Система и способ анализа флюидов в месте заложения скважины

СИСТЕМА И СПОСОБ АНАЛИЗА ФЛЮИДОВ В МЕСТЕ ЗАЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ Система для мониторинга флюидов в месте заложения скважины, содержащая вискозиметр,имеющий нагревательную воронку и насос, сообщенный с нагревательной воронкой и приспособленный для обеспечения потока флюида из впускного отверстия трубопровода в нагревательную воронку. Система также включает в себя бак для промывочной жидкости,сообщенный с нагревательной воронкой, при этом насос приспособлен для обеспечения потока промывочной жидкости из бака в нагревательную воронку, и системный контроллер,приспособленный для подачи насосу инструкций для управления потоком промывочной жидкости из баков для промывочной жидкости в нагревательную воронку.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: Эм-Ай ЭлЭлСи (US); ШЛЮМБЕРГЕР НОРГЕ АС (NO) Область техники Настоящее изобретение относится к системам и способам для мониторинга бурения в месте заложения скважины, и в частности, к системам и способам для автоматического мониторинга флюидов в месте заложения скважины. В частности, изобретение относится к системам и способам для автоматического мониторинга флюидов и автоматической очистки устройства анализа флюида в месте заложения скважины. Уровень техники При бурении или заканчивании скважин в геологических пластах различные флюиды обычно используются в скважине для разных целей. Общеизвестные варианты использования скважинных флюидов включают в себя смазывание и охлаждение режущих поверхностей долота при общем бурении или добуривании (т.е. вскрытии продуктивного пласта), транспортировку "шлама" (обломков породы, отколотых режущим действием зубьев долота) на поверхность, управление давлением пластового флюида для предотвращения выбросов, поддержание стабильности скважины, взвешивание твердых частиц в скважине, минимизацию утечки флюида в пласт и стабилизацию пласта, через который бурится скважина, гидравлический разрыв пласта вблизи скважины, вытеснение флюида в скважине другим флюидом,очистку скважины, тестирование скважины, передачу гидравлического усилия долоту, флюид, используемый для установки пакера, ликвидацию скважины или подготовку скважины к ликвидации или иную обработку скважины и пласта. В общем случае, нужно иметь возможность закачивать буровые растворы под давлением через колонны буровых труб, через головку бура и вокруг нее на глубине и затем возвращать обратно на поверхность через кольцевое пространство между внешней поверхностью бурильной колонны и стенкой ствола скважины или обсадной колонны. Помимо обеспечения смазки и эффективности бурения, а также замедления износа, буровые растворы предназначены для удерживания во взвешенном состоянии и транспортировки твердых частиц на поверхность для отсеивания и утилизации. Кроме того, флюиды должны быть способны к для удерживанию во взвешенном состоянии утяжелительных добавок (для увеличения удельного веса бурового раствора), в общем случае, тонко измельченных баритов (руды сульфата бария),и к транспортировке глины и других веществ, способных прилипать к поверхности ствола скважины и покрывать ее. В месте заложения скважины инженеру-буровику важно понимать свойства флюидов, используемых при эксплуатации. Точное описание флюида может включать в себя понимание реологии флюида,вязкости, плотности и других свойств флюидов. Обычно в ходе бурения инженеры отслеживают свойства флюида (например, плотность флюида и общую вязкость) с помощью приборов, например, рычажных весов для определения плотности бурового раствора и/или калиброванных воронок с определенной периодичностью (например, каждые 15 мин или более). При определенных буровых работах специалисты по флюидам могут осуществлять дополнительные проверки бурового раствора несколько раз в сутки. В ходе операций заканчивания и повторной закачки пульпы инженеры могут осуществлять аналогичные тесты на флюидах для определения свойств флюидов. Такие тесты флюида позволяют инженерам регулировать параметры флюида для оптимизации условий бурения. Соответственно, существует необходимость в способах и системах мониторинга флюидов в месте заложения скважины. Сущность изобретения В одном аспекте раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают систему для мониторинга флюидов в месте заложения скважины, содержащую вискозиметр, имеющий нагревательную воронку и насос, сообщенный с нагревательной воронкой и приспособленный для обеспечения потока флюида из впускного отверстия трубопровода в нагревательную воронку. Система также включает в себя бак для промывочной жидкости, сообщенный с нагревательной воронкой, при этом насос приспособлен для обеспечения потока промывочной жидкости из бака для промывочной жидкости в нагревательную воронку, и системный контроллер, приспособленный для подачи насосу инструкций для управления потоком промывочной жидкости из баков для промывочной жидкости в нагревательную воронку. В другом аспекте раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают