目前，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)溢流主要的方式是利用安裝在鉆井液出口處高架槽上的和鉆井液循環(huán)罐處的超聲波液位傳感器，傳感器錄取到的數(shù)據(jù)計(jì)算溢流量，通過設(shè)置報(bào)警門限實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。但由于出口處和鉆井液循環(huán)罐存在液面波動(dòng)，加之地層流體進(jìn)入井筒不易識(shí)別等多方面原因，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式已不能滿足現(xiàn)場施工需求。通過前期調(diào)研，發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)具備許多獨(dú)特優(yōu)勢，本文將結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)際情況對(duì)該設(shè)備應(yīng)用效果進(jìn)行著重介紹。

 

1 電磁流量計(jì)的工作原理及主要特點(diǎn)

        （1）工作原理。電磁流量計(jì)依照法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行工作，即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由此推導(dǎo)出相應(yīng)流體的體積流量Q。

        Q=（Πd/4B）·U

        式中：U——感應(yīng)電壓，V；

        B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

        d——管道內(nèi)徑，mm；

 

        由上式可知，體積流量Q不受流體溫度、壓力、密度和電導(dǎo)率變化的影響，因此在復(fù)雜的鉆井液環(huán)境當(dāng)中，電磁流量計(jì)具有較強(qiáng)適應(yīng)性。

 

        （2）系統(tǒng)組成。硬件部分主要包括：電磁流量計(jì)2個(gè)，脫氣器、沉砂助推器各1臺(tái)，防暴控制柜、采集機(jī)柜各1個(gè)，工控機(jī)1套。

        （3）工作特點(diǎn)。1）監(jiān)測必要條件：電磁流量計(jì)需管線內(nèi)流體滿管，且電磁流量計(jì)前后要保持5D、3D（D為電磁流量計(jì)直徑）的直管段。2）自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警：選取入口流量和出口流量的差值設(shè)置報(bào)警門限，入口大于出口為漏失，入口小于出口為溢流。當(dāng)二者差值超過報(bào)警門限，系統(tǒng)顯示報(bào)警。

 

2 試驗(yàn)前期準(zhǔn)備

        在西北油田XB08井檢驗(yàn)電磁流量計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)功能，同時(shí)，為不影響正常鉆井施工，出、入口處均安裝三通，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，可以迅速恢復(fù)正常生產(chǎn)。

        （1）入口流量計(jì)安裝。入口流量計(jì)安裝在鉆井液上水罐和鉆井液泵之間管線上，為了滿足電磁流量計(jì)滿管測量要求，流量計(jì)外觀設(shè)計(jì)為U型管，因此在入口處需挖出長×寬×高=3m×1.8m×3.3m的深槽。

 

        （2）出口流量計(jì)安裝。出口流量計(jì)安裝在防溢管和緩沖槽之間，為了滿足電磁流量計(jì)滿管測量要求，也設(shè)計(jì)為U型管。

        （3）干擾因素排除。為了減少氣體對(duì)電磁流量計(jì)監(jiān)測可能產(chǎn)生的影響，在U型管頂端安裝脫氣器；為防止U型管底部出現(xiàn)沉砂，安裝防沉砂助推器。

 

3 試驗(yàn)內(nèi)容

        （1）試驗(yàn)條件。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，XB08正處在奧陶系灰?guī)r地層鉆進(jìn)施工，當(dāng)時(shí)井深：6193.00m，鉆進(jìn)期間采用低固相聚璜鉆井液體系，鉆井液密度為：1.17g/cm 3 。

 

        （2）設(shè)備標(biāo)定檢查。調(diào)試進(jìn)、出口流量計(jì)、采集機(jī)柜、電腦和實(shí)際泵排量一致。接下來，通過調(diào)節(jié)鉆井排量參數(shù)，檢查電磁流量計(jì)監(jiān)測結(jié)果與實(shí)際泵排量的誤差：通過檢查，標(biāo)定后的電磁流量計(jì)運(yùn)行過程中與實(shí)際泵排量誤差較小（5次排量調(diào)節(jié)最大誤差2.76%，平均誤差0.95%），其監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性可以得到保證。

        

        （3）試驗(yàn)步驟。1）溢流模擬：調(diào)節(jié)入口管線三通處閥門，使經(jīng)過入口處電磁流量計(jì)的流量從大變小，出口流量保持不變，模擬溢流，觀察系統(tǒng)報(bào)警情況。2）脫氣器試驗(yàn)：打開和關(guān)閉脫氣器，對(duì)比出口處電磁流量計(jì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，分析氣體對(duì)電磁流量計(jì)的影響。3）氣侵模擬：從鉆井井口四通閥門間歇性注氣（8MPa氮?dú)猓┠M地層氣體逸出井口，觀察電磁流量計(jì)能否做出有效識(shí)別。

 

        （4）試驗(yàn)效果如表1。

4 結(jié)束語

        （1）電磁流量計(jì)調(diào)試好后，錄取數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)值誤差較小，錄取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；

        （2）正常情況下，低固相聚璜鉆井液體系中的氣體對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)無較大影響；

        （3）監(jiān)測系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，流量異常數(shù)據(jù)終端及時(shí)響應(yīng)；地層氣體逸出，可清晰分辨；

        （4）目前，電磁流量計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性尚未得到論證；鉆井液中固相對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響程度和沉砂助推器的工作效果有待進(jìn)一步觀察。