快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体涉及快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装
置。
背景技术
泥浆槽，又称钻井液槽、返流槽，是石油开采钻完井工作中，钻井液从井口流回至
沉淀池或泥浆池时，从井口至固控设备之间所通过的槽子。用于输送从井内返出的带有岩
屑或地层砂的泥浆。泥浆槽是钻井液录井的取样之处，对于泥浆录井具有重要意义。泥浆槽
内均设置有液位传感器，用于监测返出钻井液多少，从而便于工程人员在第一时间判断是
否溢流、是否发生井漏或井涌等。因此，泥浆槽中的液位传感器所测得的液面信号对于钻完
井的安全施工具有重要意义。然而，流经泥浆槽的钻井液中带有较多岩屑，返出的岩屑容易
沉积在泥浆槽中，导致泥浆槽内液面上升，液位传感器所测得的液位上升，而位于司钻房或
中控室内的工程人员无法获知该液位上升是出现井内异常情况还是岩屑堆积造成，容易造
成对井内情况的误判，影响最佳井控时间。现有技术中对于上述问题始终未找到良好的解
决方法，井场内始终采用传统方式，在发现泥浆槽液位异常升高时安排专人前往泥浆槽处
确认岩屑沉积情况，若工人发现岩屑并未沉积，则表明返出增大是井下情况所致，此时再通
知钻台或中控室，则耽误了关井时间，容易带来井控安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置，以解决现有
技术中泥浆槽内岩屑沉积后无法准确判断返出液位高度的问题，实现能够方便的识别出泥
浆槽内岩屑沉积高度的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置，包括带有液位传感器的主槽，还包
括紧邻主槽、与主槽并排设置的附槽，主槽与附槽之间设置N个正对液位传感器的流道，N个
流道竖直分布，其中N为大于等于2的整数；每个流道内都设置有独立的流量计；所述流道与
主槽的连接端设置有沿周向均匀分布于流道内壁的M个凸出件，所述凸出件具有朝向主槽
方向的尖锥端，其中M为大于等于2的整数。
针对现有技术中泥浆槽内岩屑沉积后，导致泥浆槽中液位升高、影响液位传感器
的探测，导致无法准确判断返出液位高度的问题，本发明提出一种快速感应岩屑堆积高度
的钻完井液返流装置，包括作为返出钻井液流动通道的主槽，主槽内设置液位传感器用于
监测液位高度，在主槽旁边并排设置一个附槽，主槽与附槽之间通过流道连通，N个流道在
竖直方向上排布，且正对液位传感器的位置，即是液位传感器与流道的连线，垂直于主槽的
轴线，使得主槽内通过液位传感器的泥浆能够从流道中进入附槽中进行分流。流道内设置
流量计，用于监测流道内的液体流量，从而判断是否有液体从流道中流过。此外，流道与主
槽的连接端设置有位于流道内壁的M个凸出件，凸出件具有朝向主槽方向的尖锥端，M个凸
出件均匀分布在流道内壁上，其尖锥端朝向来液方向。由于钻井液中具有较多岩屑，如若返
出岩屑以泥岩、页岩等泥质含量高、胶结物较多、聚结的岩屑为主，该类岩屑在从井筒中上
返过程中就已聚结成团，成团的岩屑进入较为狭窄的流道中时，容易堵塞流道，导致流道不
畅。因此本发明设置所述凸出件，当钻井液从主槽进入流道中时，成团的泥质胶结岩屑会被
凸出件的尖锥端分割破碎，成为细碎零散的小颗粒岩屑，从而快速从流道中通过，极大程度
上降低堵塞流道的可能性，极大的提高本发明的使用性能。本发明工作时，从井内返出的泥
浆在主槽中进行流动，在流动至液位传感器所处位置时通过流道分流至附槽内，同时通过
流道内凸出件的尖锥端对岩屑进行破碎分割。在未有岩屑沉积时，处于液位以下的流道内
均有钻井液流过，流道内的流量计会测得流量信号，表明该流道所处高度的主槽中并未沉
积岩屑。当主槽中沉积岩屑后，岩屑会堵住下部的流道，此时被堵住的流道内不再有液体流
动，流量计无法测得流量信号，即流量为零，以此表明主槽中该流道所处高度已沉积岩屑。
由于N个流道在竖直方向上排布，因此根据不同高度的流道中流量计的信号情况，即能够判
断不同高度的流道中是否有钻井液流过，从而判断主槽中该高度是否被岩屑所沉积，最终
判断出主槽中岩屑沉积高度，以此修正主槽中液位传感器所测得的液位高度，得到真实有
效的液位高度值，从而解决现有技术中泥浆槽内岩屑沉积后无法准确判断返出液位高度的
问题，实现能够方便的识别出泥浆槽内岩屑沉积高度的目的。通过本发明还能够提示工作
人员及时对泥浆槽进行清理，避免岩屑堆积而未发觉，导致钻井液从泥浆槽中溢出的情况
发生。