способ автоматического мониторинга флюидов в месте заложения скважины, содержащий следующие этапы: обеспечение автоматических регулировок для анализатора флюидов для управления автоматическим мониторингом флюидов. Регулировки включают в себя инструкции для ввода флюида в анализатор флюидов содержащий вискозиметр, имеющий нагревательную воронку. Дополнительно регулировки включают в себя инструкции для анализа флюида с помощью анализатора флюидов, включающего определение свойств флюида, удаления флюида из анализатора флюидов, ввода промывочной жидкости в нагревательную воронку, выполнения операции очистки и слива промывочной жидкости из нагревательной воронки. В еще одном аспекте раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают способ очистки автоматического анализатора флюидов в месте заложения скважины, содержащий следующие этапы: ввод промывочной жидкости в анализатор флюидов, активация анализатора флюидов, слив промывочной жидкости из анализатора флюидов, причем ввод, активация и слив осуществляются автоматически согласно инструкциям, выдаваемым системным контроллером. Другие аспекты и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего описания и формулы изобретения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 изображает схему системы для мониторинга флюидов в месте заложения скважины согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 - схему системы для мониторинга флюидов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3 - схему системы для мониторинга флюидов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 - блок-схему выполнения способа мониторинга флюидов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5 - блок-схема выполнения способа мониторинга флюидов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Подробное описание Раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают, в общем случае, системы и способы для мониторинга бурения в месте заложения скважины. В частности, раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают системы и способы для автоматического мониторинга флюидов в месте заложения скважины. В частности, раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают системы и способы для автоматического мониторинга флюидов и для автоматической очистки устройства анализа флюида в месте заложения скважины. При бурении скважины буровой раствор закачивается в скважину, помимо прочего, для облегчения бурения, охлаждения и смазки долота, и удаления твердых частиц из ствола скважины. Благодаря циркуляции бурового раствора через ствол скважины твердые частицы, включающие в себя шлам, вовлекаются в буровой раствор и переносятся из ствола скважины на поверхность. Поскольку характеристики бурового раствора могут изменяться в результате циркуляции флюида через ствол скважины, специалистам в данной области техники очевидно, что мониторинг бурового раствора может быть полезным. Примеры характеристик флюида, которые могут изменяться, включают в себя плотность флюида, вязкость, реологию, температуру, рН и состав бурового раствора. Также, благодаря циркуляции бурового раствора через ствол скважины, происходит удаление вовлеченного в него шлама, и, таким образом, на характеристики бурового раствора может влиять добавление шлама, углеводородов и других примесей. Буровой раствор может включать в себя не только шлам, удаляемый в ходе бурения, но и вещества,добавляемые для создания нужных условий бурения. Иллюстративные добавки в буровой раствор могут включать в себя добавки для регулировки рН, ингибиторы коррозии, пеногасители, эмульгаторы, понизители фильтрации, флокулянты, пенообразователи, подавители гидратообразования, добавки для борьбы с поглощением, смазочные материалы, термостабилизирующие агенты, диспергаторы, загустители и утяжелители. Управление уровнями этих добавок может играть важную роль для поддержания оптимальных параметров бурения, включая состав бурового раствора, для создания оптимальных условий бурения. Специалистам в данной области техники очевидно, что неправильно составленные буровые растворы могут приводить к неэффективному бурению, повреждению ствола скважины и загрязнению окружающей среды. Дополнительно, специалистам в данной области техники очевидно, что своевременное изменение параметров бурового раствора в ходе бурения может улучшать условия бурения, например, повышать скорость проходки, эффективность бурения, безопасность бурового шлама для окружающей среды и т.