[摘要]目前(qian)判斷井湧(yong)井漏的方(fang)法有多種(zhǒng)。通常由于(yu)出口流量(liang)計 精度低(dī)，隻能采用(yong)間接的體(ti)積增量關(guan)井報警的(de)方法🌏。這☔種(zhǒng)方法🔴反應(ying)速度慢，預(yu)報效果不(bu)好。本文采(cǎi)用直接探(tàn)測出口流(liu)量的流量(liang)計，實現回(hui)流管的非(fei)滿管計量(liang)在不同🌈工(gong)況下，實現(xiàn)出口.流量(liàng)♊變化的早(zǎo)期井湧預(yù)報和體積(jī)增量的關(guān)井報警功(gong)能，并對各(ge)種流量計(ji)的現場試(shì)驗進行🍓了(le)比較，最終(zhong)選擇了報(bào)警🙇‍♀️及時精(jing)度高的💋多(duo)普勒超聲(shēng)波流量計(ji)作爲最佳(jiā)井湧井漏(lòu)預報的計(jì)量儀器.
　　在(zài)油氣鑽井(jing)過程中，井(jing)下情況的(de)判斷及處(chù)理是油氣(qi)鑽井的重(zhong)要研究方(fang)向。井下情(qíng)況是一個(ge)複雜的體(ti)系。各種各(gè)樣的因素(su)導緻各種(zhong)形式的事(shi)故發生，井(jing)湧和♉井漏(lou)是油氣鑽(zuan)井過程中(zhong)出現🔞的普(pu)遍現象"。特(tè)别是出口(kǒu)流量的判(pan)定是井湧(yǒng)井漏判斷(duan)的關鍵。它(tā)比用泥漿(jiang)🌈池體積的(de)變化來判(pàn)定井湧井(jing)漏要先🏃進(jìn)、精确得多(duo)，能及時地(di)判定井湧(yong)井漏。但測(cè)量回流管(guǎn)裏面的回(huí)流流量有(yǒu)其難點。因(yin)爲泥漿泵(beng)及其它電(dian)機的震動(dong)引起回流(liú)泥漿波動(dong)大，同時💯還(hai)有泥漿的(de)粘度和密(mi)度的影響(xiǎng)☁️。這三個因(yīn)素導緻流(liu)量測量的(de)精度下降(jiàng)。
　　以往井湧(yǒng)井漏的發(fa)現和判斷(duàn)方法有坐(zuò)崗制、液面(miàn)監✉️測⛹🏻‍♀️儀和(hé)錄井體積(jī)測量儀等(děng)1。這些方法(fǎ)的特點，都(dou)是間接觀(guān)察體積增(zēng)量，不是測(ce)量出口流(liú)量的方法(fa)，因此這些(xie)測量方法(fǎ)不精确、不(bu)及時。近期(qi)國内外先(xiān)進的方法(fa)是先對流(liú)量增量進(jìn)行預報，然(rán)後對體積(ji)⛹🏻‍♀️增量進行(háng)預報。當流(liu)量預報時(shí)，流量增量(liàng)超過門限(xian)💛值時，發出(chu)提示報警(jǐng)信号，同時(shi)轉爲體積(ji)增量預報(bao)，當體積增(zeng)量超過井(jing)控規👌定時(shi)，發出關井(jing)信号。這類(lèi)方⛷️法較精(jing)确，但不及(jí)🐇時，不能迅(xùn)速判定井(jǐng)湧井漏。目(mù)前較好的(de)方法是在(zai)回流管中(zhong)㊙️采取直接(jiē)接觸的流(liú)量測量。但(dan)是，由于泥(ni)漿的粘度(dù)和密度導(dǎo)緻測量精(jing)度低，流量(liàng)增量預報(bao)不準，同🌂時(shi)由于泥漿(jiang)罐液面波(bō)♻️動大，超聲(shēng)液位測量(liang)甩點🥰過多(duo)，造成體積(ji)增量測量(liàng)⛹🏻‍♀️反應較慢(man)⛹🏻‍♀️。到目前爲(wèi)止，判斷井(jǐng)湧井漏的(de)方法有多(duō)種。但由于(yú)受到測量(liang)儀器和工(gong)藝方❓法的(de)限制，都💋不(bu)同程度存(cun)在着不及(jí)時、不精确(què)的問題🔴。
　　本(ben)文通過判(pan)定井湧井(jing)漏的關鍵(jian)，根據各種(zhǒng)流量計測(ce)🈲量出✔️口🔴流(liú)量的試驗(yàn)方法。在衆(zhong)多的流量(liàng)計中找出(chu)最🙇🏻适合⚽于(yu)井場鑽井(jǐng)的各種工(gōng)況下保持(chí)井湧井漏(lòu)預報系統(tǒng)靈🙇🏻敏可靠(kào)🈲性的流量(liang)計。流量計(ji)分别有靶(ba)式流量計(jì)、電磁流量(liàng)計、超聲波(bō)時差法🈲、質(zhi)量流量計(jì)、多普勒流(liú)量計五種(zhǒng)。對這五種(zhǒng)流量計進(jìn)行原理分(fèn)析和試驗(yàn)比較，找出(chu)最适合于(yú)井湧井漏(lòu)預♉報系統(tǒng)的流量計(jì)。
1 靶式流量(liàng)計
1.1工作原(yuan)理
　　當介質(zhì)在測量管(guǎn)中流動時(shí)，因其自身(shen)的動能與(yǔ)靶闆産生(sheng)壓差，進而(ér)産生對靶(ba)闆的作用(yòng)力，産生與(yǔ)流🔴量在靶(ba)闆上作用(yòng)力對應的(de)電壓信号(hao)，由于流體(tǐ)流量特征(zheng)的影響，流(liu)量與電橋(qiáo)産生的電(diàn)壓的平方(fang)成正比。
1.2基(ji)本圖示見(jiàn)圖1。
1.3優點:(1)可(ke)用于泥漿(jiāng)介質。(2)結構(gou)較簡單。(3)靈(líng)敏度較高(gao)。
1.4缺點:
(1)不能(neng)震動。若發(fā)生震動，即(jí)使沒流量(liang)也有顯示(shì)。
(2)不能承受(shou)太大的壓(ya)差。而在井(jǐng)場中入口(kou)立管肯定(ding)有✊震動，且(qiě)立管的壓(yā)力一般情(qing)況下達到(dao)15Mpa。
因此，靶式(shì)流量計不(bu)能入選。
 
