一种计量罐池体积测量装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及石油钻探领域，特别是涉及一种下钻、起钻作业中，对计量罐内钻井液灌入、返出体积以及起、下钻柱数进行测量的计量罐池体积测量装置。
【背景技术】
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[0002]在石油钻井施工过程中，为了获得进尺，通常需要进行起、下钻作业，在起、下钻过程中需要计量罐对灌入井筒及井口返出钻井液审完体积进行计量，以确定井眼是否处于压力平衡状态，是否有井漏、溢流等复杂情况发生，为此需要使用专用的计量工具来读取计量罐内钻井液体积，以确定井内灌入、返出的钻井液体积。目前的计量手段包括使用钢板尺或计量罐计量标尺量取液面高度，以及使用电子池体积计量装置来检测液面变化。使用钢板尺需要计量人员频繁的量取液面体积，再查表、计算，工作量大且效率低下；而通过计量罐计量标尺量取液面高度变化又往往受限于计量人员的高度，如果液面变化或标尺高度超过计量人员高度，读值、调零都比较困难；电子池体积计量装置价格昂贵且需要做防爆处理，使用时需要架线连接到主机并配备显示屏才能读取数据，导致前期准备工作较为复杂繁琐；且受条件限制，钻井队班组通常极少配备该计量装置。因此有必要提供一种操作方便、快捷，且能够直观、准确地获得计量罐内钻井液体积变化的测量装置，对井漏、溢流情况的发生与否做出快速准确地判断。
【发明内容】
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[0003]本实用新型的目的是提供一种计量罐池体积测量装置，能够快速、直观、准确地获得起、下钻过程中计量罐内钻井液体积的变化，对井漏、溢流情况的发生与否做出快速准确地判断。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]所述计量罐池体积测量装置包括:钻杆标尺、池体积标尺、固定套、池体积指示器、柱数指针、浮筒、浮筒限位套、标尺固定底座和计量罐。所述钻杆标尺反映起、下钻杆柱数；所述池体积标尺反映计量罐内钻井液的体积，其量程大于或等于计量罐满罐容积。所述钻杆标尺垂直固定在所述标尺固定底座上，所述标尺固定底座的上部还固定有用于读取池体积标尺刻度值的池体积指示器，下部固定有所述固定套；所述标尺固定底座固定在计量罐顶部；所述池体积标尺从所述固定套和池体积指示器与标尺固定底座之间的间隙中穿过，池体积标尺的底部与所述浮筒连接；所述浮筒位于计量罐内的浮筒限位套中，并可在浮筒限位套内随计量罐内钻井液的灌入和返出而上下垂直浮动，从而带动所述池体积标尺上下垂直移动，在池体积标尺上下移动过程中，池体积指示器相对于池体积标尺刻度的位置变化即反映出计量罐中钻井液体积的变化；所述浮筒限位套用来隔离计量罐内钻井液的流动对浮筒造成的冲击，同时与所述池体积指示器和固定套一起限定浮筒及池体积标尺的运动方向，保证二者始终上下垂直移动；用于读取钻杆标尺刻度值的所述柱数指针连接在所述池体积标尺上，可随池体积标尺的上下移动指示钻杆标尺上的不同刻度。
[0006]在起、下钻过程中，读取并计量每次起、下一柱钻杆钻前后池体积标尺上的刻度变化，即获得计量罐中钻井液体积的实际变化量，将实际变化量和理论变化量(一柱钻杆的理论排替体积)进行比较，判断井下是否存在井漏、溢流情况以及井漏、溢流量。当存在井漏时，每起一柱钻杆的实际灌入量(钻井液由计量罐向井内灌入)大于理论灌入量，每下一柱钻杆的实际返出量(钻井液由井内返回计量罐)小于理论返出量；当存在溢流时，每起一柱钻杆的实际灌入量小于理论灌入量，每下一柱钻杆的实际返出量大于理论返出量。实际变化量和理论变化量的差值为井漏、溢流量。
[0007]钻杆标尺用于计量起、下钻杆的柱数，反映了由计量罐中钻井液体积的实际变化量所导致的钻杆柱数的变化。通过将钻杆标尺反映的柱数变化与实际起、下钻杆数进行比较，可快速判断井下是否存在井漏、溢流情况。当存在井漏时，每起一柱钻杆，钻杆标尺所反映的柱数变化大于一柱；每下一柱钻杆，钻杆标尺所反映的柱数变化小于一柱。当存在溢流时，每起一柱钻杆，钻杆标尺所反映的柱数变化小于一柱；每下一柱钻杆，钻杆标尺所反映的柱数变化大于一柱。
[0008]当起、下钻作业中同时使用两种规格的钻杆时，为了便于柱数计量，所述计量罐池体积测量装置还可以设有备用钻杆标尺，所述备用钻杆标尺垂直固定在所述标尺固定底座上。起、下钻作业时，根据起、下钻杆的规格，选择钻杆标尺或备用钻杆标尺进行计量。