优选的，N个流道在竖直方向上均匀分布。均匀分布的流道，便于对主槽内岩屑沉
积高度进行规律的判断。
优选的，相邻两个流道之间的间距等于5cm。即是使得相邻两个流道的距离较小，
仅有5cm间距，使得流道紧密排列，从而对岩屑沉积厚度进行更加精确的判断，以此更加精
确的修正主槽中的液位高度。
优选的，所述流量计为涡轮流量计。涡轮流量计便于输出信号与显示仪表的连接，
同时还具有精度高，重复性好，寿命长等优点，有利于将流量信号远程传输至中控或钻台，
也有利于延长使用寿命。
优选的，所述附槽内也设置有液位传感器。通过附槽内设置液位传感器，对通过附
槽分流的钻井液也进行液位监测，从而获取整体的钻井液流量，提高对钻井液返出量监测
的准确性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置，根据不同高度的流道中流
量计的信号情况，即能够判断不同高度的流道中是否有钻井液流过，从而判断主槽中该高
度是否被岩屑所沉积，最终判断出主槽中岩屑沉积高度，以此修正主槽中液位传感器所测
得的液位高度，得到真实有效的液位高度值，从而解决现有技术中泥浆槽内岩屑沉积后无
法准确判断返出液位高度的问题，实现能够方便的识别出泥浆槽内岩屑沉积高度的目的。
通过本发明还能够提示工作人员及时对泥浆槽进行清理，避免岩屑堆积而未发觉，导致钻
井液从泥浆槽中溢出的情况发生。
2、本发明快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置，流道与主槽的连接端设置
有位于流道内壁的M个凸出件，凸出件具有朝向主槽方向的尖锥端，M个凸出件均匀分布在
流道内壁上，其尖锥端朝向来液方向。由于钻井液中具有较多岩屑，如若返出岩屑以泥岩、
页岩等泥质含量高、胶结物较多、聚结的岩屑为主，该类岩屑在从井筒中上返过程中就已聚
结成团，成团的岩屑进入较为狭窄的流道中时，容易堵塞流道，导致流道不畅。因此本发明
设置所述凸出件，当钻井液从主槽进入流道中时，成团的泥质胶结岩屑会被凸出件的尖锥
端分割破碎，成为细碎零散的小颗粒岩屑，从而快速从流道中通过，极大程度上降低堵塞流
道的可能性，极大的提高本发明的使用性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部
分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明具体实施例中流道内的局部结构示意图；
图3为本发明具体实施例中凸出件的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-液位传感器，2-主槽，3-附槽，4-流道，5-流量计，6-凸出件，61-尖锥端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
实施例1：
如图1至图3所示的快速感应岩屑堆积高度的钻完井液返流装置，包括带有液位传
感器1的主槽2，还包括紧邻主槽2、与主槽2并排设置的附槽3，主槽2与附槽3之间设置九个
正对液位传感器1的流道4，九个流道4竖直分布；每个流道4内都设置有独立的流量计5；所
述流道4与主槽2的连接端设置有沿周向均匀分布于流道4内壁的三个凸出件6，所述凸出件
6具有朝向主槽2方向的尖锥端61。九个流道4在竖直方向上均匀分布。相邻两个流道4之间
的间距等于5cm。所述流量计5为涡轮流量计。所述附槽3内也设置有液位传感器1。本发明根
据不同高度的流道4中流量计5的信号情况，即能够判断不同高度的流道4中是否有钻井液
流过，从而判断主槽2中该高度是否被岩屑所沉积，最终判断出主槽2中岩屑沉积高度，以此
修正主槽2中液位传感器1所测得的液位高度，得到真实有效的液位高度值，从而解决现有
技术中泥浆槽内岩屑沉积后无法准确判断返出液位高度的问题，实现能够方便的识别出泥
浆槽内岩屑沉积高度的目的。通过本发明还能够提示工作人员及时对泥浆槽进行清理，避
免岩屑堆积而未发觉，导致钻井液从泥浆槽中溢出的情况发生。此外，本发明设置凸出件6，
当钻井液从主槽2进入流道4中时，成团的泥质胶结岩屑会被凸出件6的尖锥端61分割破碎，
成为细碎零散的小颗粒岩屑，从而快速从流道4中通过，极大程度上降低堵塞流道4的可能
性，极大的提高本发明的使用性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明
的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。