样本的输入;
通过所述电温度控制器使所述流体样本的温度达到所述两个或更多个不同温度中的第一温度;
在所述第一温度通过所述流变传感器测试所述流体样本;
自动地通过所述电温度控制器使所述流体样本的所述温度达到所述两个或更多个不同温度中的第二温度;以及
在所述第一温度下通过所述流变传感器测试所述流体样本。


11.如权利要求1所述的系统,其还包括并入到所述流体室中的至少一个液位检测传感器。


12.如权利要求11所述的系统,其中所述至少一个液位检测传感器是热分散传感...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·斯图尔特T·福斯尔R·梅尔茨J·T·康诺顿Z·奇若夫N·麦克弗森R·谢莱迪亚
申请(专利权)人:MI有限公司斯伦贝谢挪威公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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