[发明专利]一种非满管导流槽出口流量的确定方法

说明书

本发明公开了一种非满管导流槽出口流量的确定方法，属于钻井工程技术领域，包括以下步骤：a、获取出口导流槽长度l、内径d和高度差h₁，测量钻井液在出口导流槽中的液面高度h、钻井液密度ρ和钻井液粘度μ；b、计算钻井液在出口导流槽内的流速v；c、计算非满管导流槽的过流断面面积A；d、计算非满管导流槽的过流断面上流体与管壁接触的周长C；e、计算非满管导流槽的水力半径r_h；f、计算非满管时的雷诺数Re；g、计算非满管导流槽的摩阻系数f；h、计算确定非满管导流槽出口流量Q。本发明考虑了非满管导流槽的摩阻系数f，使得计算得出的非满管导流槽出口流量Q更加接近于入口流量值，更加准确，从而利于提高后序预警精确性。

技术领域

本发明涉及到钻井工程技术领域，尤其涉及一种非满管导流槽出口流量的确定方法。

背景技术

随着勘探开发的进一步深入，大多数油气富集区集中在深部地层，由于压力窗口窄，溢流漏失的问题时常发生，使得钻井井控风险较大。若能精确地监测钻井液出口流量，则能够为溢流漏失的提前发现提供帮助并提供预警，为现场能提前做出正确的处理措施提供依据。

应用在常规钻井现场的非满管出口流量监测方法主要有接触式和非接触式两种。应用较为广泛的为基于挡板流量计的接触式测量方法，其挡板流量计的工作原理，主要是通过出口钻井液对挡板的冲击产生的摆动，引起电阻器的变化，得到结果为液体在管径的百分比，再通过计算公式换算成出口流量。但是钻井液密度、钻井液粘度、固相粘附、安装位置这些因素均会对测量结果造成影响，造成换算后的出口流量误差较大。

而非接触式测量方法，则需要测量液体的高度和流速，现有的方法是分别安装雷达高度传感器和测速传感器。雷达高度传感器对介质的反射性要求很高，同时测速传感器往往是接触式的，但返出的钻井液是多项流体，带有岩屑固相颗粒，长时间的冲刷会对速度传感器造成损坏，非满管的情况下，并不能保证速度传感器完全被流体侵没，因此该方法计算得到的出口流量同样存在误差。

公开号为CN 111456659A，公开日为2020年07月28日的中国专利文献公开了一种在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：

获取钻具参数，钻具参数包括钻具类型、钻具长度和钻具直径；

检测第一距离，其中，第一距离为第一装置到钻台面的距离，第一装置包括顶驱或大钩；

检测第二装置流速测量处的钻井液流速，第二装置包括环形防喷器或防溢管；

根据所述钻具参数、所述第一距离和所述钻井液流速，得到钻井液的出口流量；

将所述钻井液的出口流量与钻井液入口流量进行对比，在钻井液的出口流量大于钻井液入口流量的情况下，发出溢流预警，在钻井液的出口流量小于钻井液入口流量的情况下，发出漏失预警。

该专利文献公开的在钻进过程中对溢流漏失进行监测的监测方法，虽然能够实现钻井溢流、漏失的提前预警。但是，由于钻井液流速是通过测量得到的，同样会存在误差，导致最终得到的钻井液的出口流量不准确，进而影响预警精确性。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种非满管导流槽出口流量的确定方法，本发明由于钻井液在出口导流槽内的流速v是通过计算得到的，避免了测量造成的误差，且计算得出的非满管导流槽的摩阻系数f作为计算非满管导流槽出口流量Q的参数，较现有技术通过挡板流量计直接测量得出的非满管导流槽出口流量值而言，由于考虑了非满管导流槽的摩阻系数f，即考虑了流量损耗，使得计算得出的非满管导流槽出口流量Q更加接近于入口流量值，更加准确，从而利于提高后序预警精确性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种非满管导流槽出口流量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：