专利名称：一种用于石油钻井作业的防溢监测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油钻井作业的防溢监测设备，具体地涉及一种利用电磁波或超声波监测钻井液液面的防溢监测设备。
背景技术：
石油钻井、修井作业中，井下会出现井漏或井喷现象。此时防溢管内的钻井液液面会相应下降或升高，通过及时监测钻井液液面升降，可以及早发现井漏或井喷迹象，防止钻井、修井作业中的潜在危险。目前，国内还没有一种工具和仪器能够对防溢管内的钻井液液面进行有效监测，现有技术的设备仅仅对泥浆池和出口管进行监测。具体地，现有技术的监测方式是在钻井作业平台钻井液流出口外安装流量计，同时在钻井液回流的泥浆罐上计量钻井液液面高度，从而判断回流的钻井液流量是否正常。但是，这种现有技术的监测方式对于井喷或井漏的反应速度太慢，不能及时发现事故征兆，也就不能及时预报危险情况。
因此，需要一种能够实时监测钻井液液面升降的设备，提高钻井、修井作业的安全性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于石油钻井作业的防溢监测设备，该设备具体包括防溢喇叭口，固定在防溢直管顶端，喇叭口开口向上；防溢直管，上接防溢喇叭口，下接防溢直管下法兰盘，之间与钻井液出口管连通；防溢直管下法兰盘，此法兰盘周边上设有螺栓孔；钻井液出口管，一端与防溢直管连通；监测用弯管，在防溢直管位于钻井液出口管以下部位与防溢直管连通；监测用弯管法兰盘，位于监测用弯管上端，该法兰盘上连接固定监测装置部分；其特征在于所述监测装置部分包括管体部分，其管壁上开设有通气孔；电磁波或超声波发生器，安置在管体部分顶端；电磁波或超声波发射/接收探头，安置在管体内；电磁波或超声波发生器电缆，与电磁波或超声波发生器相连接。
在本实用新型的一种用于石油钻井作业的防溢监测设备，其特征在于防溢直管采用直径200至700毫米的钢管，钻井液出口管采用直径100至500毫米的钢管；钻井液出口管与防溢直管连通的一端高于钻井液流出的另一端；监测装置部分的管体部分管壁上的通气孔为圆形；所述防溢监测设备还包括一块盲板，当不使用所述监测装置部分时，将该盲板固定在监测用弯管法兰盘上，从而封死监测用弯管上端口。
本实用新型的防溢监测设备由于直接实时监测防溢管内的钻井液液面，可以快速判断是否出现了井漏或井喷迹象，及时采取应对措施，防止危及作业安全的重大事故发生。
图1为本实用新型的防溢监测设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细解释本实用新型的技术原理和具体实现方式。图1为本实用新型的结构示意图。图中附图标记所代表的具体结构部件如下标记1为防溢喇叭口，标记2为防溢直管，标记3为钻井液出口管，标记4所表示的深色部分为本实用新型防溢监测设备中的钻井液，标记5为防溢直管下法兰盘，标记6为法兰盘周边上设置的螺栓孔，标记7为监测用弯管法兰盘，标记8为监测装置的管体部分管壁上开设的通气孔，标记9为电磁波或超声波发射/接收探头，标记10为电磁波或超声波发生器，标记11为电磁波或超声波发生器电缆，标记12为监测用弯管，标记13为防溢直管位于钻井液出口管以下部分。
如图1所示，本实用新型的防溢监测设备包括防溢喇叭口，固定在防溢直管顶端，喇叭口开口向上；防溢直管，上接防溢喇叭口，下接防溢直管下法兰盘，中间与钻井液出口管连通；防溢直管下法兰盘，此法兰盘周边上设有螺栓孔，用于将防溢直管下端与井口封井器连接固定；钻井液出口管，一端与防溢直管连通，另一端作为钻井液流出通道；监测用弯管，在防溢直管位于钻井液出口管以下部位与防溢直管连通，将钻井液引入监测用弯管，以便检测液面高度；监测用弯管法兰盘，位于监测用弯管上端，用于将监测装置部分连接固定在监测用弯管上；其特征在于所述监测装置部分包括管体部分，其管壁上开设有通气孔，当监测用弯管内液面升降时，排除或吸入空气；电磁波或超声波发生器，安置在管体部分顶端，产生电磁波或超声波信号；电磁波或超声波发射/接收探头，安置在管体内，将电磁波或超声波发生器产生的电磁波或超声波信号向监测用弯管下方辐射，并接收从液面反射的电磁波或超声波信号；电磁波或超声波发生器电缆，为此电磁波或超声波发生器供电。