2電(dian)磁流量計(ji)
2.1工作原理(lǐ)
　　 電磁流量(liàng)計 的測量(liang)原理基于(yú)法拉第電(dian)磁感應定(dìng)律:導電液(yè)體在🏒磁場(chang)中作切割(gē)磁力線運(yun)動時，導體(tǐ)中産生感(gǎn)應電勢，測(cè)量流量時(shí)，感應出的(de)電壓通過(guo)二個或二(er)個以上與(yu)液體直接(jiē)接觸的電(dian)極檢出，并(bing)通過電纜(lǎn)送至轉換(huàn)器進行處(chù)理，然後在(zai)LCD顯示或轉(zhuan)換成标準(zhun)信号420mA和0一(yī)1kHz輸出⭕。
2.2基本(běn)圖示見圖(tu)2。
 

2.3優點:
(1)管道(dào)内無可動(dòng)部件，無阻(zu)流部件，測(ce)量中幾乎(hū)沒有附加(jia)壓力損失(shi)。
(2)測量結果(guo)與流速分(fen)布、流體壓(yā)力、溫度、密(mì)度、粘度等(deng)物理參📞數(shù)無關。
(3)現場(chǎng)可以根據(jù)用戶實際(jì)需要在線(xiàn)修改量程(cheng)。
2.4缺點:
　　電磁(ci)流量計結(jié)構是陶瓷(cí)、橡膠等物(wu)，使用一段(duan)時間後由(yóu)于泥漿沖(chòng)刷導電體(tǐ)磨損，精度(du)明顯下降(jiang)。需現場試(shi)驗比較。
3質(zhì)量流量計(ji)
3.1工作原理(li)
　　根據牛頓(dun)第二運動(dòng)定律F=ma,測量(liàng)管扭曲量(liang)的大小與(yu)流經測量(liàng)管的質量(liàng)流量的大(dà)小成正比(bǐ)。當流體流(liu)過測量管(guǎn)時，流體就(jiu)💘會受到科(ke)裏奧力的(de)作用，測量(liàng)管裏流體(tǐ)所受科裏(li)奧力的反(fǎn)⚽作用，産生(sheng)進口和出(chu)口的相位(wei)差，再把該(gai)相位差轉(zhuǎn)🏃‍♀️變爲相應(yīng)的電平信(xìn)号送入變(biàn)送器，經濾(lǜ)波、積分、放(fàng)大等電👣量(liàng)處理後，轉(zhuan)🔞變成與質(zhì)量成正比(bi)的4~20mA模拟信(xin)号或定範(fan)圍的頻率(lǜ)信号兩種(zhong)🈲形式輸出(chu)。
3.2基本圖示(shi)見圖3。
 