д. Хотя флюиды используются при бурении, они также используются в других операциях в местах заложения скважин. Например, флюиды также можно использовать при заканчивании скважины, ремонтных работах и формировании пульп в ходе повторной закачки шлама. В этих альтернативных операциях также можно извлекать выгоду из мониторинга флюидов, а также из определения конкретных свойств флюида, например, вязкости и реологии жидкости для заканчивания скважин и/или пульпы. Мониторинг таких свойств флюида может дополнительно позволять оптимизировать заканчивание, ремонт скважины и повторную закачку шлама в месте заложения скважины. На фиг. 1 показана схема системы для мониторинга флюидов в месте заложения скважины. В этом варианте осуществления, инженер-буровик собирает буровой раствор из ствола скважины 100 в ходе бурения скважины. Процесс сбора бурового раствора может включать в себя отвод обратного потока 101 бурового раствора из ствола скважины 100 в систему 102 мониторинга флюидов до обработки бурового раствора, которая производится очистным оборудованием 103 (например, вибрационными ситами, дегазаторами, центрифугами, гидроциклонами и т.д.). Когда буровой раствор возвращается из ствола скважины 100, он течет по выкидной линии 101. Когда инженер-буровик определяет, что свойства флюида нужно отслеживать, он может активировать впускной клапан 104, сообщенный со впускным отверстием 105 выкидной линии 101. Затем система 102 мониторинга флюидов может производить тестирование флюида, которое будет подробно описано ниже. По завершении тестов выпускной клапан 107 может открываться и флюид может закачиваться через выпускное отверстие 113 выкидной линии 101. Затем тестируемый флюид может повторно поступать в выкидную линию 101 и закачиваться в последующее очистное оборудование 103. В альтернативных вариантах осуществления, тестируемые флюиды можно выводить из системы 102 мониторинга флюидов через выпускную линию 108 в выпускной бак 109. Такой процесс вывода может быть предпочтительным в системе 102 мониторинга флюидов,которая предусматривает использование химикатов, способных повреждать флюид, очистное оборудование 103 или другие элементы бурового оборудования. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что, в общем случае, флюиды можно повторно вводить в активную флюидную систему операции бурения или очистки и повторного использования. Хотя это не описано подробно, специалистам в данной области техники также очевидно, что другие флюиды можно отслеживать в месте заложения скважины согласно раскрытым здесь вариантам осуществления системы 102 мониторинга флюидов. Например, в ходе заканчивания, жидкости для заканчивания скважин могут входить и выходить из вышеописанной системы 102 мониторинга флюидов. Дополнительно, в ходе операций повторной закачки шлама система 102 мониторинга флюидов может быть приспособлена принимать поток шламовой пульпы до его ввода в ствол скважины 100. В таком варианте осуществления система 102 мониторинга флюидов будет принимать поток шламовой пульпы из системы повторной закачки шлама (не показана), а не из выкидной линии 101, что позволяет отслеживать и регулировать свойства пульпы до ее ввода в ствол скважины 100. Специалистам в данной области техники очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения также можно применять к другим флюидам, используемым в местах заложения скважин, конкретно не описанным здесь. На фиг. 2 показана система мониторинга флюидов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения в увеличенном виде. В этом варианте осуществления флюид возвращается из ствола скважины по выкидной линии 201. В общем случае, флюид может циркулировать через активную систему бурения в обход устройства тестирования флюидов. Однако, когда операция бурения желает запустить тест или иначе отслеживать флюид, впускной клапан 204 может открываться, благодаря чему поток флюида поступает в систему мониторинга флюидов через впускное отверстие 205. Для обеспечения ввода флюида в вискозиметр 210 в заранее определенном объеме и правильным расходом активируется насос 211, и регулирующий клапан 212 открывается, пропуская поток флюида из впускного отверстия 205 в вискозиметр 210. В этом варианте осуществления насос 211 является пневматическим насосом, однако специалистам в данной области техники очевидно, что в альтернативных вариантах осуществления насос 211 может представлять собой насос любого типа, способный обеспечивать поток флюида через устройство тестирования. В других вариантах осуществления насос 211 может быть, например, поршневым насосом, центробежным насосом, диафрагменным насосом или кинетическим насосом. Специалистам в данной области техники очевидно, что в определенных вариантах осуществления, насос 211 не всегда подает поток флюида в вискозиметр 210. В таком варианте осуществления,если давление в выкидной линии достаточно для подачи флюида в вискозиметр, насос 211 можно либо исключить из системы, либо не использовать. Для обеспечения надлежащего давления в линии между отверстием 205 впуска флюида и насосом 211 предусмотрен манометр 218. Манометр 218 позволяет оператору буровой установки отслеживать давление в трубопроводе для определения, находится ли давление флюида в эксплуатационных пределах. Таким образом, манометр 218 позволяет системе мониторинга флюидов или оператору останавливать поток флюида, когда давление оказывается вне эксплуатационных пределов, тем самым защищая систему от негативных условий скважины. Когда инженер-буровик начинает тестировать флюид, насос 211 активируется, и заранее определенный объем флюида закачивается в вискозиметр 210. Когда заранее определенный объем тестируемого флюида находится в вискозиметре 210, регулирующий клапан 212 закрывается, и выпускной клапан 207 открывается, позволяя оставшемуся флюиду выйти из системы мониторинга флюидов. После удаления оставшегося флюида из системы мониторинга флюидов, впускной клапан 2 04 может закрываться, чтобы дополнительный флюид не поступал в систему мониторинга флюидов. В определенных вариантах осуществления, может быть предпочтительным, чтобы впускной клапан 204 и выпускной клапан 207 оставались открытыми, т.