CN112903522A - 流体密度测量方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种流体密度测量方法及设备,方法包括:将流体源中的部分流体引导至测量容腔;切断流体源与测量容腔的连接,待测量容腔内的流体静止;检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算此时流体源中的流体的密度。采用本发明将动态的流体转变为静态流体,使静态的流体中只有自身的重力产生的压力,再通过测量压力,计算出密度值,完全摆脱了气泡对密度的影响,通过上井验证,可以满足现场密度测量的使用需求,测量的流体与密度称测量的密度值非常接近,解决了质量流量计气液两相流测量不准的问题,且测量简单易操作,测量效果良好,满足现场使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及流体密度测量技术领域,尤其涉及一种流体密度测量方法及设备。
背景技术
传统的固井设备通常是采用质量流量计对流体源中的流体进行密度值测量。质量流量计是通过科里奥利力原理进行测量,此种密度测量方法受气泡影响很大,当气泡多的时候会形成气液两相流,造成用质量流量计测量的密度不准确,气液两相流造成的质量流量计测量的密度不准确,是一直困扰固井行业多年的问题。
发明内容
本发明公开一种流体密度测量方法及设备,以解决现有测量密度的方法易受气泡影响测量不准确的问题。
为了解决上述问题,本发明采用下述技术方案:
一种流体密度测量方法,包括:
将流体源中的部分流体引导至测量容腔;
切断流体源与测量容腔的连接,待测量容腔内的流体静止;
检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算此时流体源中的流体的密度。
所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
计算流体的密度ρ=P1/gh1,其中g为重力加速度。
所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
检测测量容腔中深度h2处的流体压力P2;
计算流体的密度ρ=(P2-P1)/g(h2-h1)。
所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤之后还包括:
将测量容腔中的流体排出;
重新将流体源中的部分流体引导至测量容腔,测量此时流体源内的流体的密度;
重复上述步骤得到不同时间的流体的密度。
得到不同时间的流体的密度之后,将不同时间的流体的密度生成以时间为横坐标,以密度为纵坐标的曲线。
所述将测量容腔中的流体排出的步骤具体为:将测量容腔中的流体排出至流体源。
一种流体密度测量设备,包括流体源、测量容腔、第一连接管路、第一关断阀、压力检测装置以及处理器,所述流体源与所述测量容腔通过所述第一连接管路连通,所述第一关断阀设置在所述第一连接管路上,所述压力检测装置设置在所述测量容腔的侧壁上,所述压力检测装置与所述处理器信号连接。
所述压力检测装置包括两个液压传感器,两个所述液压传感器分别设置在所述测量容腔的不同深度处,两个所述液压传感器分别与所述处理器信号连接。
还包括第二连接管路,所述测量容腔包括设置在底部的入口和设置在顶部的出口,所述入口通过所述第一连接管路与所述流体源连通,所述出口通过所述第二连接管路与所述流体源连通。
所述第一连接管路上设置循环泵。
所述第二连接管路上设置第二关断阀。
还包括显示器,所述显示器与所述处理器信号连接。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果:
采用本发明的流体密度测量方法及设备,将动态的流体转变为静态流体,使静态的流体中只有自身的重力产生的压力,再通过测量压力,计算出密度值,完全摆脱了气泡对密度的影响,通过上井验证,可以满足现场密度测量的使用需求,测量的流体与密度称测量的密度值非常接近,解决了质量流量计气液两相流测量不准的问题。本发明的方法测量简单易操作,测量效果良好,满足现场使用要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明流体密度测量方法的示意图;
图2为本发明流体密度测量设备的结构示意图。
附图标记说明:
10 流体源
20 测量容腔
30 第一连接管路
40 第一关断阀
50 压力检测装置
60 处理器
70 第二连接管路
80 第二关断阀
90 显示器
100 循环泵
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,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下结合附图,详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1所示,本发明提供一种流体密度测量方法,该方法包括:
S10将流体源中的部分流体引导至测量容腔;
S20切断流体源与测量容腔的连接,待测量容腔内的流体静止;
S30检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算此时流体源中的流体的密度。
