Устройство для определения гранулометрического состава
Формула / Реферат
1. Устройство для определения гранулометрического состава, содержащее
лазерный измерительный прибор, содержащий трубку лазерного датчика, имеющего окно и источник лазерного излучения, способный фокусировать лазерный луч в окне, помещенном непосредственно в трубопровод для текучей среды, содержащей множество расположенных в ней частиц; и
оптическую систему, способную вращаться по кругу и фокусировать лазерный луч на окне,
при этом трубка лазерного датчика выполнена с возможностью измерять импульс света, отраженного от каждой из множества частиц, когда каждая из множества частиц проходит через сфокусированный лазерный луч,
при этом лазерный измерительный прибор определяет длину хорды каждой из множества частиц по измеренной длительности отраженного от нее импульса, причем лазерный измерительный прибор использует полученную длину хорды каждой из множества частиц для определения количества частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц, при этом лазерный измерительный прибор использует количество частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц для определения гранулометрического состава в трубопроводе для текучей среды.
2. Устройство по п.1, которое приспособлено для определения длительности импульса отражения от каждой из множества частиц, при этом длительность отражения за определенный временной интервал дает среднее количество частиц в каждом заранее заданном диапазоне размера частиц.
3. Устройство по п.1, в котором оптическая система способна вращаться с фиксированной скоростью.
4. Устройство по п.1, в котором лазерный измерительный прибор предназначен для введения в трубопровод для текучей среды под углом 45º.
5. Устройство по п.1, в котором лазерный измерительный прибор приспособлен выполнять сканирование множества частиц текучей среды в трубопроводе со скоростью сканирования, равной 2 м/с.
6. Устройство по п.1, которое приспособлено осуществлять непрерывное наблюдение за изменением гранулометрического состава текучей среды в трубопроводе для определения смеси закупоривающих продуктов, добавляемой в трубопровод для текучей среды и используемой для закупоривания пор или трещин в пласте.
7. Устройство по п.1, в котором окно представляет собой сапфировое оптическое окно.
Текст
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА Устройство для определения гранулометрического состава, содержащее лазерный измерительный прибор, содержащий трубку лазерного датчика, имеющего окно и источник лазерного излучения,способный фокусировать лазерный луч в окне, помещенном непосредственно в трубопровод для текучей среды, содержащей множество расположенных в ней частиц; и оптическую систему,способную вращаться по кругу и фокусировать лазерный луч на окне, при этом трубка лазерного датчика выполнена с возможностью измерять импульс света, отраженного от каждой из множества частиц, когда каждая из множества частиц проходит через сфокусированный лазерный луч, при этом лазерный измерительный прибор определяет длину хорды каждой из множества частиц по измеренной длительности отраженного от нее импульса, причем лазерный измерительный прибор использует полученную длину хорды каждой из множества частиц для определения количества частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц, при этом лазерный измерительный прибор использует количество частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц для определения гранулометрического состава в трубопроводе для текучей среды.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: Эм-Ай Эл.Эл.Си. (US); ШЛЮМБЕРГЕР НОРГЕ АС (NO) Уровень техники Поскольку нефтяные месторождения постепенно становятся все более разработанными, увеличиваются потребности в более прогрессивных технологиях бурения и оборудовании для разработки истощенных пластов. Например, пластам поздней стадии разработки может быть свойственно наличие трещин в стенках пробуренной скважины. Существуют газовые месторождения, где добыча газа уже была начата, но освоение месторождения еще не было закончено. На таких месторождениях истощение из-за добычи и тот факт, что давление падает немного быстрее, чем ожидалось, приводит к тому, что в пласте легче образуются трещины. Бурение с контролем давления является примером использования прогрессивных инструментов и оборудования с целью предупредительного воздействия на искусственно образованные и природные трещины в пробуренной скважине. Кроме того, для продолжения добычи из этого пласта трещины закупоривают с использованием различных типов закупоривающего материала. В данной отрасли промышленности также существует растущая потребность в оборудовании, способном в реальном режиме времени производить