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1、10申请公布号CN102635321A43申请公布日20120815CN102635321ACN102635321A21申请号201210136984722申请日20120507E21B21/0820060171申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号72发明人赖南君覃孝平舒政董军陈蔚立王双威郑世文徐豪飞54发明名称一种钻井过程中的高精度溢流监测方法57摘要本发明提供了一种新的高精度溢流监测方法，该方法通过对泥浆池进行一定的改造来实现泥浆池液面高度变化量的放大，继而提高泥浆池液面监测的精度，以达到灵敏监测钻井溢流的目的。泥浆池改造后的结构包括泥浆池（1）和L型管（7），。
2、其中L型管（7）中包含滤网（3）、截止阀（4）、搅拌装置（5）、指示剂（8）、扩大室（9）、读数小管（11）、法兰（12）。本发明提供的方法可以将泥浆池中液位变化放大，放大倍数既与指示剂和泥浆的密度差有关，也与扩大室和读数小管的直径差有关。本发明可以广泛应用于石油天然气钻井工程的溢流监测领域。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页1/1页21一种通过对泥浆池进行改造实现液位变化放大的高精度溢流监测方法，包括泥浆池（1）、L形管（7）、滤网（3）、阀门（4）、搅拌装置（5）、指示剂（8）、扩大室（9）、指示剂。
3、前端界面（10）和读数小管（11）；其特征在于L形管（7）从泥浆池（1）侧面底部引出并用法兰（12）连接，与泥浆池（1）连通，读数小管（11）右部与大气连通，且读数小管（11）应水平放置；阀门（4）位于L形管（7）里与泥浆池（1）连接的部位，其作用是当泥浆池（1）中液位较低时，可以关闭阀门（4），防止L形管（7）中指示剂（8）进入泥浆池（1）；滤网（3）位于L形管（7）里与泥浆池（1）连接的部位，与阀门（4）相邻且更靠近泥浆池（1），其作用是防止泥浆池（71）中的岩屑进入L形管（7）中；搅拌装置（5）位于L形管（7）垂直部分底部，其作用是防止L形管（7）中的泥浆（2）由于长时间静置而胶结成块；。
4、读数小管（11）的直径远小于扩大室（9）直径。2根据权利要求1所述的高精度溢流监测方法，其特征在于所述指示剂（8）密度须略小于泥浆池（1）中的泥浆（2）密度，且不溶于泥浆（2）。3根据权利要求12所述的高精度溢流监测方法，其特征在于当泥浆池（1）中的液位出现微小变化时，读数小管（11）中指示剂前端界面（10）的变化将前者放大数倍，其放大倍数既和指示剂（8）与泥浆（2）的密度差有关，也和扩大室（9）与读数小管（11）的直径比有关。权利要求书CN102635321A1/2页3一种钻井过程中的高精度溢流监测方法技术领域0001本发明涉及一种钻井过程中的溢流监测方法，该方法是通过对泥浆池液位变化的放大。
5、实现对钻井溢流的灵敏监测，属于钻井监测技术领域。背景技术0002在钻井过程中，当钻遇井下高压层并且井筒液柱压力又低于地层压力时，会出现钻井溢流。钻井溢流不断增大会形成井涌，若不及时采取处理措施，井涌量会逐步增大，喷出物会越来越多、越喷越高，最后发生井喷。从钻井工程的角度讲，钻井溢流发现越早越好，特别是在钻进高压气层时，在天然气随泥浆从井底往井口上返的过程中，压力不断降低，天然气体积不断膨胀，越接近井口时，排出泥浆量就越大，从发生溢流到井喷的时间就越短。0003目前，国内钻井工程中的溢流监测方法主要为泥浆池液面监测和泥浆进出口流量监测，且一般进行定时的人工观测、并记录加以对比。泥浆池液面监测是成。
6、本最低且十分有效的监测手段，但是由于泥浆池的底面积很大，对于溢流初期溢流量较少的时候，泥浆池上升的高度很小，很难监测到，导致监测的灵敏度和准确度下降。因此，传统的泥浆池液面监测具有一定的局限性。如何灵敏监测钻井中产生的溢流并及早治理，从根本上杜绝井喷的发生，成为了目前钻井工程中亟待解决的难题。发明内容0004本发明的目的在于针对钻井工程中溢流监测存在的问题，提出一种溢流监测新方法，该方法通过对泥浆池进行一定的改造来实现泥浆池液面高度变化量的放大，继而提高泥浆池液面监测的精度，使钻井溢流得以更早发现，从而为后期处理赢得更多宝贵时间，有效解决油田钻井过程中溢流监测的难题。0005上述对泥浆池进行一。