[0009]为了便于计量时标尺刻度的读取，可在计量前分别对所述池体积标尺和钻杆标尺进行调零。为了便于调零，所述池体积指示器与标尺固定底座可以采用可活动的连接方式，例如:用紧固螺栓将池体积指示器与标尺固定底座连接，当螺栓松开时，池体积指示器可相对于标尺固定底座上下移动，进行池体积标尺的调零，调零后将螺栓拧紧固定；同样地，所述柱数指针和所述池体积标尺间也可以采用可活动的连接方式，例如:将上柱数指针套在所述池体积标尺上，并通过顶丝与池体积标尺固定在一起，当顶丝松开时，可以相对池体积标尺上下调节柱数指针的位置，进行钻杆标尺的调零，调零后将顶丝拧紧。
[0010]所述池体积标尺和钻杆标尺的调零步骤如下:
[0011 ] 首先进行池体积标尺的调零，将计量罐排空，浮筒带动池体积标尺向下移动至计量罐底部，松开螺栓，移动池体积指示器，将池体积指示器置于池体积标尺作为零值的刻度处，拧紧螺栓固定池体积指示器，即完成池体积标尺的调零，后续使用时也不需要再次调零。
[0012]之后进行钻杆标尺的调零:下钻时，将计量罐排空，浮筒带动池体积标尺向下移动至计量罐底部，松开顶丝，上下调节柱数指针的位置，使柱数指针指示到钻杆标尺下部作为零值的刻度，拧紧顶丝，将柱数指针固定在池体积标尺上，即完成钻杆标尺的下钻调零；起钻时，将计量罐内灌满钻井液，浮筒带动池体积标尺向上移动至计量罐顶部，松开顶丝，调节柱数指针的位置，使柱数指针指示到钻杆标尺上部作为零值的刻度，拧紧顶丝进行固定，即完成钻杆标尺的起钻调零。为了便于钻杆柱数的计量，每起、下一柱钻杆前均可对钻杆标尺进行调零。所述备用钻杆标尺的调零与上述钻杆标尺相同。
[0013]池体积标尺的量程应大于或等于计量罐满罐容积，在此基础上，池体积标尺的单位刻度长度及单位刻度所代表的体积值可根据计量需要自行确定，钻杆标尺的单位刻度对应钻杆柱数，通常每一单位刻度为一钻柱。钻杆标尺的单位刻度长度根据池体积标尺进行相应设定，公式如下= dH?ii * (dv#t /dv?ii )，式中，为钻杆标尺单位刻度长度；dH_为池体积标尺单位刻度长度；(1%_为钻杆的理论排替体积；dv_为池体积标尺单位刻度所代表的体积值。所述备用钻杆标尺的刻度确定与所述钻杆标尺相同。
[0014]为了便于计量罐内钻井液体积变化的计量，所述池体积标尺的单位刻度长度也可以根据计量罐的规格确定，公式如下:(1?= ch^/(L*W),式中，(1?为池体积标尺单位刻度长度为池体积标尺单位刻度所代表的体积值，可根据计量需要自行确定山为计量罐长度1为计量罐宽度。
[0015]本实用新型所述计量罐池体积测量装置利用计量罐内钻井液浮力带动池体积标尺上下移动，借助池体积指示器和柱数指针指示，可以快速、直观地读取计量罐中钻井液体积的实际变化量，通过与钻杆的理论排替体积进行比较，可快速准确地判断出井下是否存在井漏、溢流情况，避免了查表、计算等繁琐的计量步骤，有效地提高了工作效率。此外，本实用新型装置中的池体积指示器在计量过程中的高度位置保持不变，便于计量人员的观测且能够有效计量的准确性，避免了使用计量罐标尺测量过程中由于液面变化或标尺高度过高造成的难于观测以及计量误差较大的问题。另外，本实用新型与电子池体积计量装置相比，结构简单，使用成本低。使用时，无需前期复杂繁琐的准备步骤，安装操作极为简便。
【附图说明】
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[0016]图1是本实用新型计量罐池体积测量装置的主视图；
[0017]图2是图1所示计量罐池体积测量装置的侧视图。
【具体实施方式】
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[0018]下面结合附图对本实用新型进行具体描述。本实用新型所述的计量罐池体积测量装置包括:钻杆标尺1、备用钻杆标尺2、池体积标尺3、固定套4、池体积指示器5、柱数指针6、浮筒7、浮筒限位套8、标尺固定底座9和计量罐10。钻杆标尺I的刻度对应起、下钻杆柱数；池体积标尺3的刻度对应计量罐10内钻井液的体积。钻杆标尺I和备用钻杆标尺2垂直固定在标尺固定底座9上；标尺固定底座9的下部和上部还分别固定有固定套4和池体积指示器5，池体积指示器5用于读取池体积标尺3上的刻度值；标尺固定底座9固定在计量罐10顶部。
[0019]池体积标尺3从固定套4和池体积指示器5与标尺固定底座9之间的间隙中穿过，池体积标尺3的底部与浮筒7连接；浮筒7位于计量罐10内的浮筒限位套8中，并可在浮筒限位套8内随计量罐10内钻井液的灌入和返出而上下垂直浮动，从而带动池体积标尺3上下垂直移动。在池体积标尺3上下移动过程中，池体积指示器5相对于池体积标尺3上刻度的位置变化即反映出计量罐10内钻井液体积的变化；所述浮筒限位套8用来隔离计量罐10内钻井液的流动