определение гранулометрического состава для более точного регулирования физических условий в пласте путем добавления материала для борьбы с поглощением и для поддержания этой оптимизированной концентрации частиц и, тем самым, предотвращения фильтрации. Обычно гранулометрический состав определяют, используя пробу текучей среды, в которой его измеряют. То есть пробу бурового раствора отбирают из выкидной линии и определяют гранулометрический состав в этой пробе. В обычных способах и/или оборудовании для определения гранулометрического состава применяют лазерные дифракционные методы. При анализе размера частиц, основанном на дифракции лазерного излучения, используется тот факт, что частицы, проходящие через лазерный луч, рассеивают излучение под углом, непосредственно соотносящимся с их размером. В этом способе обычно принимается, что все частицы являются сферическими независимо от реальной формы этих частиц. С уменьшением размера частицы наблюдаемый угол рассеяния логарифмически увеличивается. Интенсивность рассеяния также зависит от размера частиц и уменьшается с уменьшением объема частиц. Следовательно, крупные частицы рассеивают излучение под более острыми углами с большой интенсивностью, тогда как мелкие частицы рассеивают излучение под большими углами, но с меньшей интенсивностью. В лазерном дифракционном анализе гранулометрический состав определяют на основании сравнения диаграммы рассеяния пробы с соответствующей оптической моделью, учитывая описанное выше поведение частиц,проходящих через лазерный луч. Кроме того, при лазерном дифракционном анализе получают нормализованные значения гранулометрического состава. В нормализованной системе изменения в одной области могут повлечь полное изменение распределения в других областях. Часто отбор пробы в выкидной линии вносит неточность в определение гранулометрического состава материалов в текучей среде, так как пробу часто разбавляют, чтобы иметь возможность использовать для определения гранулометрического состава лазерные дифракционные методы. Из-за разбавления пробы часто разрушаются конгломераты частиц, тем самым, перед определением гранулометрического состава подвергается изменению. Следовательно, гранулометрический состав этой пробы может не точно соответствовать гранулометрическому составу в выкидной линии. Сущность изобретения В общем, настоящее изобретение относится к устройству для определения гранулометрического состава, которое содержит лазерный измерительный прибор, содержащий трубку лазерного датчика, имеющего окно и источник лазерного излучения, способный фокусировать лазерный луч в окне, помещенном непосредственно в трубопровод для текучей среды, содержащей множество расположенных в ней частиц; и оптическую систему, способную вращаться по кругу и фокусировать лазерный луч на окне,при этом трубка лазерного датчика выполнена с возможностью измерять импульс света, отраженного от каждой из множества частиц, когда каждая из множества частиц проходит через сфокусированный лазерный луч,при этом лазерный измерительный прибор определяет длину хорды каждой из множества частиц по измеренной длительности отраженного от нее импульса, причем лазерный измерительный прибор использует полученную длину хорды каждой из множества частиц для определения количества частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц, при этом лазерный измерительный прибор использует количество частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц для определения гранулометрического состава в трубопроводе для текучей среды. При этом устройство приспособлено для определения длительности импульса отражения от каждой из множества частиц, при этом длительность отражения за определенный временной интервал дает среднее количество частиц в каждом заранее заданном диапазоне размера частиц. Предпочтительно оптическая система вращается с фиксированной скоростью. Лазерный измерительный прибор предназначен для введения в трубопровод для текучей среды под углом 45. Причем лазерный измерительный прибор приспособлен выполнять сканирование множества частиц текучей среды в трубопроводе со скоростью сканирования, равной 2 м/с. Устройство также приспособлено осуществлять непрерывное наблюдение за изменением грануло-1 021737 метрического состава текучей среды в трубопроводе для определения смеси закупоривающих продуктов,добавляемой в трубопровод для текучей среды и используемой для закупоривания пор или трещин в пласте. Предпочтительно окно представляет собой сапфировое оптическое окно. Другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показан лазерный измерительный прибор в соответствии с одним или более вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 показана длина хорды частицы в соответствии с