一种返出口硫化氢及流量动态监测装置的制作方法

1.本实用新型属于石油钻井液返出流量及硫化氢检测技术领域，涉及一种返出口硫化氢及流量动态监测装置。


背景技术：

2.在石油钻井过程中，泥浆返出量是一个非常重要的参数，它关系到对井涌井漏的即时指示，是提前实施井控和预防井喷发生的前提，同时钻井现场的硫化氢气体是威胁现场施工人员安全的重大隐患，需要早期、精确监测为现场施工人员安全提供保障。
3.目前，石油钻井界测量钻井液返出流量通常在泥浆罐中进行，通过测量泥浆罐中的液位变化来反映钻井液返出流量，但这种测量方法由于经过很长的返出管线，一个泥浆罐满了要换别的罐监测，存在对流量反映滞后、监测精度不高、多次安装费用高等缺点。
4.另一种常用的靶式流量计安装在钻井液返出管线上，该种装置由摆靶、角度传感器组成，当泥浆以一定的流速冲击摆靶时，摆靶将会偏移一定的角度，由角度传感器测量该角度，得出泥浆流量的相对量，这种靶式流量计存在泥浆易在摆靶上附着，对流量反映不够灵敏等缺点，严重影响测量精度，尤其是当流量较小时，测量误差较大。
5.此外目前现有的硫化氢只在钻台和泥浆罐有，而此二处都有作业人员存在，监测比较滞后给工作人员的反应和逃逸时间不足，现有的流量计都只是单一的流量监测装置，对于硫化氢的监测钻井现场也缺乏一个在气体溢出的第一时间的监测。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，解决了现有技术中流量测量误差大及反应滞后且在返出口无硫化氢监测的问题。
7.本实用新型所采用的技术方案是，一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，包括井口喇叭管，井口喇叭管的侧壁连通有管a，所述管a远离井口喇叭管的一端连通有流量监测槽，流量监测槽远离管a的一端连通有管b，流量监测槽上设置有传感器组件，传感器组件依次连接有数据处理单元、计算机、声光报警器。
8.本实用新型的特征还在于，
9.流量监测槽顶部开口，流量监测槽包括圆柱段a，圆柱段a的一端与管a连通，所述圆柱段a的另一端通过收缩段与圆柱段b的一端连通，圆柱段b的另一端通过扩散段与圆柱段c的一端连通，圆柱段c的另一端与管b连通。
10.圆柱段a的直径大于圆柱段c的直径，圆柱段c的直径大于圆柱段b的直径。
11.收缩段的两侧壁上分别与u型支架的两端连接，u型支架上设置有传感器组件。
12.支架设置于收缩段靠近圆柱段a的一端至收缩段长度1/2处之间。
13.传感器组件包括光学液位传感器和硫化氢传感器，光学液位传感器和硫化氢传感器均与数据处理单元连接。
14.本实用新型的有益效果是，本实用新型一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，
通过光学液位传感器获取返出泥浆的液位高度，从而获取泥浆的流量，同时设置有硫化氢传感器，能够及时监测硫化氢的浓度，以便及时采取应急措施，且采用无接触式测量流量及硫化氢的含量，避免了泥浆粘附而导致的测试准确性差及传感器灵敏度下降的问题。
附图说明
15.图1是本实用新型一种返出口硫化氢及流量动态监测装置的结构示意图；
16.图2是本实用新型一种返出口硫化氢及流量动态监测装置中流量监测槽的侧视图；
17.图3是本实用新型一种返出口硫化氢及流量动态监测装置中流量监测槽的俯视图。
18.图中，1.防喷器，2.井口喇叭管，3.钻井平台，4.方钻杆，5.管a，6.流量监测槽，7.管b，8.支架，9.光学液位传感器，10.数据处理单元，11.计算机，12.声光报警器，13.硫化氢传感器；
19.6-1.圆柱段a，6-2.收缩段，6-3.圆柱段b，6-4.扩散段，6-5.圆柱段c。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
21.本实用新型提供一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，结构如图1所示，包括井口喇叭管2，井口喇叭管2的底部设置有防喷器1，井口喇叭管2的顶部为钻井平台3，钻井平台3上设置有方钻杆4，方钻杆4伸入井口内，上述设置为本领域的现有技术，井口喇叭管2的侧壁连通有管a5，管a5远离井口喇叭管2的一端连通有流量监测槽6，流量监测槽6远离管a5的一端连通有管b7，管b7与泥浆的回收装置连接，对泥浆进行回收处理，流量监测槽6的两侧壁上分别与u型支架8的两端连接，u型支架8上设置有传感器组件，此为无接触式测量，避免了接触腐蚀及泥浆粘附影响，提高了测量精度及使用寿命，传感器组件包括光学液位传感器9和硫化氢传感器13，光学液位传感器9和硫化氢传感器13均依次与数据处理单元10、计算机11、声光报警器12连接。
22.如图2和图3所示，流量监测槽6顶部开口，返出口的液体由于气压减少而散出，从而能够使泥浆中的气体在第一时间排出时能被其上的硫化氢传感器识别到，流量监测槽6包括圆柱段a6-1，返出泥浆经过圆柱段a6-1圆进行缓冲使其液位免受泥浆进入收缩段而扰动，从而使测量的精度更高，柱段a6-1的一端与管a5连通，圆柱段a6-1的另一端通过收缩段6-2与圆柱段b6-3的一端连通，圆柱段b6-3的另一端通过扩散段6-4与圆柱段c6-5的一端连通，圆柱段c6-5的另一端与管b7连通，圆柱段a6-1的直径大于圆柱段c6-5的直径，圆柱段c6-5的直径大于圆柱段b6-3的直径，支架8设置于收缩段6-2靠近圆柱段a6-1的一端至收缩段6-2长度1/2处之间。
23.本实用新型一种返出口硫化氢及流量动态监测装置的工作过程为：钻井泥浆返出后通过管a5进入流量监测槽6，光学液位传感器9和硫化氢传感器13测量流量监测槽6中泥浆的液面高度及硫化氢气体的含量，并将测量的数据传输至数据处理单元10，数据处理单元10根据获取的液面高度计算返出泥浆的流量，并计算返出泥浆的流量与钻井液进入井口的流量差值，将该差值与设定的流量差值进行对比，并将对比结果反馈至计算机11，便于操
作人员识别，以便进行及时的处理，数据处理单元10将获取的硫化氢气体含量与设定的临界值进行对比，并将结果反馈至计算机11中，若超过临界值则控制声光报警器12进行报警，以提示现场工作人员及时疏散及采取应急措施；
24.其中采用经验回归公式q＝ab(bh)c计算返出泥浆的流量，式中，a、b、c为常数，可通过实验室内多次实验获取，b为圆柱段b宽度，h为光学液位传感器监测的液位高度。


