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、資源鉆探等生產過程的自動化水平，提高關鍵參數檢測效率，降低能耗，減少環(huán)境污染是相關技術開發(fā)人員關注的研究熱點。鉆井液流變性參數是各類鉆井生產過程中必須嚴密監(jiān)控的重要參數，目前采用的測量設備主要是從美國、德國進口，售價昂貴，大都安裝于實驗室，少量可攜帶至生產現場。測量方式為離線。
　　本研究結合國內外現狀，設計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)和數據采集及處理系統(tǒng)組成。采用

2、科里奧利流量計，實現鉆井液密度、溫度和流量測量;流變性參數用毛細管測量;PH值采用PH儀測量;環(huán)境溫度用兩端式溫度傳感器測量。用微處理器實現自動測量和數據采集，PC計算機實現數據存儲和處理。數據采集及處理系統(tǒng)包括最小系統(tǒng)、數據存儲模塊、通信模塊、開關量輸出模塊、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，可代替旋轉式粘度計用于鉆井液粘度的實時在線測量。本系統(tǒng)選用基于ARM Cortex-M

3、4內核的STM32F407單片機作為核心處理器，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變量的鉆井液流變性參數實時測量模型。本文對粘度計在實驗室進行了聯(lián)合調試，調試結果表明，粘度計抗干擾能力強、運行穩(wěn)定且安全可靠。研制的產品具有操作簡單、耗時短、測量結果便于遠傳等特點，可從根本上改變現有鉆井液流變性參數測量模式，顯著提高鉆井液流變性等參數的測量效率，并為促進鉆井生產工藝技術進步，提高鉆井生產自動化水平打下堅實的技術