одним или более вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 показана технологическая схема способа по одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4-7 показаны окна представления данных при определении гранулометрического состава в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения. Подробное описание изобретения Далее подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. Одинаковые элементы на разных фигурах обозначены, для единообразия, одинаковыми номерами позиций. В нижеследующем подробном описании вариантов осуществления настоящего изобретения изложены многочисленные подробности, чтобы помочь более полному пониманию изобретения. Однако специалистам в данной области ясно, что изобретение может быть реализовано на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях хорошо известные особенности не описаны подробно, чтобы избежать ненужного усложнения описания. Вообще, раскрытые в настоящем документе варианты осуществления изобретения относятся к способу и устройству для определения гранулометрического состава бурового раствора в трубопроводе. Более конкретно, раскрытые варианты осуществления изобретения относятся к лазерному измерению отражающей способности частиц для оценки гранулометрического состава с целью закупоривания пор и трещин в нефтяном пласте. На фиг. 1 показан лазерный измерительный прибор в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения. Этот лазерный измерительный прибор имеет лазерный луч 102, оптическую систему 104 и окно 106 датчика. Лазерный измерительный прибор представляет собой трубку 100 лазерного датчика, в которой существует лазерный луч 102. Лазерный луч 102 генерируется твердотельным источником 101 лазерного излучения, который обеспечивает непрерывный луч монохроматического света, направленный вниз по трубе 100. Специалистам в данной области ясно, что источник излучения может быть любым источником излучения, способным генерировать лазерный луч. При помощи сложного набора линз, т.е. оптической системы 104, лазерное излучение фокусируется на небольшом пятне на поверхности окна 106. Положение этого фокального пятна тщательно выверено так, чтобы оно находилось на поверхности раздела между окном датчика и реальным процессом. Жесткое регулирование положения фокального пятна необходимо для проведения точных периодических измерений. Для вращения прецизионной оптической системы 104 по кругу с постоянной скоростью используют прецизионный двигатель (не показан), например пневматический или электрический двигатель. Вращающаяся оптическая система осуществляет расщепление лазерного луча 102, превращая его в круг, вращающийся с переменной скоростью от 2 до 4 м/с. Эту скорость тщательно контролируют и регулируют в продолжение проведения измерений, чтобы гарантировать максимальную точность данных. В одном или более варианте осуществления изобретения, описанном в данном документе, для обеспечения фиксированной скорости сканирования от 1 до 4 м/с применяют образцовые датчики. Предпочтительно в одном или более варианте осуществления изобретения скорость сканирования составляет 2 м/с для более мелких частиц и 4 м/с для крупных частиц. В данном лазерном измерительном приборе может быть предусмотрен механический переключатель, позволяющий осуществлять переключение между 2 и 4 м/с и использовать только эти две позиции. Специалистам в данной области ясно, что некоторые модели могут обеспечить большую скорость сканирования и могут быть откалиброваны так, чтобы прибор функционировал при разных скоростях, что в определенных вариантах применения улучшает эксплуатационные характеристики. Сфокусированный луч 110 производит сканирование круговой траектории на поверхности раздела между окном 106 и трубопроводом 108 для текучей среды. Когда сканирующий сфокусированный луч 110 перемещается по поверхности окна 106, отдельные частицы или организованные частицы рассеивают лазерное излучение обратно к трубке 100. Частицы и капли, наиболее близкие к окну 106, находятся в сканирующем фокальном пятне и производят обратное рассеяние отдельных импульсов отраженного излучения. То есть рассеянное излучение фиксируется трубкой 100 как импульс, измеряемый от одного края частицы до противоположного края частицы. Импульсы рассеянного назад излучения регистрируются лазерным датчиком 100 и преобразуются в величины длины хорды на основании расчета путем умножения скорости сканирования на длительность импульса (время). Длина хорды определяется просто как расстояние по прямой от одного края одиночной частицы или группы организованных частиц до другого края (т.