[发明专利]一种悬浊液氯离子在线测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了一种悬浊液氯离子在线测量装置，包括氯离子复合电极，所述氯离子复合电极直接置于待测的钻井液悬浊液中；所述氯离子复合电极包括了参比电极端和氯离子选择性电极端，使得所述悬浊液氯离子在线测量装置置于钻井液中形成稳定的氯离子电位；杂质过滤结构贴敷在复合电极的氯离子选择性电极端与钻井液的接触面上，将钻井液中的细小颗粒杂质进行隔离过滤并同时通过离子通道使得离子扩散通过；多孔过滤结构设置在参比电极端与钻井液的接触面上，阻止钻井液中悬浮微粒侵入，影响参比测量的准确性；设置在所述氯离子选择性电极端与钻井液接触面外周的隔膜外壳。本发明可以在线测量诸如钻井液等复杂体系悬浊液中的氯离子浓度。

技术领域

本发明涉及石油钻井现场地质录井工程的技术领域，具体是指一种对钻井现场钻井液氯离子浓度的在线测量装置和测量方法。

背景技术

钻井过程中，对钻井液中氯离子含量的测量，可以直观反映钻进地层的地下水情况，这对钻井过程中井涌预警预报起着重要作用，关系钻井工程安全。

现有技术当中的钻井液氯离子测量，是靠人工采样进行化学分析滴定，无法做到在线实时监测，分析质量也受人员素质差异的影响。

另外，常规结构的氯离子电极在高固含量的钻井液悬浊液中，极易受到配重用的大量硫酸钡重晶石粉体颗粒的影响，导致测量基值不可逆的偏差，影响最终的检测结果。

因此，需要一种结构简单、成本低廉的钻井液氯离子在线测量装置和方法，在解决现有问题提升钻井安全的同时，提升传感器寿命，提高用户接受度。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一是提供一种结构简单、成本低廉的悬浊液氯离子在线测量装置。

本发明的目的之二是提供一种悬浊液氯离子在线测量方法。

为实现上述目的之一，所采用的技术方案是：

一种悬浊液氯离子在线测量装置，包括：

至少一氯离子复合电极，所述氯离子复合电极直接置于待测的钻井液悬浊液中；

所述氯离子复合电极包括了至少一参比电极端和至少一氯离子选择性电极端，使得所述悬浊液氯离子在线测量装置置于钻井液中形成稳定的氯离子电位；

杂质过滤结构，所述的杂质过滤结构贴敷在复合电极的氯离子选择性电极端与钻井液的接触面上，将钻井液中的细小颗粒杂质进行隔离过滤并同时通过离子通道使得离子扩散通过；

多孔过滤结构，所述多孔过滤结构设置在参比电极端与钻井液的接触面上，阻止钻井液中悬浮微粒侵入，影响参比测量的准确性；

设置在所述氯离子选择性电极端与钻井液接触面外周的隔膜外壳，所述的隔膜外壳保护杂质过滤结构避免钻井液中的岩屑冲刷侵蚀，并起到整体安装的结构支撑作用。

在本发明的一个优选实施例中，所述氯离子复合电极为一体式结构或独立结构。

在本发明的一个优选实施例中，所述杂质过滤结构为导电水凝胶材质，将所述杂质过滤结构贴敷在氯离子选择性电极端上，隔离钻井液悬浊液中的细小颗粒的同时杂质过滤结构允许氯离子在凝胶内的扩散迁移。确保氯离子选择性电极端对氯离子的有效接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述杂质过滤结构上设置有物理改性层或化学改性层。通过所述物理改性层或化学改性层提高氯离子的扩散迁移速率，提高氯离子在线测量的响应速度。

在本发明的一个优选实施例中，所述杂质过滤结构内置有金属网。通过所述金属网提高凝胶物理强度，抗侵蚀和磨损。

在本发明的一个优选实施例中，所述杂质过滤结构的厚度为2mm，内置有400目的不锈钢网，1mol/L氯离子扩散响应速度t₈₀小于30秒。