一种定向钻泥浆动切力性能测量系统及方法与流程

本发明涉及水平定向钻、自动化、石油钻采装备设计与制造、数据分析与远程传输等，特别涉及一种定向钻泥浆动切力性能测量系统及方法。

背景技术：

1、在定向钻穿越工程中，泥浆是施工过程中的“血液”，泥浆动切力的大小，直接关系到泥浆携带岩屑和砂石的能力，对穿越工程的成败具有决定性作用。传统的水平定向钻穿越施工中，泥浆动切力性能通过手工取样，倒入泥浆杯中，然后手动启动粘度计600转速和300转速，待表盘指针稳定后，分别读取各转速的表盘读值，最终通过人工计算，获得泥浆动切力值。

技术实现思路

1、发明人发现，现有技术中通过人工方测量泥浆动切力值的方法存在较多缺陷：一、手工取样、送样时间较长，测量时，与取样处的泥浆温度已有差异；二、人工读取表盘读数，存在时效性和准确性问题；三、数据不能远程传输，项目管理人员和技术人员不能及时跟踪、监督和管理泥浆动切力性能，在控制性工程和关键性工程施工中，项目管控弱化。

2、为了至少部分地解决现有技术存在的上述技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种定向钻泥浆动切力性能测量系统及方法，能够自动测量泥浆的动切力性能参数，具有时效性和准确性。

3、第一方面，本发明实施例提供一种定向钻泥浆动切力性能测量系统，包括取样子系统、测量子系统和信息采集及处理子系统；

4、所述测量子系统包括泥浆杯、扭矩传感器及套置的内筒与外筒，所述外筒底端敞口，悬置于所述泥浆杯内，所述内筒与所述扭矩传感器通过连接杆连接，所述外筒能够以设定转速旋转，所述取样子系统用于将从泥浆池或者泥浆储罐中抽取的泥浆样品输送到所述泥浆杯中；

5、所述信息采集及处理子系统，用于实时接收所述扭矩传感器的电信号，根据所述电信号确定泥浆动切力性能参数。

6、第二方面，本发明实施例提供一种定向钻泥浆动切力性能测量方法，包括：

7、通过上述定向钻泥浆动切力性能测量系统，按设定间隔从泥浆池或者泥浆储罐中抽取泥浆，测量泥浆的动切力性能参数。

8、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

9、(1)本发明实施例提供的定向钻泥浆动切力性能测量系统，通过外筒的旋转，可带动外筒与内筒的环空中泥浆的旋转，使其对内筒产生扭矩，并通过与内筒连接的扭矩传感器自动获取旋转过程中的电信号，进而确定泥浆动切力性能参数，实现了泥浆动切力性能参数的自动测量，测量准确度高，为泥浆配方的调整提供了数字依据，满足泥浆携带岩屑和砂石的能力，减少了穿越孔洞中岩屑及砂石的堆积，提高了定向钻穿越工程的一次成功率。

10、(2)本发明实施例提供的定向钻泥浆动切力性能测量系统，取样子系统用于从泥浆池或者泥浆储罐中抽取泥浆样品，可满足现场应用，能够保证泥浆动切力性能参数测量的时效性，项目管理人员可对泥浆动切力性能进行实时跟踪、监督和管理，根据工程地质勘察信息和实时测量信息，可及时调整泥浆配方；另外，时效性也进一步保证了准确性。

11、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

12、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种定向钻泥浆动切力性能测量系统，其特征在于，包括取样子系统、测量子系统和信息采集及处理子系统；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内筒与所述外筒的底端平齐；

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述取样子系统包括泥浆搅拌装置、泥浆取样装置和送料装置；

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量子系统还包括液位传感器，用于测量所述泥浆杯中泥浆液位高度。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量子系统还包括电动推杆，用于调整所述泥浆杯的高度，使所述外筒浸入到泥浆中的深度达到设定深度。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集及处理子系统，包括数据采集模块和数据计算模块，所述数据采集模块用于实时接收所述扭矩传感器的电信号，所述数据计算模块用于根据接收到的所述电信号确定泥浆动切力性能参数。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信息采集及处理子系统，还包括数据传输模块和数据存储模块；

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信息采集及处理子系统，还包括泥浆性能分析模块，用于从所述数据存储模块调取泥浆动切力性能参数，结合工程地质勘测数据，分析所述泥浆动切力性能参数是否满足工程施工需求。

9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述数据存储模块，还用于，为移动终端提供泥浆动切力性能参数。

10.一种定向钻泥浆动切力性能测量方法，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述测量泥浆的动切力性能参数，具体包括：

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使得所述外筒在所述泥浆杯中以多个设定转速分别旋转设定时间，具体包括：

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述抽取泥浆，具体包括：

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述抽取泥浆后，还包括：

技术总结
本发明公开了一种定向钻泥浆动切力性能测量系统及方法。其中，所述系统包括取样子系统、测量子系统和信息采集及处理子系统；测量子系统包括泥浆杯、扭矩传感器及套置的内筒与外筒，外筒底端敞口，悬置于所述泥浆杯内，内筒与扭矩传感器通过连接杆连接，外筒能够以设定转速旋转，取样子系统用于将从泥浆池或者泥浆储罐中抽取泥浆样品输送到泥浆杯中；信息采集及处理子系统，用于实时接收扭矩传感器的电信号，根据电信号确定泥浆动切力性能相关参数。该系统能够自动实时测量定向钻穿越施工现场的泥浆池或者泥浆储罐中泥浆的动切力性能参数。

技术研发人员：周号,李烨铮,靳海成,江勇,刘艳利,张盼军,张倩,武涛,李松
受保护的技术使用者：中国石油管道局工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23