е. диаметр частицы). Фиг. 2 иллюстрирует расчет длины хорды в соответствии с одним или более вариантом осуществления изобретения,раскрываемым в настоящем документе. На фиг. 2 показан высокоскоростной сканирующий лазерный луч, перемещающийся по диаметру каждой частицы, которая отражает лазерное излучение. Измеренная длительность отражения представляет собой хорду. Обычно каждую секунду осуществляется измерение тысяч отдельных величин длины хорды, что дает "распределение длин хорд", представляющее количество отдельных измеренных величин длины хорды в секунду (ось y), как функцию величины длины хорды(ось x). Распределение длин хорд является характерным признаком данной системы частиц и позволяет фиксировать и наблюдать изменения размера и количества частиц в режиме реального времени. В одном или более варианте осуществления изобретения при помощи данного лазерного измерительного прибора определяют гранулометрический состав в трубопроводе для текучей среды с точностью 1000-2000 мкм. Специалистам в данной области ясно, что, в отличие от других способов анализа размера частиц,описываемый в настоящем документе лазерный измерительный прибор не связан с принятием допущения о форме частиц. Благодаря этому можно использовать первичные измерения для непосредственного прослеживания изменений в системе частиц без ненужных сложных математических допущений, которые могут внести в результаты измерения значительные ошибки. В одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе,лазерный измерительный прибор может представлять собой прибор Lasentec FBRM (измерение отраженного сфокусированного луча), серийно выпускаемый METTLER TOLEDO (Columbus, шт. Огайо). Кроме того, в одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе, окно 106 является сапфировым окном. Как описано выше, лазерный измерительный прибор, показанный на фиг. 1, используют для измерения гранулометрического состава частиц текучей среды в трубопроводе для закупоривания трещин и пор в пласте. Более конкретно, закупоривающий материал, также известный как материал для борьбы с поглощением, добавляют в трубопровод для текучей среды и определяют гранулометрический состав этого закупоривающего материала, используя описанный выше лазерный измерительный прибор. Закупоривающий материал представляет собой вещество, добавляемое в цементный раствор или буровой раствор для предотвращения поглощения пластом цементного или бурового раствора; он может быть волокнистым, хлопьевидным или гранулированным. К закупоривающим материалам можно отнести,помимо прочего, Fordadol Z2, G-Seal (поставляемые компанией М-I LLC (Houston, шт. Техас, Microdol 40/2000, Calcium Carbonate M и/или их сочетания. В одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе, в идеальной смеси закупоривающих материалов (т.е. по идеальной теории уплотнения) объединено 4-6 закупоривающих материалов, таких как описанные выше. Специалистам в данной области ясно, что лазерный измерительный прибор вариантов осуществления изобретения, раскрытых в настоящем документе, пригоден для проведения непрерывных измерений размера частиц и изменения гранулометрического состава текучей среды при добавлении в трубопровод продуктов различной крупности. Таким образом, размер добавленных частиц не влияет на способность данного инструмента регистрировать измерения гранулометрического состава. В одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе,лазерный измерительный прибор перед введением в трубопровод для текучей среды для проведения измерений гранулометрического состава предварительно программируют. В табл. 1 приведен обзор продуктов запланированных концентраций и диапазонов размеров частиц, использованных в программном обеспечении данного лазерного измерительного прибора. Диапазоны подобраны как типичные диапазоны, характеризующие каждый добавленный закупоривающий материал с тем, чтобы лазерный измерительный прибор был пригоден для выявления изменений в наполняемости каждым закупоривающим материалом по мере добавления этих материалов в трубопровод для текучей среды. Размер частиц выбран так, чтобы его величина охватывала и поры, и искусственно образованные, и природные трещины,закупориваемые в ходе бурения истощенных зон резервуаров. Таблица 1 Смесь для закупоривания трещин В одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе,данные измерения гранулометрического состава, полученные при помощи данного лазерного измерительного прибора, основаны на подсчете количества, а не на нормализованных величинах. Благодаря интерпретации на основании подсчета количества каждый канал данной системы независим от изменений в других областях распределения. В одном или более вариантах осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе, измеряемые частицы могут быть сгруппированы в различные диапазоны, показанные в табл. 1, в программном обеспечении лазерного измерительного прибора и в форме