技术特征：
1.一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，包括井口喇叭管（2），所述井口喇叭管（2）的侧壁连通有管a（5），其特征在于，所述管a（5）远离井口喇叭管（2）的一端连通有流量监测槽（6），所述流量监测槽（6）远离管a（5）的一端连通有管b（7），所述流量监测槽（6）上设置有传感器组件，所述传感器组件依次连接有数据处理单元（10）、计算机（11）、声光报警器（12）。2.根据权利要求1所述的一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，其特征在于，所述流量监测槽（6）顶部开口，所述流量监测槽（6）包括圆柱段a（6-1），所述圆柱段a（6-1）的一端与管a（5）连通，所述圆柱段a（6-1）的另一端通过收缩段（6-2）与圆柱段b（6-3）的一端连通，所述圆柱段b（6-3）的另一端通过扩散段（6-4）与圆柱段c（6-5）的一端连通，所述圆柱段c（6-5）的另一端与管b（7）连通。3.根据权利要求2所述的一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，其特征在于，所述圆柱段a（6-1）的直径大于圆柱段c（6-5）的直径，所述圆柱段c（6-5）的直径大于圆柱段b（6-3）的直径。4.根据权利要求2所述的一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，其特征在于，所述收缩段（6-2）的两侧壁上分别与u型支架（8）的两端连接，所述u型支架（8）上设置有传感器组件。5.根据权利要求4所述的一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，其特征在于，所述支架（8）设置于收缩段（6-2）靠近圆柱段a（6-1）的一端至收缩段（6-2）长度1/2处之间。6.根据权利要求1或4所述的一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，其特征在于，所述传感器组件包括光学液位传感器（9）和硫化氢传感器（13），所述光学液位传感器（9）和硫化氢传感器（13）均与数据处理单元（10）连接。

技术总结
本实用新型公开了一种返出口硫化氢及流量动态监测装置，包括井口喇叭管，井口喇叭管的侧壁连通有管A，所述管A远离井口喇叭管的一端连通有流量监测槽，流量监测槽远离管A的一端连通有管B，流量监测槽上设置有传感器组件，传感器组件依次连接有数据处理单元、计算机、声光报警器。本实用新型装置解决了现有技术中流量测量误差大及反应滞后且在返出口无硫化氢监测的问题。氢监测的问题。氢监测的问题。


技术研发人员：周武 吴琳 王嘉歌 贠玉平 闫建成 杜敏 刘宇琪 杨水胜 何拓平 黄宝杰
受保护的技术使用者：延长油田股份有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2023/1/23