本发明是通过测量压力计算流体源中的流体密度,由于流体源中存在搅拌、循环以及扩散水流等,流体源中的的流体为动态的,本发明中将动态的流体转变为静态流体,使静态的流体中只有自身的重力产生的压力,再通过测量压力,计算出密度值。本发明的方法完全摆脱了气泡对密度的影响,通过上井验证,可以满足现场密度测量的使用需求,测量的流体与密度称测量的密度值非常接近,解决了质量流量计气液两相流测量不准的问题。本发明的方法测量简单易操作,测量效果良好,满足现场使用要求。
本方法中的流体源可以是混浆罐,也可以是混砂罐、混配罐等,当流体源为混浆罐时,混浆罐中的流体为固井泥浆,本方法用于测量固井泥浆的密度,当流体源为混配罐时,混配罐中的流体为压裂基液,本方法用于测量压裂基液的密度,当流体源为混砂罐时,混砂罐中的流体为压裂液,本方法用于测量压裂液的密度。
本方法中的测量容腔可以是与流体源连通的管路,测量时,将流体源中的部分流体流入管路中,在管路中测量压力,从而得到密度;测量容腔可以是具有一定容置空间的容器,容器与流体源连通,例如可以通过管路连接进行连通,测量时,将流体源中的部分流体流入容器中,在容器中测量压力,从而得到密度。
本方法中可以对单点的压力进行测量,根据单点的压力计算流体的密度,也可以对两点或更多点的压力进行测量,根据压差计算流体的密度。
本发明实施例中上述方法步骤S30具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
计算流体的密度ρ=P1/gh1,其中g为重力加速度。该实施例中对单点的压力进行测量,根据单点的压力计算流体的密度,测量简单易操作。
本发明实施例中上述方法步骤S30具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
检测测量容腔中深度h2处的流体压力P2;
计算流体的密度ρ=(P2-P1)/g(h2-h1)。该实施例中对两点或更多点的压力进行测量,根据压差计算流体的密度,测量效果良好,可避免单点测量中对单一参数测量时的误差影响密度的精度。
步骤S30之后还包括:
S40,将测量容腔中的流体排出;
重新将流体源中的流体引导至测量容腔,测量此时流体源内的流体的密度;重复上述步骤得到不同时间的流体的密度。也就是重复执行前面的步骤S10-S40,得到不同时间的流体的密度,可以实现对流体源中的流体密度的跟踪,实时掌握流体源中的流体密度。
本发明中得到不同时间的流体的密度之后,将不同时间的流体的密度生成以时间为横坐标,以密度为纵坐标的曲线。还可以将该曲线通过显示器等显示给操作者,给操作者提供后续操作的参考,生产密度曲线可以使得流体源中的流体的密度的变化以及变化趋势更直观的显示给操作者。
本发明实施例中步骤S40为将测量容腔中的流体排出到测量容腔之外,然后将流体源中的部分流体重新引导至测量容腔在进行测量,而对排出测量容腔之外的流体可以做任何处理,本发明实施例中可以将测量容腔中的流体排出至返回流体源,对测量后的测量容腔中的流体进行重复利用,避免多次测量对流体造成浪费。
如图2所示,本发明还提供一种流体密度测量设备,该设备包括流体源10、测量容腔20、第一关断阀40、压力检测装置50以及处理器60,流体源10与测量容腔20流体连通以将流体从流体源10至少部分的输送到测量容腔20内,第一关断阀40设置在测量容腔20的进液口处以控制流体从流体源10向测量容腔20内的流动,压力检测装置50设置在测量容腔20上,压力检测装置50与处理器60信号连接。
上述设备中的流体源10可以是混浆罐,也可以是混砂罐、混配罐等,当流体源10为混浆罐时,混浆罐中的流体为固井泥浆,该设备用于测量固井泥浆的密度,当流体源10为混配罐时,混配罐中的流体为压裂基液,该设备用于测量压裂基液的密度,当流体源10为混砂罐时,混砂罐中的流体为压裂液,该设备用于测量压裂液的密度。
上述设备中的测量容腔20可以是与流体源10连通的管路,测量时,将流体源10中的部分流体流入管路中,在管路中测量压力,从而得到密度;测量容腔20可以是具有一定容置空间的容器,容器与流体源连通,例如可以通过管路连接进行连通,测量时,将流体源10中的部分流体流入容器中,在容器中测量压力,从而得到密度。
本发明实施例中还可以包括第一连接管路30,流体源10与测量容腔20通过第一连接管路30流体连通,第一关断阀40设置在第一连接管路30上。流体源10与测量容腔20通过第一连接管路30流体连通,可通过第一连接管路30将流体源10中的部分流体引导至测量容腔20,如上所述测量容腔20可以为管路或容器,第一关断阀40设置在第一连接管路30上,第一关断阀40实现第一连接管路30的通断控制,将第一关断阀40打开,可以将流体源10中的部分流体引导至测量容腔20,将第一关断阀40关闭,可以将流体源10与测量容腔20断开连接,此时测量容腔20中的流体不受流体源10中的影响,可以由动态的流体变为静态的流体,压力检测装置50设置在测量容腔20的侧壁上可以对静态的流体对侧壁产生的压力(即压强)进行测量,压力检测装置50与处理器60信号连接,可以将所测量的压力传送给处理器60,处理器60根据所测量的压力进行密度的计算,得到此时流体的密度值。
通过测量压力计算流体源10中的流体密度,将流体源10中的动态的流体的一部分引导至测量容腔20转变为静态流体,使静态的流体中只有自身的重力产生的压力,再通过测量压力,计算出密度值。本发明的方法完全摆脱了气泡对密度的影响,通过上井验证,测量的流体与密度称测量的密度值非常接近,满足现场的使用需求,解决了质量流量计气液两相流测量不准的问题。本发明的方法测量简单易操作,测量效果良好,满足现场使用要求。为流体密度的测量提供了一种新型的解决方案。