отчета. Благодаря этому персонал морской буровой установки может поддерживать концентрацию закупоривающих материалов из материально-производственных запасов буровой установки в соответствии с реальными изменениями гранулометрического состава. На фиг. 3 показана технологическая схема способа по одному или более вариантам осуществления изобретения, описанному в данном документе. Сначала программное обеспечение с величинами концентраций и групп размеров частиц для различных закупоривающих материалов устанавливают в лазерный измерительный прибор на стадии 200. Кроме того, задают скорость сканирования и в программном обеспечении и в аппаратной части, определяя, какой диапазон размеров может быть зарегистрирован данным прибором. Например, скорость сканирования 4 м/с применима для размеров 2-2048 мкм. В одном или более варианте осуществления изобретения лазерный измерительный прибор имеет возможность переключения между скоростями сканирования 2 и 4 м/с. Скорость сканирования задается как скорость вращения оптической системы, приводимой в движение пневматически. Затем на стадии ST 202 трубку лазерного датчика, включающую лазерный измерительный прибор, вводят непосредственно в трубопровод для текучей среды. Более конкретно, окно датчика лазерного измерительного прибора помещают непосредственно с систему частиц (в трубопроводе для текучей среды). Трубка лазерного датчика также может быть введена в обратный трубопровод для бурового раствора, в таком обратном трубопроводе находится буровой раствор, движущийся вверх, на поверхность; таким образом, раскрытые в настоящем документе варианты осуществления изобретения не ограничиваются лазерным измерительным прибором, который вводят только в выкидную линию. В одном или более варианте осуществления изобретения трубку лазерного датчика вводят в трубопровод с турбулентной хорошо перемешанной текучей средой под углом от 30 до 60. Предпочтительно в одном или более варианте осуществления изобретения лазерный измерительный прибор вводят в трубопровод для текучей среды под углом 45. Затем осуществляют измерение диаметра или длины хорды частиц, используя отражающую способность частиц, проходящих через сканирующий лазерный луч (ST 204). Как показано на фиг. 3, на стадии ST 206 определяют длительность отражения частицами лазерного излучения. Этот способ измерения основан на времени отражения, за которое частицы проходят через высокоскоростной сканирующий лазерный луч. Измеренная длительность отражения позволяет определить длину хорды каждой частицы, как описано выше. Таким образом, результаты измерения зависят от формы частиц и ориентации частиц тогда, когда это измерение фактически производится. Большое количество измерений (обычно 50000-200000 частиц/с), независимо от формы частицы, обеспечивает надежное отображение реальных частиц. Таким образом, измерение диаметра частиц за определенный временной интервал (например, 30 с) позволяет получить среднее количество частиц в каждом заранее заданном диапазоне размеров частиц. Этот расчет производят впоследствии, чтобы получить количество частиц в каждом диапазоне величин размера частиц на стадии ST 208. Наконец, указанное количество частиц в каждой группе частиц определенного размера используют для определения того, какую смесь закупоривающих материалов следует добавить в трубопровод для текучей среды, чтобы закупорить поры и трещины в резервуаре на стадии ST 210. Количество частиц в каждой группе частиц определенного размера также используют для определения необходимой минимальной концентрации частиц для обнаружения изменений гранулометрического состава вследствие добавления частиц. Используя описанный выше способ, при помощи данного датчика измеряют изменения размера частиц для каждого отдельного случая добавления частиц в буровой раствор, независимо от размера частиц, добавляемых в выкидную линию. Другими словами, гранулометрический состав используют для определения смеси частиц закупоривающих материалов, требуемой для закупоривания пор и трещин в резервуаре. Результаты определения гранулометрического состава также могут быть использованы для установления эффективности и подтверждения закупоривающего действия смеси закупоривающих продуктов, добавляемых в трубопровод для текучей среды. В одном или более варианте осуществления изобретения результаты измерения гранулометрического состава также могут быть использованы для определения того, сколько нужно материала для предотвращения образования трещин в резервуаре. Материалы для предотвращения образования трещин также могут быть добавлены в выкидную линию аналогично закупоривающим материалам, которые используют для закупоривания существующих трещин и пор. Кроме того, помимо использования в процессах закупоривания