本实用新型的防溢监测设备主要由左右两部分钢管结构焊接而成，左部分钢管为监测用弯管，右部分钢管为防溢直管，两钢管在焊接部位内部相互连通。整个防溢监测设备通过防溢直管下法兰盘安装固定在石油钻井作业常用的井口封口器上。其中，防溢喇叭口与防溢直管由一根钢管构成，在防溢直管中间右边部位与钻井液出口管焊接在一起，钻井液出口管的出口方向可以在水平面上或者在水平面略下方。防溢直管中间左侧部位与监测用弯管焊接在一起，焊接角度可以任意选择，但应当保证监测用弯管与防溢直管连通的位置比钻井液出口管与防溢直管连通的位置低些。防溢直管、监测用弯管和钻井液出口管这三部分内腔相互连通。在监测装置管壁上设置有通气孔，监测装置管体通过监测用弯管法兰盘与监测用弯管连接固定。监测装置内的电磁波或超声波发生器与管体部分是通过螺纹或焊接方式连接在一起，该发生器通过电缆供电，电磁波或超声波发射/接收探头伸入到管体内，但探头下端深入管壁的位置不能低于管壁上通气孔的位置。在防溢直管下法兰盘的周边设置有螺栓孔，用于将本实用新型的防溢监测设备与井口封口器连接固定。
在实际使用中，电磁波或超声波发生器产生电磁波或超声波，通过电磁波或超声波发射/接收探头在管壁内向下辐射，电磁波或超声波遇到管壁内钻井液液面时产生反射，反射波被探头接收后，设置在发生器内的微处理器计算出液面高度。当发生井漏或井喷时，管壁内钻井液液面会出现大幅度下降或上升，这时微处理器将数据传送到钻井平台、录井房、监控室的专用显示器上。一般情况下，预先为微处理器设置好正常情况的钻井液液面高度上限值和下限值，当微处理器计算出液面高度超过预定上限值，则发出井涌告警，当计算出液面高度低于下限值，则发出井漏告警，告警信号均通过显示器显示。
如果不使用电磁波或超声波液面监测，则将监测装置部分从监测用弯管法兰盘上拆除，并且在监测用弯管法兰盘上安装一块盲板，将该法兰盘封闭。
权利要求1.一种用于石油钻井作业的防溢监测设备，包括防溢喇叭口，固定在防溢直管顶端，喇叭口开口向上；防溢直管，上接防溢喇叭口，下接防溢直管下法兰盘，中间与钻井液出口管连通；防溢直管下法兰盘，此法兰盘周边上设有螺栓孔；钻井液出口管，一端与防溢直管连通；监测用弯管，在防溢直管位于钻井液出口管以下部位与防溢直管连通；监测用弯管法兰盘，位于监测用弯管上端，该法兰盘上连接固定监测装置部分；其特征在于所述监测装置部分包括管体部分，其管壁上开设有通气孔；电磁波或超声波发生器，安置在管体部分顶端；电磁波或超声波发射/接收探头，安置在管体内；电磁波或超声波发生器电缆，与电磁波或超声波发生器相连接。
2.根据权利要求1的防溢监测设备，其特征在于防溢直管采用直径200至700毫米的钢管，钻井液出口管采用直径100至500毫米的钢管。
3.根据权利要求1的防溢监测设备，其特征在于钻井液出口管与防溢直管连通的一端高于钻井液流出的另一端。
4.根据权利要求1的防溢监测设备，其特征在于监测装置部分的管体部分管壁上的通气孔为圆形。
5.根据权利要求1的防溢监测设备，其特征在于所述防溢监测设备还包括一块盲板，该盲板固定在监测用弯管法兰盘上，封死监测用弯管上端口。
专利摘要本实用新型涉及一种用于石油钻井作业的防溢监测设备，该防溢监测设备固定安装在井口封井器上，利用电磁波或超声波发生器和探头发射电磁波或超声波至防溢管内钻井液液面，通过实时监测防溢管内的钻井液液面高度，可以随时发现井漏或井喷迹象，以便及时采取应对措施，防止危及作业安全的重大事故发生。
文档编号E21B47/04GK2695635SQ200420004340
公开日2005年4月27日 申请日期2004年2月23日 优先权日2004年2月23日
发明者余代美 申请人:余代美