е. обеспечивать поток бурового раствора через систему мониторинга флюидов. Однако, в других вариантах осуществления, после ввода флюида в вискозиметр 210, впускной клапан 204 закрывается, в результате чего обратный поток бурового раствора остается в выкидной линии 201. В таком варианте осуществления давление в системе не зависит от давления обратного потока бурового раствора в выкидной линии 201. После тестирования флюида в вискозиметре 210, насос 211 активируется для удаления флюида из вискозиметра 210. В ходе удаления флюида, выпускной клапан 207 открывается, позволяя флюиду закачиваться обратно через выпускное отверстие 213 в выкидную линию 201 и обратно в активную систему. В других вариантах осуществления, флюид можно удалять из вискозиметра 210 и выбрасывать, в результате чего тестируемый флюид не поступает обратно в активную систему. Такой вариант осуществления может быть предпочтительным, если при тестировании используются химикаты или если условия тестирования изменяют флюид так, что он может повреждать компоненты активной флюидной системы. После удаления флюида из вискозиметра 210, инженер-буровик может начать операцию очистки. В ходе операции очистки промывочная жидкость закачивается насосом 211 из бака 214 для промывочной жидкости через открытый регулирующий клапан 212 и в вискозиметр 210. Промывочная жидкость может включать в себя воду, сырую нефть, поверхностно-активные вещества и другие вещества, способные удалять остатки бурового раствора из внутренних компонентов вискозиметра 210. Бак 214 для промывочной жидкости также может включать в себя компоненты для мониторинга, например, уровней промывочной жидкости, давления в баке 214 для промывочной жидкости и расходов промывочной жидкости из бака 214 для промывочной жидкости. В альтернативных вариантах осуществления, один или несколько клапанов могут располагаться между баком 214 для промывочной жидкости и насосом 211 для дополнительного управления потоком промывочной жидкости через них. В ходе операции очистки вискозиметр 210 можно активировать так, чтобы подвеска (не показана) или муфта (не показана) вискозиметра вращалась, тем самым перемешивая промывочную жидкость в вискозиметре 210. Движение внутри вискозиметра 210 совместно с промывочной жидкостью может возвращать в раствор твердые частицы и вещества, которые могли прилипнуть к внутренним компонентам вискозиметра 210 в ходе тестирования. Специалистам в данной области техники очевидно, что операции очистки и движение внутренних компонентов вискозиметра 210 могут длиться несколько минут (например, 5 мин), или пока внутренние компоненты вискозиметра 210 не станут практически чистыми. По завершении цикла очистки промывочную жидкость можно слить из вискозиметра 210 путем открытия разгрузочного клапана 215, обеспечивающего сообщение между вискозиметром 210 и выпускным баком 216. В этом варианте осуществления, обеспечение потока используемой промывочной жидкости в выпускной бак 216 может препятствовать поступлению промывочных жидкостей в активную флюидную систему. В альтернативных вариантах осуществления, промывочную жидкость можно выпускать в активную флюидную систему, если используемая промывочная жидкость не наносит вреда компонентам бурильной системы или флюидам, используемым в операции бурения. В других вариантах осуществления промывочная жидкость может возвращаться в баки 214 для промывочной жидкости для повторного использования в дальнейших операциях очистки. Такой вариант осуществления может быть полезным, когда тестируемый флюид не сильно прилипает к внутренним компонентам вискозиметра 210, или когда флюид можно отделить от промывочной жидкости в баках 214 для промывочной жидкости. Для облегчения отделения возвращенной промывочной жидкости от флюида, который может накапливаться в баке 214 для промывочной жидкости, также можно использовать шумовки (не показаны) или другое устройство удаления, например, клапаны уровня (не показаны) для обеспечения активного удаления или отсоса отделенных флюидов из баков 214 для промывочной жидкости. Специалистам в данной области техники очевидно, что компоненты баков 214 для промывочной жидкости, например, датчики уровня (не показаны) могут дополнительно обеспечивать мониторинг уровня флюида в баке. После удаления промывочной жидкости из системы мониторинга флюидов, система готова для второго теста флюида. Таким образом, впускной клапан 204 может открываться, и флюид из выкидной линии 201 можно закачивать с помощью насоса 211 через открытый клапан 212 в вискозиметр 210. Специалистам в данной области техники очевидно, что циклы тестирования и очистки могут повторяться,что позволяет производить мониторинг флюидов в активной флюидной системе в автоматическом режиме. Дополнительно, в определенных вариантах осуществления автоматическое управление операциями тестирования флюида и очистки может происходить без участия оператора буровой установки. Однако в определенных аспектах и в определенные моменты времени в ходе операции бурения инженер-буровик может запрашивать выполнение операции тестирования или очистки. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют брать на себя ручное управление системой, тем самым позволяя инженеру-буровику контролировать систему мониторинга флюидов. Такие циклы тестирования и очистки по требованию подробно рассмотрены ниже. Автоматическое управление в системе мониторинга флюидов может осуществляться посредством инструкций, выдаваемых системным контроллером 217. Системный контроллер 217 может включать в себя программируемый логический контроллер ("ПЛК"), персональный компьютер ил другое средство обеспечения инструкций для системы мониторинга флюидов, известное специалистам в данной области техники. В этом варианте осуществления системный контроллер 217 функционально подключен к впускному, управляющему, разгрузочному и выпускному клапанам 204, 207, 215, 212, соответственно, вискозиметру 210, бакам 214 для промывочной жидкости и насосу 211, что указано пунктирными линиями на фиг. 2. Функциональное управление может включать в себя прямые соединения, например, проводку,или дистанционную связь, например, беспроводную связь согласно протоколам интрасети или интернета. Системный контроллер 217, в общем случае, приспособлен для подачи инструкций на компоненты системы мониторинга флюидов для управления переносом флюидов в системе, а также мониторингом и выводом результатов операций тестирования флюида и очистки. Например, системный контроллер 217 обеспечивает инструкции для активации насоса 211 и компонентов бака 214 для промывочной жидкости для обеспечения потока промывочной жидкости между баком 214 для промывочной жидкости и вискозиметром 210. Дополнительно, системный контроллер 217 обеспечивает инструкции для мониторинга вискозиметра 210, давлений в системе мониторинга флюидов через манометр 218 и вывода результатов теста из вискозиметра 210. В определенных вариантах осуществления, системный контроллер 217 может включать в себя сеть системных контроллеров, т.е. множественные ПЛК используются для управления разными аспектами системы мониторинга флюидов. В таком варианте осуществления первый ПЛК может быть приспособлен для мониторинга тестирования, второй ПЛК может быть приспособлен для мониторинга операции очистки, и третий ПЛК может быть приспособлен для передачи результатов теста на устройство вывода (например, монитор, принтер или сеть). В других вариантах осуществления, ПЛК и компьютерные системы можно использовать для разных аспектов работы. Специалистам в данной области техники очевидно, что различные конфигурации системных контроллеров 217 отвечают объему настоящего изобретения, и, таким образом, конфигурация системных контроллеров 217 в системе мониторинга флюидов не является ограничением настоящего изобретения. На фиг. 3 показана схема системы для мониторинга флюидов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления подробно рассмотрены вискозиметр 310 и компоненты системы мониторинга флюидов, используемые для тестирования и, в определенных аспектах, очистки вискозиметра 310. Как показано, вискозиметр 310 включает в себя нагревательную воронку 319 и головку вискозиметра 320. Нагревательная воронка 219 представляет собой сосуд небольшого объема, приспособленный для приема потока флюидов из вышеописанной активной системы бурения. Поток флюидов можно закачивать в нагревательную воронку 319 через впускное отверстие 322, которое обеспечивает сообщение между нагревательной воронкой 219 и насосом (не показан). Дополнительно,впускное отверстие 322 нагревательной воронки обеспечивает сообщение между нагревательной воронкой 319 и баком для промывочной жидкости (не показан) и другими компонентами системы мониторинга флюидов. В этом варианте осуществления нагревательная воронка 319 может включать в себя сосуд,способный принимать 500 мл флюида. В альтернативных вариантах осуществления можно использовать нагревательные воронки 319 другого объема согласно требованиям конкретных производимых тестов. Для мониторинга объема флюида, введенного в нагревательную воронку 319, в нагревательной воронке 319 или вокруг нее может располагаться совокупность датчиков 323 уровня флюида. Датчик 323 а основного уровня флюида может обеспечивать основной уровень, который определяет минимальный объем флюида, необходимый для осуществления теста. Датчик 323b вторичного уровня может обеспечивать второй уровень, указывающий максимально