и предотвращения образования пор и трещин, в одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе, результаты определения гранулометрического состава также могут быть использованы вместо результатов нефелометрического анализа (нефелометрических единиц мутности). Параметр мутности отражает непрозрачность текучей среды, нефелометрическая единица мутности является единицей измерения отсутствия прозрачности воды, на которую также может влиять гранулометрический состав. В одном или более варианте осуществления изобретения, раскрываемом в настоящем документе, в лазерном измерительном приборе предусмотрен точный режим и грубый режим. В грубом режиме прибор может работать с частицами с очень неровными краями или даже скоплениями частиц, как с одной частицей. В грубом режиме данные обрабатываются посредством фильтрации сигнала перед преобразованием в величины длины хорды. Этот режим применим для получения характеристик крупных частиц в присутствии множества мелких частиц. Точный режим более чувствителен, чем грубый, его используют для идентификации мелких частиц. В одном или более варианте осуществления изобретения точный режим представляет собой режим по умолчанию. На фиг. 4-7 показаны окна представления данных для лазерного измерительного прибора в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения для различных примеров бурового раствора и добавления в этот раствор одного или более закупоривающего материала. На фиг. 4 показано окно представления данных для случая добавления закупоривающего продуктаFordadol Z2 в соответствии с одним или более вариантом осуществления изобретения, раскрываемым в настоящем документе. Более конкретно, на фиг. 4 приведено окно представления данных во время циркуляции и подбора параметров бурового раствора перед добавлением продукта для закупоривания трещин и пор. В левом окне отображается гранулометрический состав циркулирующего бурового раствора. Перекрестие в правом окне указывает на точку графика гранулометрического состава через некоторое короткое время после добавления 10 г/л Fordadol Z2 с D50 1000 мкм. Лазерный измерительный прибор регистрирует изменение количества частиц от 632 до 2000 мкм, что соответствует заданному в программном обеспечении диапазону для идентификации продукта Fordadol Z2. Кривая в правом окне указывает на то, что количество частиц постоянно увеличивается после завершения добавления этого продукта. Это увеличение может происходить за счет того, что некоторые скопления частиц крупнее, чем максимальный воспринимаемый прибором размер, равный 2000 мкм, и количество частиц увеличивается со временем по мере того, как эти крупные скопления распадаются. На фиг. 5 представлены измеренные лазерным измерительным прибором изменения гранулометрического состава, произошедшие вследствие добавления закупоривающего продукта G-Seal. Кривая в правом окне указывает на резкое увеличение 500 количества частиц непосредственно после добавления 35 г/л G-Seal. Специалистам в данной области ясно, что количество G-Seal, добавленное в трубопровод для текучей среды, может быть любым, и что 35 г/л использовано для примера. Уменьшение количества частиц после первоначального пикового значения происходит вследствие эффекта истирания по мере того, как частицы уменьшаются в размерах механическим путем. Это изменение также может быть вызвано распадом скоплений за несколько первых проходов по петле циркуляции до достижения буровым раствором гомогенного состояния. Первая кривая 502 в левом окне соответствует гранулометрическому составу перед добавлением каких-либо частиц закупоривающих материалов. Вторая кривая 504 отражает гранулометрический состав после добавления Fordadol Z2, она близка к первой кривой 502 за исключением увеличения количества частиц в диапазоне 1000 мкм. Третья кривая 506 отражает ожидаемый сдвиг вправо в диапазоне размеров от 200 до 700 мкм после добавления G-Seal. На фиг. 6 представлены измеренные лазерным измерительным прибором изменения гранулометрического состава, произошедшие вследствие добавления закупоривающего продукта Microdol 40/200. Для идентификации этого продукта в программном обеспечении лазерного измерительного прибора задан диапазон размеров частиц от 47 до 252 мкм. Добавление Microdol 40/200 вызывает такие же изменения,как и добавление G-Seal, поясняемое фиг. 5. Более мелкая фракция G-Seal совпадает с более крупной фракцией Microdol 40/200 и, таким образом, регистрируется лазерным измерительным прибором также,как при добавлении G-Seal. Большее количество частиц в диапазоне 47-252 мкм перед добавлением Microdol 40/200 указывает на то, что буровой раствор, который использовали в качестве основы для получения этих обзорных графических выходных данных, содержал