【正文】 流量計(jì)圖37 立壓傳感器安裝 鉆井液溫度傳感器 鉆井液溫度的變化可間接反映地?zé)嵛镔Y含量，是監(jiān)測異常壓力的重要參數(shù)。而測量排放液或漿液時(shí)，應(yīng)將傳感器安裝在垂直的管道，流向是由下而上。 防護(hù)等級(jí)：IP65 IP67 安裝位置 在正常的條件下，電容式靶式流量計(jì)像閥門那樣螺栓固定在管道上的。 供電方式：；外供24VDC（可選） 量程比：1：15～177。 工況溫度：196～+500℃ 口　徑：DN15～DN3000mm適用于各種氣體、液體及蒸汽等介質(zhì)的測量，如圖這里我們選擇天津克萊瑞科技有限公司 KBL系列靶式流量計(jì)，其主要用于解決高粘度，低雷諾數(shù)流體的流量測量。傳感器選型 雖然可以精確測量液體流量的傳感器較多，如電磁流量傳感器、渦輪流量傳感器、超聲波流量傳感器等等，但是受鉆井現(xiàn)場安裝條件和鉆井液性能的影響，目前能夠有效用于鉆井液出口流量測量的傳感器并不是很多，綜合錄井比較常用的是靶式流量傳感器。 K——比例常數(shù)， ρ——工況下介質(zhì)密度（kg/m3） Cd——物體阻力系數(shù)當(dāng)介質(zhì)在測量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能通過阻流件（靶）時(shí)而產(chǎn)生的壓差，并對(duì)阻流件有一作用力，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數(shù)學(xué)方式表達(dá)如下：F=CdAρ如圖39所示：圖39 超聲波液位傳感器安裝位置圖35 鉆井液電導(dǎo)率傳感器安裝 鉆井液流量傳感器隨著人們對(duì)鉆井事故安全越來越關(guān)注，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆井液溢流和漏失為鉆井液出口流量的測量提出了更高的要求，鉆井液出口流量變化，與入口流量對(duì)比，可以監(jiān)測是否有鉆井液漏失和地層流體進(jìn)入，及時(shí)預(yù)測井涌、井漏、井噴。然后將特制的金屬架固定在鉆井液罐開口處，并調(diào)整探頭和固定桿臂長、方向、高度，使探頭的發(fā)射面與罐面保持300mm的垂直高度。 環(huán)境溫度：－20℃～＋60℃ 開關(guān)量：2～4路AC220V/3A（四線制） 數(shù)字輸出：RS485接口、ModBUS協(xié)議或定制（四線制） 壓力：4個(gè)大氣壓以下 分辨率：1mm 盲區(qū)：～傳感器技術(shù)指標(biāo) 安裝、維護(hù)、標(biāo)定簡單。非接觸測量，性能穩(wěn)定可靠，對(duì)液體的物理化學(xué)性質(zhì)的適應(yīng)性極強(qiáng)，不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等。超聲波液位傳感器特點(diǎn)如下：測量精度高。超聲波發(fā)射裝置發(fā)射的超聲波，被物體表面反射回來后，由接收裝置接收。 測量原理超聲波鉆井液體積傳感器是根據(jù)超聲波測距原理進(jìn)行液面位置檢測的。 環(huán)境溫度：10～60℃ 密度量程： 輸出：420mA電流輸出 XMD型密度傳感器采用差壓式密度傳感器的原理，能根據(jù)介質(zhì)在一定垂直距離上的差壓值計(jì)算出密度值，并自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償,精度高,可靠性好,安裝使用簡單。XMC型密度傳感器是專為泥漿作業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。時(shí)，若其間距為H，根據(jù)以下可得出鉆井液密度值d：電容感應(yīng)元件作用是用來接收來自兩個(gè)壓力感應(yīng)元件的液壓差信號(hào)，將壓差轉(zhuǎn)化成電容量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成4—20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。