压力检测装置50可以为任何可以检测压力的压力检测装置50,例如液压传感器,本发明实施例中压力检测装置50可以包括一个液压传感器,通过测量一处的压力来进行密度的计算,本发明实施例中压力检测装置50也可以包括两个液压传感器,两个液压传感器分别设置在测量容腔20的不同深度处,两个液压传感器分别与处理器60信号连接。两个液压传感器分别设置在测量容腔20的不同深度处,可以对不同深度的压力进行测量,根据压差计算流体的密度,测量效果良好,可避免单点测量中对单一参数测量时的误差影响密度的精度。
本发明实施例中,还可以包括第二连接管路70,测量容腔20可以包括进液口和出液口,进液口与第一管路连接,出液口与第二管路连接,例如测量容腔20包括设置在底部的进液口和设置在顶部的出液口,进液口通过第一连接管路30与流体源10连通,出液口通过第二连接管路70与流体源10连通。对测量容腔20中的流体的压力测量之后,可以通过第二连接管路70将测量容腔20中的流体再返回至流体源10中,实现该部分流体的循环利用,避免对该部分流体的浪费。
可通过循环泵100实现更快速的循环,具体在第一连接管路30上设置循环泵100。循环泵100可以将流体源10中的流体抽出泵送至测量容腔20,也可以在测量后将测量容腔20中的流体抽出泵送至流体源10,设置循环泵100可以实现更好的循环,同时也避免流体沉积在液压计的表面影响测量的准确性。
本发明实施例中可以在第二连接管路70上设置第二关断阀80。
本发明实施例中,第一连接管路30、测量容器20、第二连接管路70可以为一段管路,该段管路的两端分别与流体源10连接,将流体源中的流体引出至该段管路中测量压力,测量后在返回至流体源10。
本发明实施例中测量设备还可以包括显示器90,显示器90与处理器60信号连接。处理器60可以将接收的压力值,或者计算的密度传送给显示器90,通过显示器90显示给操作人员。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种流体密度测量方法,其特征在于,包括:
将流体源中的部分流体引导至测量容腔;
切断流体源与测量容腔的连接,待测量容腔内的流体静止;
检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算此时流体源中的流体的密度。
2.根据权利要求1所述的流体密度测量方法,其特征在于,所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
计算流体的密度ρ=P1/gh1,其中g为重力加速度。
3.根据权利要求1所述的流体密度测量方法,其特征在于,所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤具体为:
检测测量容腔中深度h1处的流体压力P1;
检测测量容腔中深度h2处的流体压力P2;
计算流体的密度ρ=(P2-P1)/g(h2-h1)。
4.根据权利要求2或3所述的流体密度测量方法,其特征在于,所述检测测量容腔中预设深度处的流体压力,并根据所测量的流体压力计算流体的密度的步骤之后还包括:
将测量容腔中的流体排出;
重新将流体源中的部分流体引导至测量容腔,测量此时流体源内的流体的密度;
重复上述步骤得到不同时间的流体的密度。
5.根据权利要求4所述的流体密度测量方法,其特征在于,得到不同时间的流体的密度之后,将不同时间的流体的密度生成以时间为横坐标,以密度为纵坐标的曲线。
6.根据权利要求4所述的流体密度测量方法,其特征在于,所述将测量容腔中的流体排出的步骤具体为:将测量容腔中的流体排出至返回流体源。
7.一种流体密度测量设备,其特征在于,包括流体源、测量容腔、第一关断阀、压力检测装置以及处理器,所述流体源与所述测量容腔流体连通以将流体从所述流体源至少部分地输送到所述测量容腔内,所述第一关断阀设置在所述测量容腔的进液口处以控制流体从所述流体源向所述测量容腔内的流动,所述压力检测装置设置在所述测量容腔上,所述压力检测装置与所述处理器信号连接。
8.根据权利要求7所述的流体密度测量设备,其特征在于,所述压力检测装置包括一个液压传感器,所述液压传感器与所述处理器信号连接。
9.根据权利要求7所述的流体密度测量设备,其特征在于,所述压力检测装置包括两个液压传感器,两个所述液压传感器分别设置在所述测量容腔的不同深度处,两个所述液压传感器分别与所述处理器信号连接。
10.根据权利要求7所述的流体密度测量设备,其特征在于,还包括第一连接管路,所述流体源与所述测量容腔通过所述第一连接管路流体连通,所述第一关断阀设置在所述第一连接管路上。
11.根据权利要求10所述的流体密度测量设备,其特征在于,还包括第二连接管路,所述测量容腔的出液口与所述流体源通过所述第二连接管路流体连通。
12.根据权利要求10所述的流体密度测量设备,其特征在于,所述第一连接管路上设置循环泵。
13.根据权利要求11所述的流体密度测量设备,其特征在于,所述第二连接管路上设置第二关断阀。
14.根据权利要求7所述的流体密度测量设备,其特征在于,还包括显示器,所述显示器与所述处理器信号连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210604 |
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