допустимый уровень флюида в нагревательной воронке 319 для производимого теста. В определенных вариантах осуществления, датчик 323b вторичного уровня также может играть роль датчика переполнения, который извещает инженера-буровика или системный контроллер о наступлении переполнения. Специалистам в данной области техники очевидно, что в определенных вариантах осуществления можно использовать дополнительные датчики, способные указывать уровень флюида в нагревательной воронке 319, для замены двойной функции датчика 323b вторичного уровня или для обеспечения дополнительной информации, касающейся объема флюида в нагревательной воронке 319. Дополнительно, датчики 323 уровня могут предоставлять информацию системному контроллеру для указания уровня промывочной жидкости в нагревательной воронке 319. Помимо датчиков 323 уровня, один или несколько регуляторов 324 температуры могут располагаться в или на нагревательной воронке 319. Регуляторы 324 температуры могут выдавать на системный контроллер данные, указывающие температуру нагревательной воронки 319, флюидов в нагревательной воронке 319 или других компонентов системы мониторинга флюидов. Для обеспечения нагрева нагревательной воронки 319 вокруг нагревательной воронки 319 располагается нагревательный элемент 325. Нагревательный элемент 325 обеспечивает источник тепла для нагревательной воронки, что позволяет увеличивать температуру флюидов в нагревательной воронке 319 до оптимальных уровней для тестирования. В общем случае, температуры, используемые в ходе тестирования флюида могут составлять от 25 до 50 С. Однако в определенных вариантах осуществления, в зависимости от конкретных производимых тестов, нагревательный элемент 325 предпочтительно может быть способен нагревать флюиды примерно до 80 С. Специалистам в данной области техники очевидно, что рассмотренные выше температурные диапазоны носят иллюстративный характер. В определенных вариантах осуществления флюиды можно тестировать при температурах меньше 25 или больше 80 С. После повышения температуры флюидов и/или нагревательной воронки 319 с помощью нагревательного элемента 325 может потребоваться понижение температуры до осуществления операций очистки. Для ускорения охлаждения флюидов и компонентов системы вокруг нагревательной воронки 319 может располагаться охлаждающая рубашка 326. В этом варианте осуществления охлаждающая рубашка 326 сообщена с баком 327 для холодной воды, что позволяет закачивать холодную воду в охлаждающую рубашку 326 для ускорения охлаждения нагревательной воронки 319 и содержащихся в ней флюидов. После использования холодной воды в охлаждающей рубашке 326, воду можно удалять через слив 328 для использованной воды. В другом варианте осуществления холодная вода может возвращаться из охлаждающей рубашки 326 в бак 327 для холодной воды. Как описано выше, после осуществления теста флюида или операции очистки отработанные флюиды и промывочные жидкости удаляются из нагревательной воронки 319 через выпускное отверстие 329. В этом варианте осуществления выпускное отверстие 329 располагается на дне нагревательной воронки 319, что позволяет использовать силу тяжести как основной механизм удаления флюидов. Однако в аль-5 018141 тернативных вариантах осуществления выпускное отверстие 329 может находиться в другом месте нагревательной воронки 319, и можно использовать дополнительные компоненты для облегчения удаления флюидов из нагревательной воронки 319. Дополнительные компоненты могут включать в себя насосы,сифонные устройства или вакуумные устройства и могут дополнительно устранять флюиды, оставшиеся в нагревательной воронке 319. Система мониторинга флюидов также включает в себя головку 320 вискозиметра, приспособленную для использования совместно с нагревательной воронкой 319. В этом варианте осуществления головка 320 вискозиметра включает в себя подвеску 330, приспособленную вращаться в нагревательной воронке 319, что позволяет определять свойства флюида. В других аспектах настоящего изобретения другие типы вискозиметров, известные в технике, включающие в себя, например, вискозиметры, имеющие вращающиеся муфты, можно использовать согласно раскрытым здесь вариантам осуществления. Вискозиметр 310, включающий в себя головку 310 вискозиметра и компоненты вискозиметра 310, и нагревательную воронку 319, рассмотренную выше, может действовать под управлением системного контроллера. Системный контроллер функционально связан с вискозиметром 310, что указано пунктирной линией 331. Специалистам в данной области техники очевидно, что дополнительные компоненты могут входить в состав альтернативных конфигураций настоящего изобретения. Такие дополнительные компоненты могут включать в себя, например, температурные зонды, датчики температуры, температурные зонды вискозиметра, мониторы рН, датчики переполнения, дополнительные клапаны, датчики давления,обратные клапаны, запорные клапаны или другие компоненты, которые могут потребоваться для обеспечения оптимального тестирования флюида и операций очистки