因?yàn)橐后w中物體所受的壓力與該物體所處的深度及液體的密度有關(guān)，而兩個(gè)壓力感應(yīng)元件之間的距離恒定，因此其間壓差僅與鉆井液的密度有關(guān)。 鉆井液密度傳感器鉆井液密度反映了鉆井液中的固相物資含量，可以監(jiān)測地層流體進(jìn)入，及時(shí)預(yù)測井涌、井漏，計(jì)算地層壓力等提供實(shí)時(shí)參數(shù)，為調(diào)整鉆井液性能提供方案。傳感器的精度越高，當(dāng)然價(jià)格就越貴。所以在選擇具體傳感器之前，應(yīng)該對(duì)其使用的環(huán)境進(jìn)行了解，以便根據(jù)具體的環(huán)境選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?，也可以采取一些的措施，減小環(huán)境對(duì)其的影響。穩(wěn)定性　　穩(wěn)定性是在傳感器使用了一定時(shí)間后，其性能保持基本不變的能力。因此，要求傳感器本身就具有較高的信噪比，以便盡量減少從外界引入的干擾信號(hào)。靈敏度的選擇通常，在傳感器的線性范圍之內(nèi)，靈敏度越高時(shí)，與被測量變化參數(shù)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才越大，更有利于信號(hào)輸出處理。確定傳感器的類型要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要做的是考慮采用基于何種原理的傳感器，因?yàn)?，即使是測量同一個(gè)物理量，也有許多基于不同原理的傳感器可供選擇，到底是哪一種原理的傳感器最為合適，就需要根據(jù)被測量參數(shù)的特點(diǎn)以及傳感器的使用條件，考慮以下問題：傳感器量程的大小；傳感器精度大??；被測位置對(duì)傳感器體積的具體要求；傳感器的測量方式；傳感器的來源，是國產(chǎn)的好還是進(jìn)口的，價(jià)格是否在承受能力之內(nèi)。利用MODBUS傳輸協(xié)議通過RS485通訊傳輸線路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)、打印等功能。利用傳感器將現(xiàn)場需要監(jiān)測的參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)。 硬件系統(tǒng)總體框架系統(tǒng)的硬件部分主要是完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、以及傳輸。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 鉆井現(xiàn)場情況十分復(fù)雜，鉆井條件復(fù)雜多變，為了保證鉆井液池參數(shù)測量具有一定的測量精度和可靠性，那么就要求系統(tǒng)硬件必須能夠適應(yīng)不同環(huán)境的測量條件，減少了其對(duì)具體測量環(huán)境的依賴性，即使發(fā)生異常情況也能夠正常地進(jìn)行工作。油氣侵時(shí)電導(dǎo)率降低，水侵時(shí)電導(dǎo)率升高；增加幅度視地層水礦化度而異；鉆井液體積增加，出口流量增加。在發(fā)生油氣水侵前會(huì)出現(xiàn)快鉆時(shí)、蹩跳鉆、放空現(xiàn)象的發(fā)生，這時(shí)就應(yīng)予以重視。油氣水相對(duì)于鉆井液而言，均是密度較低的流體，當(dāng)發(fā)生油氣水侵時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鉆井液密度下降，進(jìn)一步減小作用于井底的鉆井液液柱壓力，使油氣侵進(jìn)一步加劇。鉆入鹽膏層，鉆速加快，對(duì)出現(xiàn)鹽侵情況時(shí)，電導(dǎo)率上升，上升幅度視鹽侵程度不同而有差異。鹽侵的監(jiān)測和預(yù)報(bào)對(duì)確保安全鉆進(jìn)有很大作用。鹽侵鹽侵是在鉆遇含鹽膏地層時(shí)，由于鹽類的水溶性，遇到水基鉆井液時(shí)溶解在鉆井液中對(duì)鉆井液造成污染，導(dǎo)致鉆井液性能的改變。③在井底壓力近平衡狀態(tài)下，停止循環(huán)時(shí)，作用于井底的環(huán)空壓耗消失，使井底壓力減?