石油鉆井泥漿液面檢測方法探究

梁軍

[摘要]石油鉆井作業(yè)存在著較大風險。在正常石油鉆井過程中，通過井底壓力進行地層壓力平衡，從而避免溢流井涌事故發(fā)生。然而在多種因素影響下，當?shù)貙訅毫Τ鼍讐毫r，則會引起溢流井涌事故發(fā)生。泥漿液面檢測技術的應用，可以有效實現(xiàn)溢流早期監(jiān)測，及時采取控制措施，保障石油鉆井安全。本文在分析多種石油鉆井泥漿液面檢測方法的基礎上，對其檢測應用進行評價，并提出泥漿液面檢測方法應用意見。

[關鍵詞]石油鉆井；泥漿液面檢測；溢流；井涌

[中圖分類號]TE2[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2014）14-0044-02

在正常石油鉆井活動中，多是依靠井底壓力進行地層壓力平衡，防止出現(xiàn)溢流井涌事故。然而在多種因素影響下，地層壓力會超出井底壓力，在壓力作用下，地層流體進入到井筒并引發(fā)溢流井涌事故。溢流井涌事故發(fā)生時表現(xiàn)在地面上，其主要特征為鉆井泥漿面增加，泥漿出口返速增加。泥漿液面檢測技術，通過檢測石油鉆井泥漿液面變化，可以及時發(fā)現(xiàn)溢流井涌問題，屬于石油鉆井中普遍應用的溢流早期監(jiān)測方式。為保證監(jiān)測質量，要求石油鉆井泥漿液面檢測裝置精度較高，持續(xù)測量能力較強，滿足在線及實時監(jiān)測要求等。

1石油鉆井泥漿液面檢測方法探究

1.1超聲波式液面檢測方法

超聲波式液面檢測方法中，常見的超聲發(fā)生器主要包括機械方式產(chǎn)生超聲波與電氣方式產(chǎn)生超聲波兩種，其中電氣超聲波發(fā)生器應用較為廣泛。超聲波式液面檢測原理為：通過超聲波發(fā)射器發(fā)生超聲波并計時，超聲波在介質中傳播，在傳播過程中一旦受到障礙則會返回，接收器接收到發(fā)射波停止計時。在石油鉆井作業(yè)中，應用超聲波式液面檢測方法可以實現(xiàn)對鉆井液面的實時檢測，并判斷出是否出現(xiàn)溢流井涌。通過超聲波發(fā)射波及反射波，可以計算出發(fā)射及接收時間差，并計算出液面高度，實現(xiàn)液面檢測。

在泥漿液面檢測中，超聲波式液面檢測方法其裝置安裝與維護操作較為簡單，響應時間較短，因其工作原理，可以實現(xiàn)非接觸測量，可以對有毒液體、腐蝕性液體等進行測量。然而這種方式要求其檢測對象可以充分反射聲波，且超聲波在傳遞過程中，容易受到介質種類、密度、周圍環(huán)境溫度、壓力等因素影響，導致其測量精度穩(wěn)定性較差。

1.2標尺式液面檢測方法

標尺式液面檢測裝置主要包括氣室、氣室連通管、浮筒、游動標尺、氣喇叭等部分，通過螺栓連接游動標尺及浮筒，游動標尺上設置觸板，在閥座上安裝報警閥，一旦泥漿液面出現(xiàn)變化時，浮筒則會帶動游動標尺進行上下移動，并帶動報警閥報警，從而實現(xiàn)對井噴、溢流、井涌預警。這種檢測方法不需要派專人看管，裝置結構簡單，制造成本較低，在各種類型的液面檢測中應用效果較好。然而這種方法容易受到液體黏度影響，導致測量精度不足。

1.3光纖式液面檢測方法

光纖式液面檢測裝置主要包括輸出及輸入光纖束、光電轉換器、傳感器殼體等。其測量原理主要是根據(jù)光導纖維中光在不同介質中傳輸特性的改變來實現(xiàn)。裝置發(fā)光器件將發(fā)射出的光傳輸給敏感元件，如容器中不存在液體，則敏感元件透射光量與反射光量則為一定值，當容器中存在液體時，則敏感元件透光量增加，反射量降低，實現(xiàn)對泥漿液面的檢測。

光纖式液面檢測裝安全防爆、抗腐蝕性較好、體積較小、支持遠距離傳輸，在多種液體液面檢測時質量較好，在易燃易爆腐蝕性較好的溶液檢測中適用性較好，精度較高。然而該裝置故障率較高，且安裝較為困難。

1.4激光式液面檢測方法

激光式液面檢測方法與超聲波式檢測方法原理類似，通過接收反射或散射激光脈沖實現(xiàn)對液面檢測，其裝置具有較好的抗干擾性，維護較為方便，安全防爆，然而其裝置部分容易受到污染，導致其測量結果精度不穩(wěn)定。

1.5電容式液面檢測

電容式液面檢測原理可以用以下公式來描述：

CH=2πεTε01lnD/dH+2πε01lnD/d（L-H）

其中CH代表傳感器電容量，H代表液面高度，D代表外筒直徑，εT代表被測液體介電常數(shù)，ε0代表絕對介電常數(shù)，一般取值為8.85×10-12F/m。因介電常數(shù)及外筒直徑等屬于定制，影響電容量的參數(shù)只有H，即液面高度值。采取電容式液面檢查方法，其誤差較小，靈敏性較好，環(huán)境適應性較強，整體效果優(yōu)良。