3.3優點(dian):精度高、應(ying)用範圍廣(guang)、安裝工況(kuàng)要求低。
3.4缺(quē)點:
(1)由于質(zhi)量流量計(ji)對外界振(zhen)動較爲敏(min)感，容易造(zao)成零🐉點漂(piāo)移‼️和對密(mi)度測量的(de)不準确。
(2)測(ce)量管内壁(bì)磨損腐蝕(shí)或沉積結(jie)垢會影響(xiang)測量精度(dù)。其工作環(huán)📱境不能太(tài)惡劣，受環(huan)境的幹擾(rǎo)大。
(3)價格昂(ang)貴。
根據以(yǐ)上三點，質(zhì)量流量計(ji)不能入選(xuan)。
4超聲波時(shi)差法流量(liang)計
4.1工作原(yuan)理
　　根據超(chao)聲波信号(hao)順流傳播(bo)時間和逆(ni)流傳播時(shí)間之差來(lái)📧計算🏃🏻流速(sù)，進而求得(dé)流量。
4.2基本(ben)圖示見圖(tú)4。
 
4.3優點:
(1)屬于(yu)非接觸性(xing)測量，安裝(zhuāng)方便。
(2)無節(jie)流部件，有(you)利于節約(yuē)能源。
4.4缺點(diǎn):
　　聲波時差(cha)法隻能用(yong)于清潔液(ye)體或氣體(ti),不能用于(yu)含♌雜質🌈的(de)流體。而鑽(zuan)井液是富(fù)含雜質的(de)液體，故不(bu)适用于井(jing)場中✔️。
5多普(pu)勒流量計(ji)
5.1工作原理(li)
　　 超聲波多(duō)普勒流量(liàng)計 的測量(liang)原理以物(wù)理學中的(de)多普勒效(xiao)應爲基礎(chǔ)。根據聲學(xué)多🤟普勒效(xiao)應，當聲源(yuan)和觀察者(zhě)之間有相(xiang)對運動時(shí)，觀察者所(suo)感受到的(de)聲頻率不(bú)同于聲源(yuan)所發出的(de)頻率。這個(gè)因相對運(yun)動而産生(shēng)的頻率變(biàn)化♋與兩物(wu)體的相對(dui)速度成正(zheng)比。
5.2基本圖(tu)示見圖5。
5.3優(you)點:
(1)可測量(liàng)礦漿等污(wū)濁液體。
(2)操(cāo)作簡單，響(xiǎng)應速度快(kuai)。
(3)極好的低(dī)流速測量(liang)能力，可低(dī)至0.05m/So
(4)極寬的(de)流量測量(liàng)範圍。
5.4缺點(dian):
暫無。需現(xiàn)場試驗進(jin)行比較。
 
6現(xiàn)場試驗比(bǐ)較
　　對靶式(shi)流量計、電(diàn)磁流量計(ji)、超聲波時(shi)差法流量(liang)計、質量流(liú)量計👣、多普(pu)勒流量計(jì)五種流量(liàng)計進行原(yuán)理分析對(duì)比後，選擇(zé)多普勒流(liu)量計和電(diàn)磁流量計(jì)進行現場(chǎng)🥰試驗比較(jiào)。
7總結
　　多普(pu)勒流量計(ji)相對于靶(ba)式流量計(jì)、電磁流量(liang)計、超聲波(bō)時差法、質(zhì)量流量計(jì)更适合測(ce)量礦漿等(děng)污濁⚽的液(yè)體，适🐕應惡(è)劣工💰況環(huan)境，解決了(le)許多流量(liàng)計無法測(cè)量🐪的難題(tí)🐕。同時具有(yǒu)操作簡單(dān)，高度智能(néng)化，響應速(su)度快的優(you)點。

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