、芷疸@時(shí)未按規(guī)定灌鉆井液使井筒液面下降⑤井漏時(shí)鉆井液補(bǔ)充不足使井筒液面下降，或漏速過大、備用鉆井液不足補(bǔ)充漏失量，加清水使鉆井液密度降低。井涌發(fā)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：①鉆于異常高壓地層，地層超壓驅(qū)動(dòng)地層流體進(jìn)入井眼形成井涌，這是最根本和最主要的原因。在鉆進(jìn)過程中，進(jìn)行井漏監(jiān)測和預(yù)報(bào)的依據(jù)是鉆井液總體積、鉆井液出口流量的變化情況；在起下鉆過程中，監(jiān)測井漏的依據(jù)是監(jiān)測應(yīng)灌入的鉆井液體積數(shù)量和應(yīng)返出的鉆井液體積數(shù)量，判斷井漏是否發(fā)生。人工監(jiān)測井漏，由于不易掌握鉆井液總量的變化和不能連續(xù)計(jì)量，不易發(fā)現(xiàn)滲漏和忽視小漏，也常常因?yàn)樗枷肼楸曰蛎搷彶荒芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)性的大漏失，而造成復(fù)雜情況甚至錯(cuò)過控制時(shí)機(jī)。嚴(yán)重地將發(fā)生噴井，使國家資源浪費(fèi)，而且也是安全的隱患。如果鉆井液不符合地層測試的要求，不僅破壞了油氣層，而且大大影響了石油鉆井，使鉆井成空井，或者產(chǎn)油產(chǎn)氣低，嚴(yán)重影響了鉆井的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 鉆井液溫度鉆井液的溫度的變化可直接反映地?zé)崽荻?，是監(jiān)測異常壓力的重要參數(shù)，監(jiān)測是否有鉆井液漏失和地層流體進(jìn)入，及時(shí)預(yù)測井涌、井漏、井噴?？梢员O(jiān)測出是否有泥漿漏失和地層流體進(jìn)入，為及時(shí)預(yù)報(bào)井漏、井涌、井噴提供必不可少的安全資料。,所以電導(dǎo)率是分析評(píng)價(jià)地層流體性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，同時(shí)是檢測鉆井液中礦化度的基本方法。該研究結(jié)果為評(píng)價(jià)鉆井液性能提供了一種簡單、快速、準(zhǔn)確的分析手段。要做到“壓而不死，活而不噴”，也就是鉆井液密度大，但不能把油氣壓死，鉆井液密度小，但不能發(fā)生井噴。從而增加了動(dòng)力消耗，加重了鉆頭研磨新地層的負(fù)擔(dān)，致使鉆速降低。防止井口噴，保護(hù)和鞏固井壁，防止地層中的高壓油、氣、水浸入鉆井液而破壞鉆井液性能，導(dǎo)致井下復(fù)雜事故，如卡鉆、井壁塌落，油氣遭到破壞等。對(duì)井壁有一定的支撐力。鉆井密度對(duì)鉆井的影響主要有兩點(diǎn)：一是平衡地層壓力。鉆井液密度的大小決定著鉆井液質(zhì)量的大小，也決定著鉆井液液柱壓力的大小。鉆井液對(duì)鉆井的影響是很大的。以上是說的鉆井液的作用。也就是采用高泵壓鉆進(jìn)，使鉆井液所形成的高速射流對(duì)井底產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，提高鉆速。傳遞水動(dòng)力 鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的流速?zèng)_擊井底，從而提高了鉆井速度和破巖效率。對(duì)延伸區(qū)域或水平油井而言，潤滑可能尤為重要，因?yàn)樵谶@些地方，鉆桿、鉆頭和巖石表面間的摩擦必須保持在最低水平。冷卻和潤滑鉆頭和鉆具金屬鉆入巖石時(shí)，會(huì)因摩擦生熱。壓力間必須達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?，即鉆井液對(duì)鉆孔壁的壓力應(yīng)足以抵消巖層和石油或天然氣施加的壓力，但這種壓力又不能太大，否則會(huì)對(duì)油井造成破壞。實(shí)際上，這類井噴的發(fā)生，也并不值得慶祝，因?yàn)殂@探的目標(biāo)是以控制流量的方式來開采石油。在接單根、起下鉆和因故停止循環(huán)時(shí)，鉆井液又將井內(nèi)的