[发明专利]振动筛泥浆参数测试仪的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动筛泥浆参数测试仪的设计方法。

背景技术

钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称钻井泥浆或简称为泥浆(Muds)，本文将钻井液简称为泥浆。泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等作用。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。

泥浆工艺技术已成为现代油气钻井工程的重要组成部分。国内外大量研究资料表明泥浆在钻井过程中具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头、钻具和传递水动力等直接关系到钻井成本，甚至影响到钻井成败的重要作用。钻井实践也证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理措施是否妥当，直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。因此，对泥浆性能参数进行实时的监测就显得很重要。

在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。在钻井过程中，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环泥浆被携带到地面上来，这一过程称为洗井。洗井作为钻井过程中的重要环节是通过循环泥浆来实现，故有人把泥浆比喻为钻井工程的血液。

如今泥浆工艺技术已成为油气钻井工程的重要组成部分。钻井实践表明，泥浆性能的好坏，使用、维护措施是否妥当直接影响井壁的稳定性，而井壁的稳定性关系到地质资料的录取、钻井速度、质量及成本，所以，人们常把泥浆比喻为钻井工程的血液。

近40年来，国内外大量室内和工业现场试验研究证明，在一般情况下，固相含量增加会导致泥浆的密度、粘度、切力、泥饼厚度以及含砂量的增加，失水量的下降。而这些性能的变化将会明显降低钻速、增加钻头用量、甚至有可能增加井漏、气侵、卡钻等情况，使得钻井成本大幅度上升。

泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、设备构成了一整套泥浆循环系统。

泥浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。泥浆的循环是通过泥浆泵来维持的。从泥浆泵排出的高压泥浆经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固相控制设备进行处理后返回上水池，最后进人泥浆泵循环再用。泥浆流经的各种管件、泥浆工艺技术是现代油气钻井工程的重要组成部分。泥浆在钻井过程中有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻头及钻具、传递水动力等几方面的作用。钻井实践证明，泥浆性能的好坏，使用、维护和处理是否得当，直接关系到钻井的机械钻速、钻头寿命、井下问题、地面设备磨损、泥浆费用以及整个钻井综合成本，甚至关系到钻井的成败。因此，很有必要对泥浆性能参数进行实时的测量、反馈，以便及时发现问题。

随着钻井新工艺、新技术的发展，钻井工程对泥浆性能的要求越来越高，同时也对石油钻井振动筛提出了更高的要求。目前传统石油钻井振动筛技术已越来越不能满足现代钻井技术发展的更高要求。一方面单一振动的分离模式，即使增大总体尺寸，也不满足现代钻井工程对泥浆处理量的要求；另一方面传统振动筛的开放式分离方式不方便配备岩屑后处理装置，岩屑露天排放，环保效果不好；另外传统振动筛性能单一，振动筛的筛分操作环节和整个钻井循环系统完全独立，没有任何反馈和智能环节，错过了及时掌握钻井工况的最佳时机。

传统的硬件仪器，无论是在实验室、生产车间或者户外对测试对象进行测试时，通常除了传感器和信号调理电路之外还需要多种、多台测试仪器。对于复杂的测试系统，还需要FFT分析仪以及个人计算机及其外设等，这使得测试系统的价格非常昂贵，体积庞大、操作复杂、携带不便，而且测试效率也比较低。

发明内容