鉆井液流變性測量儀的研制.pdf

1、在石油資源日趨緊張的大環(huán)境下，提高石油鉆井、資源鉆探等生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平，提高關(guān)鍵參數(shù)檢測效率，降低能耗，減少環(huán)境污染是相關(guān)技術(shù)開發(fā)人員關(guān)注的研究熱點(diǎn)。鉆井液流變性參數(shù)是各類鉆井生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)密監(jiān)控的重要參數(shù)，目前采用的測量設(shè)備主要是從美國、德國進(jìn)口，售價(jià)昂貴，大都安裝于實(shí)驗(yàn)室，少量可攜帶至生產(chǎn)現(xiàn)場。測量方式為離線。
　　本研究結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出一套直管式在線粘度測量裝置。該裝置主要由測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成。采用

2、科里奧利流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)鉆井液密度、溫度和流量測量;流變性參數(shù)用毛細(xì)管測量;PH值采用PH儀測量;環(huán)境溫度用兩端式溫度傳感器測量。用微處理器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量和數(shù)據(jù)采集，PC計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)包括最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊等組成。裝置的表觀黏度測量范圍為5-150mPa·s，測量精度滿足5％的要求，可代替旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)用于鉆井液粘度的實(shí)時(shí)在線測量。本系統(tǒng)選用基于ARM Cortex-M

3、4內(nèi)核的STM32F407單片機(jī)作為核心處理器，建立以管段差壓、流量、密度和溫度為輔助變量，以表觀黏度等為主導(dǎo)變量的鉆井液流變性參數(shù)實(shí)時(shí)測量模型。本文對粘度計(jì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明，粘度計(jì)抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定且安全可靠。研制的產(chǎn)品具有操作簡單、耗時(shí)短、測量結(jié)果便于遠(yuǎn)傳等特點(diǎn)，可從根本上改變現(xiàn)有鉆井液流變性參數(shù)測量模式，顯著提高鉆井液流變性等參數(shù)的測量效率，并為促進(jìn)鉆井生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)步，提高鉆井生產(chǎn)自動(dòng)化水平打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)