7、定的改造，是从泥浆池的侧面底部伸出一个L形管，L形管上方有扩大室，扩大室的上部密封，从其右侧延伸出读数小管，且读数小管应水平放置。在扩大室上部和读数小管中的液体为指示剂，指示剂密度略小于泥浆密度，且不与泥浆互溶或反应，指示剂在泥浆中的溶解度应小于001G/100GH2O。在泥浆池与L形管连接处有滤网和阀门，在L形管垂直部分底部有搅拌装置。L形管与泥浆池的连接处采用法兰连接。阀门可以将泥浆池与L形管隔开，防止指示剂进入泥浆池。滤网的作用是防止泥浆池中的岩屑进入L形管中，其网格大小应小于岩屑的直径，所采用的材料应不被泥浆腐蚀。L形管应采用内表面光滑的材料，防止泥浆粘在L管内表面，读数小管应采用透明。
8、材料制作且内表面光滑，使读数更加清晰。0006上述改造的泥浆池中，当泥浆池液面上升时，指示剂的液面前端大幅向右移动。向右移动的幅度远远大于泥浆池液面上升的幅度，因此，当泥浆池液面有微小的上升时，亦能被测量出来，有效提高了监测的灵敏度。0007根据相关原理，指示剂向右移动的距离L与泥浆上升的高度H的比值为说明书CN102635321A2/2页4式中1泥浆密度，KG/M3；2指示剂密度，KG/M3；D1小室直径，MM；D2指示管直径，MM。0008由上式可以看出，当泥浆池内液面高度上升H时，此液位差将在读数小管中放大D121/D22（12）倍，放大效果颇佳。0009本发明的泥浆池液位变化放大方法，。
9、可通过指示剂密度的调整，将液位变化放大倍数调整到最佳，以增强放大效果。本发明的泥浆池液位变化放大方法可广泛应用于石油天然气钻井溢流监测领域。附图说明0010图1为本发明的结构示意图。0011图中标记1泥浆池；2泥浆；3滤网；4阀门；5搅拌装置；6交界面；7L形管；8指示剂；9扩大室；10指示剂前端界面；11读数小管；12法兰。具体实施方式0012下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。0013本发明的高精度溢流监测方法如图1所示。从泥浆池（1）的侧面底部伸出一个L形管（7），L形管（7）上方有扩大室（9），扩大室（9）的上部密封，从其右侧延伸出读数小管（11）。在扩大室。
10、（9）和读数小管（11）中的液体为指示剂（8），指示剂（8）密度略小于泥浆（2）密度，且不与泥浆（2）互溶或反应。在泥浆池（1）与L形管（7）连接处有滤网（3）和阀门（4），在L形管（7）垂直部分底部有搅拌装置（5）。0014滤网（3）的作用是防止泥浆池（1）中的岩屑进入L形管（7）中，影响L形管（7）的放大精度；阀门（4）的作用是当泥浆池（1）中液位较低时，可以关闭阀门（4），防止L形管（7）中指示剂（8）进入泥浆池（1）中；搅拌装置（5）的作用是防止L形管（7）中的泥浆（2）由于静置时间太长而胶结成块；指示剂前端界面（10）位于读数小管（11）内，其变化程度直接反应泥浆池（1）液位的变化程。
11、度。0015图1中，当泥浆池（1）的液面上升H，由连通器原理和流体静力学原理（如上公式），可知指示剂前端界面（10）移动的距离为HD121/D22（12）,所以就将泥浆池（1）中的液位变化放大了D121/D22（12）倍。0016若读数小管（11）的直径与扩大室（9）的直径相差较大，理论上可使放大倍数更大。在现场实际应用中，根据泥浆（2）性质，设计出读数小管（11）直径，即可确定出放大倍数。若扩大室（9）的直径与读数小管（11）的直径相差5倍，泥浆（2）密度和指示剂（8）密度分别为15KG/M3和12KG/M3，液位差放大的倍数就为125倍。即若泥浆池（1）液位上升1CM，读数小管（11）内的液体向右移动125CM，监测效果极为明显。说明书CN102635321A1/1页5图1说明书附图CN102635321A。