оборудования. На фиг. 4 показана блок-схема способа мониторинга свойств флюида согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления флюид вводится на стадии 400 в анализатор флюидов. Анализатор флюидов может включать в себя вискозиметр или другое устройство, способное определять, например, вязкость и реологические свойства флюида. Ввод флюида на стадии 400 также может включать в себя вышеописанные способы. В одном аспекте конкретный объем флюида,например 300 мл, можно вводить, закачивая флюид из выкидной линии в месте заложения скважины в анализатор флюидов. После ввода флюида на стадии 400 флюид анализируется на стадии 401 с помощью анализатора флюидов. Анализ на стадии 401 может включать в себя стадию 402 вращения подвески или муфты анализатора флюидов относительно нагревательной воронки анализатора флюидов, при котором выполняется стадия 403 определения крутящего момента, необходимого для вращения подвески во флюиде с заданной скоростью вращения. Затем определенный на стадии 403 крутящий момент можно использовать для вычисления вязкости и реологических свойств флюида. Определенные на стадии 403 вязкость и/или реологические свойства флюида можно затем выводить для дополнительной обработки или сохранения, что будет подробно описано ниже. По завершении теста флюида флюид удаляется на стадии 404 из анализатора флюидов и промывочная жидкость вводится на стадии 405 в нагревательную воронку. Можно вводить заданный объем флюида на стадии 405, чтобы после активации вискозиметра в ходе операции очистки флюид контактировал,по меньшей мере, с подвеской и внутренними стенками нагревательной воронки для облегчения удаления с них оставшихся флюидов. Специалистам в данной области техники очевидно, что объем промывочной жидкости, вводимой на стадии 405 в нагревательную воронку, может варьироваться согласно свойствам тестируемого флюида, но, в общем случае, должен быть, по меньшей мере, близок к объему,используемому в ходе первоначального тестирования флюида. После ввода на стадии 405 промывочной жидкостив нагревательную воронку выполняется стадия 406 очистки. Стадия очистки включает в себя стадию 407 активации анализатора флюидов таким образом, чтобы подвеска или муфта анализатора флюидов вращалась на стадии 408 относительно нагревательной воронки. В общем случае, вращение соответствующих составных частей анализатора флюидов будет приводить к перемешиванию на стадии 409 промывочной жидкости, в результате чего промывочная жидкость будет контактировать с подвеской и/или муфтой, а также внутренними стенками нагревательной воронки. Специалистам в данной области техники очевидно, что используемая скорость вращения будет варьироваться согласно свойствам тестируемого флюида. Однако в определенных вариантах осуществления подвеска/муфта должна вращаться по меньшей мере 5 мин со скоростью 300 об./мин. В определенных вариантах осуществления при тестировании особо густого или нагруженного твердыми частицами флюида может потребоваться более длительная операция очистки для надлежащей очистки компонентов анализатора флюидов. Аналогично, при тестировании особо жидких флюидов можно использовать более короткие операции очистки. По завершении операции очистки промывочная жидкость сливается на стадии 410 из нагревательной воронки, и анализатор флюидов готов к другому циклу тестирования. В определенных вариантах осуществления можно использовать множественные операции очистки для дополнительной очистки компонентов анализатора флюидов. Например, согласно варианту осуществления, в котором тестируется особо густой флюид, системный контроллер может определять, на основании показаний датчиков анализатора флюидов, что остатки жидких или твердых веществ остались в нагревательной воронке или на подвеске/муфте после операции очистки. Тогда системный контроллер может отложить цикл тестирования и вместо этого запустить вторую операцию очистки. Альтернативно, системный контроллер может запустить цикл тестирования, но известить инженера-буровика о том, что анализатор флюидов работает не в оптимальных условиях. В других вариантах осуществления анализатор флюидов может остановить выполнение цикла тестирования и сообщить инженеру-буровику о необходимости осмотра анализатора флюидов. Специалистам в данной области техники очевидно, что системный контроллер может проверять условия эксплуатации анализатора флюидов и компонентов системы мониторинга флюидов, чтобы гарантированно поддерживать оптимальные условия эксплуатации. Дополнительно, поскольку операции тестирования и очистки системы мониторинга флюидов могут осуществляться, по существу, автоматически, инженеру-буровику не требуется постоянно контролировать анализатор флюидов. Например, в вышеописанном варианте осуществления, системный контроллер может подавать инструкции анализатору флюидов и компонентам системы мониторинга флюидов для автоматизации цикла тестирования и операции очистки. Поскольку системный контроллер избавляет инженера-буровика от необходимости ручной регулировки анализатора