некоторое количество частиц этого диапазона. Перекрестие в правом окне установлено на пике непосредственно после добавления Microdol 40/200. На фиг. 7 представлены измеренные лазерным измерительным прибором изменения гранулометрического состава, произошедшие вследствие добавления закупоривающего продукта Calcium Carbonate M. На фиг. 6 отсутствуют какие-либо признаки увеличения количества частиц в диапазоне 2-50 мкм у перекрестия в правом окне. Это может быть следствием относительно большой концентрации мелких частиц,присутствовавших в растворе перед добавлением каких-либо продуктов, и более мелкой фракции более крупных добавок. Что касается данных, представленных на фиг. 7, лазерный измерительный прибор и соответствующее программное обеспечение запрограммированы так, чтобы работать, главным образом,с более крупными, а не более мелкими частицами. Вариантами осуществления настоящего изобретения обеспечивается способ и устройство для определения гранулометрического состава различных текучих сред в трубопроводе, используя отражающую способность частиц, присутствующих в текучих средах. Раскрытое в данном документе устройство, т.е. лазерный измерительный прибор, устанавливается непосредственно в выкидной линии, исключая необходимость отбора из нее проб, что позволяет более точно определить гранулометрический состав в выкидной линии. Кроме того, способ настоящего изобретения дает реальную, а не нормализованную величину гранулометрического состава. Хотя изобретение описано со ссылкой на ограниченное число вариантов его осуществления, специалистам в данной области, извлекающим пользу из данного описания, понятно, что возможны другие варианты осуществления, не выходящие за объем изобретения, раскрытый в настоящем документе. Следовательно, объем настоящего изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для определения гранулометрического состава, содержащее лазерный измерительный прибор, содержащий трубку лазерного датчика, имеющего окно и источник лазерного излучения, способный фокусировать лазерный луч в окне, помещенном непосредственно в трубопровод для текучей среды, содержащей множество расположенных в ней частиц; и оптическую систему, способную вращаться по кругу и фокусировать лазерный луч на окне,при этом трубка лазерного датчика выполнена с возможностью измерять импульс света, отраженного от каждой из множества частиц, когда каждая из множества частиц проходит через сфокусированный лазерный луч,при этом лазерный измерительный прибор определяет длину хорды каждой из множества частиц по измеренной длительности отраженного от нее импульса, причем лазерный измерительный прибор использует полученную длину хорды каждой из множества частиц для определения количества частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц, при этом лазерный измерительный прибор использует количество частиц в каждой из заданных групп диапазонов частиц для определения гранулометрического состава в трубопроводе для текучей среды. 2. Устройство по п.1, которое приспособлено для определения длительности импульса отражения от каждой из множества частиц, при этом длительность отражения за определенный временной интервал дает среднее количество частиц в каждом заранее заданном диапазоне размера частиц. 3. Устройство по п.1, в котором оптическая система способна вращаться с фиксированной скоростью. 4. Устройство по п.1, в котором лазерный измерительный прибор предназначен для введения в трубопровод для текучей среды под углом 45. 5. Устройство по п.1, в котором лазерный измерительный прибор приспособлен выполнять сканирование множества частиц текучей среды в трубопроводе со скоростью сканирования, равной 2 м/с. 6. Устройство по п.1, которое приспособлено осуществлять непрерывное наблюдение за изменением гранулометрического состава текучей среды в трубопроводе для определения смеси закупоривающих продуктов, добавляемой в трубопровод для текучей среды и используемой для закупоривания пор или трещин в пласте. 7. Устройство по п.1, в котором окно представляет собой сапфировое оптическое окно.
МПК / Метки
МПК: G01N 21/85, G01B 11/10, G01B 15/02
Метки: устройство, состава, гранулометрического, определения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-21737-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-granulometricheskogo-sostava.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для определения гранулометрического состава</a>
Предыдущий патент: Самоотклоняющая кислотная обработка с ингибитором коррозии, свободным от муравьиной кислоты
Следующий патент: Способ определения волнового поля, свободного от ложных отраженных сигналов, излучаемого морским сейсмоисточником (варианты)
Случайный патент: Насадка устройства для удаления летучих компонентов