專利名稱：一種明渠法測(cè)量高壓緩沖罐泥漿出口流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井行業(yè)泥漿出口流量測(cè)量的方法，尤其是能夠定量測(cè)量泥漿出口流量的方法。
背景技術(shù)：
目前，石油鉆井界測(cè)量泥漿出口流量的裝置普遍采用把式流量計(jì)，該種裝置由擺把、角度傳感器組成。當(dāng)泥漿一定的流速?zèng)_擊擺把時(shí)，擺把將會(huì)偏移一定的角度，由角度傳感器測(cè)量該角度，得出泥漿流量的相對(duì)量。該種流量計(jì)只能測(cè)量泥漿的相對(duì)改變量，并不能定量的測(cè)定泥漿流量。而石油鉆井過程中泥漿出口流量是一個(gè)非常重要的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服定量測(cè)定泥漿出口流量的困難，本發(fā)明提供了一種明渠法測(cè)量高壓緩沖罐泥漿出口流量的方法。可以定量的測(cè)量出泥漿出口流量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方法是泥漿出口管道和震動(dòng)?xùn)胖g有一個(gè)高壓緩沖罐，該高壓緩沖罐內(nèi)有一擋板，用于緩沖泥漿，擋板下部有一道與擋板等寬的泥漿過道，類似于開啟的水閘。在緩沖罐上安裝一個(gè)液位傳感器，用于測(cè)定擋板上游的泥漿液位。根據(jù)液位高度，利用明渠流量的計(jì)算方法計(jì)算泥漿流量當(dāng)液位不高于擋板時(shí)，擋板類似于水閘，由液位高度和水閘開度(即擋板下部泥漿過道的高度)計(jì)算泥漿流量；當(dāng)液位高于擋板時(shí)，擋板類似于一道薄壁堰，擋板下部泥漿通道流量依然按水閘計(jì)算，擋板上部按量水堰測(cè)流法計(jì)算，兩部分相加即為泥漿出口流量。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用簡(jiǎn)單的測(cè)量泥漿液位高度，可以定量的測(cè)定泥漿出口流量，方便實(shí)用。


圖1是高壓緩沖罐的立體示意圖。
圖2是擋板下部泥漿通道(閘孔)的示意圖。
圖3是泥漿漫過擋板，形成薄壁堰的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3所示，泥漿從(1)處進(jìn)入高壓緩沖罐，從(5)處流出緩沖罐。泥漿流入后，在擋板(3)上游形成壅水現(xiàn)象，當(dāng)液位高度保持不變時(shí)，閘孔(4)恒定出流。在圖2中閘門開度為e時(shí)，泥漿因其慣性作用在閘后發(fā)生垂向收縮，并在下游某處形成最小收縮斷面，收縮斷面的高度hco與閘門開度e有如下關(guān)系
hco＝εe式中ε為垂向收縮系數(shù)，ε與閘門型式和相對(duì)開度e/H有關(guān)。閘門收縮斷面的流速為VCO=φ2g(Ho-hco)]]>式中φ為流量系數(shù)。
高壓緩沖罐擋板閘孔的流量公式為Q1=b·hco·Vco=ϵ·φ·be2g(Ho-hco)]]>式中b為擋板的寬度令μo＝εφ，H≈Ho-hco，流量公式可以改變?yōu)镼1=μo·be2gH]]>μo的經(jīng)驗(yàn)公式為μo=0.60-0.176eH]]>閘孔流量的公式為Q1=(0.60-0.176eH)·be2gH]]>在圖1中，當(dāng)進(jìn)入(1)的泥漿大到一定的程度，泥漿會(huì)漫過擋板，此時(shí)擋板相當(dāng)于一道薄壁堰。在圖3中，泥漿液位為H，擋板到罐底的高度為P，則堰上水頭Ha＝H-P；其流量公式為Q2=mo·b2g·Ha32]]>式中mo為薄壁堰流量系數(shù)，b為堰寬，Ha為堰上水頭。
薄壁堰流量系數(shù)mo可以利用雷伯克(T.Rebock)公式獲得mo=23(0.605+0.001Ha+0.08HaP)]]>根據(jù)液位傳感器所測(cè)得的泥漿液位高度，計(jì)算出Q1和Q2兩個(gè)流量，兩部分流量相加，并乘上一個(gè)相應(yīng)的系數(shù)，可以得到泥漿出口流量。
權(quán)利要求
1.一種明渠法測(cè)量高壓緩沖罐泥漿出口流量的方法，其特征在于泥漿高壓緩沖罐中有一擋板，擋板下部有閘孔，根據(jù)擋板上游的液位高度，計(jì)算出經(jīng)過高壓緩沖罐的泥漿出口流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是用液位傳感器測(cè)定擋板上游液位高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征是利用液位，計(jì)算擋板下部泥漿通道(閘孔)的流量和擋板上部堰口流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種明渠法測(cè)量高壓緩沖罐泥漿出口流量的方法，為了克服定量測(cè)定泥漿出口流量的困難，本發(fā)明提供了一種明渠法測(cè)量高壓緩沖罐泥漿出口流量的方法?？梢远康臏y(cè)量出泥漿出口流量。根據(jù)液位高度，利用明渠流量的計(jì)算方法計(jì)算泥漿流量當(dāng)液位不高于擋板時(shí)，擋板類似于水閘，由液位高度和水閘開度(即擋板下部泥漿過道的高度)計(jì)算泥漿流量；當(dāng)液位高于擋板時(shí)，擋板類似于一道薄壁堰，擋板下部泥漿通道流量依然按水閘計(jì)算，擋板上部按量水堰測(cè)流法計(jì)算，兩部分相加即為泥漿出口流量。本發(fā)明可以定量的測(cè)定泥漿出口流量，方便實(shí)用。
文檔編號(hào)E21B21/08GK1979099SQ20051011118
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者禹榮, 倪初明 申請(qǐng)人:上海中油石油儀器制造有限公司