1.6差壓式與磁致伸縮式液面檢測方法

差壓式檢測裝置為密封封裝，其靈敏性較高，性能穩(wěn)定，在液面測量中廣泛應用。磁致伸縮式液面檢測裝置應用穩(wěn)定性良好，測量范圍較大，環(huán)境適應性較強，溫度變化對其測量影響較小，具備良好的防雷及抗干擾性，在多參數(shù)、高精度液面測量中應用效果較好。然而其造價較高，應用推廣較為困難。

2石油鉆井泥漿液面檢測方法綜合評價

綜合對比各種石油鉆井泥漿液面檢測方法，并進行綜合評價。超聲波式液面檢測裝置在石油鉆井現(xiàn)場應用較為廣泛，測量精度較高，安裝及維護方便，造價適中，然而存在著一定測量盲區(qū)，液面波動引起其測量準確度不穩(wěn)定；標尺式液面檢測裝置結構簡單，成本較低，在鉆井現(xiàn)場應用十分普遍，然而因其液體黏度會對其工作性能造成一定影響，導致其測量精度不佳；光纖式液面檢測裝置故障率較高，機械傳動部件較多，安裝較為復雜，在鉆井泥漿液面檢測中適用性較低。電容式液面檢測裝置在檢測中，因內(nèi)外筒液面高度并不能全面真實反映鉆井泥液面高度，從而引起檢測誤差較大，導致其不適用于泥漿液面檢測作業(yè)中；差壓式檢測裝置在檢測中容易受到鉆井液組分及溫度變化影響，導致其測量誤差較大，在泥漿液面檢測中適用性較低；磁致伸縮式液面檢測裝置造價較高，隨測量液體密度變化，其測量精度不穩(wěn)定，不適用于鉆井泥漿液面檢測工作。

3石油鉆井泥漿液面檢測方法應用的建議

綜合考慮多種泥漿液面檢測方法及其適用性，考慮泥漿液面特性，為保障液面檢測質量，保障石油鉆井安全性，可以在鉆井現(xiàn)場選擇應用兩套或兩套以上檢測裝置，提高液面檢測質量。為避免檢測裝置受到泥漿液面波動影響，可以在檢測區(qū)域設置緩沖隔離帶，消除液面波動所引起的誤差?？紤]到鉆井液表面積較大，如出現(xiàn)小溢流量，則其液面變化不明顯，無法及時發(fā)現(xiàn)溢流問題，為此，可以在鉆井液出口位置設置流量計。提高泥漿液面檢測裝置整體質量，當前，液位傳感器在科學發(fā)展的推動下其智能化及集成化趨勢越發(fā)明顯，通過應用多種新型傳感器，可以有效提高泥漿液面檢測質量及效率，保障石油鉆井作業(yè)的安全性。

4結論

在石油鉆井作業(yè)過程中，容易出現(xiàn)溢流井涌事故，為鉆井作業(yè)帶來了嚴重安全隱患。采取泥漿液面檢測方法，可以有效實現(xiàn)溢流早期監(jiān)測，從而采取有效控制措施，保障鉆井作業(yè)安全。主要對超聲波式液面檢測、標尺式液面檢測、光纖式液面檢測、電容式液面檢測、差壓式檢測及磁致伸縮式液面檢測等檢測方法進行了探究，并進行了檢測方法綜合評價，提出鉆井泥漿液面檢測方法應用的建議，以實現(xiàn)液面檢測的可靠性及安全性。

參考文獻：

[1]楊喜，史富全.石油鉆井泥漿液面檢測方法研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012，38（18）：8-11.

[2]王澤恒，劉峰，王艷華.陜北地區(qū)石油鉆井泥漿中污染質分布特征[J].遼寧石油化工大學學報，2010，30（3）：36-40.

[3]宋榮榮，王子建，劉曉蘭.控制泥漿帽鉆井泥漿帽高度影響因素分析[J].石油鉆采工藝，2011，33（5）：33-37.

[4]顧軍，李新宏，先花.油井水泥漿與多功能鉆井液泥餅界面離子擴散阻礙機理[J].石油學報，2013，34（2）：359-365.

[5]云少闖，劉亞靜，柳雄.油田鉆井廢泥漿固化處理探究[J].化工管理，2013（10）：228.

[6]魯平.鉆井廢棄泥漿固化處理技術的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2012（11）.

（上接P39）提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。加強目標成本管理理念下對路橋施工項目成本管理的探究，探索控制成本的有效途徑，建立健全施工過程中所需要的監(jiān)督體制、管理制度及創(chuàng)新體系，充分發(fā)揮項目成本管理的重要作用。從企業(yè)自身出發(fā)，在實踐過程中不斷探索和反思，逐步提高企業(yè)目標成本的管理水平，對企業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

參考文獻：

[1]宋偉.淺談項目目標成本控制的有效措施[J].城市建設理論研究（電子版），2012（35）.

[2]李豐收.淺談加強路橋施工項目成本管理措施[J].建材發(fā)展導向（下），2012（1）.

[3]翟麗霞.降低公路施工項目成本的途徑和措施探討[J].商品與質量·建筑與發(fā)展，2011（3）.

[4]帥毅.基于目標成本管理的路橋施工項目成本控制研究[J].會計之友，2012（8）.

[作者簡介]張曉穎（1977—），女，漢族，陜西咸陽人，畢業(yè)于中央廣播電視大學，中級會計師。研究方向：企業(yè)會計。