флюидов (например, добавлять флюиды или очищать компоненты) между тестами, система мониторинга флюидов может функционировать практически без вмешательства человека. Для дополнительного пояснения логики работы системы мониторинга флюидов, обратимся к фиг. 5, где показана логическая блок-схема системы для мониторинга флюидов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления, стадии 400-410 процесса, описанного со ссылкой на фиг. 4, по существу, аналогичны стадиям 500, 501, 504, 505, 506, 510, показанным на фиг. 5. В общем случае, флюид вводится на стадии 500 в анализатор флюидов, анализируется на стадии 501 с помощью анализатора флюидов и удаляется на стадии 504 из анализатора флюидов. Затем промывочная жидкость вводится на стадии 505 в нагревательную воронку, выполняется стадия 506 очистки, и промывочная жидкость сливается на стадии 510 из нагревательной воронки. Вышеописанные этапы представляют главную функцию анализатора флюидов в ходе операций тестирования и очистки. В определенных вариантах осуществления дополнительные функции могут осуществляться системой мониторинга флюидов совместно с вышеописанными этапами. Например, в этом варианте осуществления после анализа на стадии 501 флюида с помощью анализатора флюидов, результаты теста выводятся на стадии 511 из анализатора флюидов на систему 512 управления бурением и/или устройство 513 визуального отображения и/или систему 514 мониторинга вне буровой площадки. Стадия 511 вывода может включать в себя передачу данных теста из анализатора флюидов на системный контроллер для дополнительного анализа или, альтернативно, анализатор флюидов может анализировать данные, и только результаты теста могут поступать на системный контроллер. В других вариантах осуществления, данные или результаты теста можно сразу передавать на систему 512 управления бурением, устройство 513 визуального отображения или систему 514 мониторинга вне буровой площадки. В этом варианте осуществления, система 512 управления бурением может включать в себя программы или системы, используемые на буровых установках для мониторинга и регулировки параметров бурения. Параметры бурения, которые система 512 управления бурением может отслеживать и/или регулировать, включают в себя расход бурового раствора, крутящий момент на долоте, скорость вращения долота и другие свойства, известные специалистам в данной области техники. Благодаря обеспечению системы 512 управления бурением свойствами флюида, например, вязкостью и реологией, система 512 управления бурением или инженеры, управляющие ею, имеет/ют возможность регулировать параметры бурения для компенсации параметров бурового раствора. Альтернативно, системный контроллер, отвечающий настоящему изобретению, может использовать данные из системы 512 управления бурением для регулировки параметров бурового раствора, исходя из параметров бурения, используемых системой 512 управления бурением. Стадия 511 вывода результатов на устройство визуального отображения, может включать в себя вывод данных теста и/или данных результатов на монитор или другое устройство, способное отображать данные. Дополнительно, данные можно отображать в виде графических и числовых представлений,включающих в себя, например, графики вязкости флюида, таблицы данных вязкости и сводные данные,собранные в течение времени. В определенных вариантах осуществления, устройство визуального отображения также может включать в себя функциональные возможности ввода, например периферийные устройства ввода или сенсорный экран, которые позволяют инженеру-буровику регулировать параметры операций тестирования или очистки непосредственно на устройстве отображения. Система 514 мониторинга вне буровой площадки может включать в себя службы лабораторного анализа и мониторинга, удаленные от места заложения скважины. Иллюстративная лаборатория может включать в себя лабораторию для анализа флюидов, в которой инженер-буровик может использовать информацию, выводимую на стадии 511 анализатором флюидов, для определения необходимых регулировок параметров флюида (например, вязкости, плотности и состава). Таким образом, системы 514 мониторинга вне буровой площадки, осуществляющие связь с вариантами осуществления настоящего изобретения, например, сетями, могут обеспечивать перенос информации о буровом растворе между службами на и вне буровой площадки. Помимо вариантов осуществления настоящего изобретения, предусматривающих средство для вывода на стадии 511 данных из системы мониторинга флюидов, циклы тестирования и очистки настоящей системы можно выполнять в разных последовательностях. Например, в определенных вариантах осуществления, инженер-буровик может указывать, что система мониторинга флюидов должна автоматически осуществлять прерывистые тесты. В таком варианте осуществления, инженер-буровик может программировать системный контроллер системы мониторинга флюидов для осуществления анализа флюидов согласно расписанию (например, каждые 5, 10 или 15 мин). Однако в других вариантах осуществления инженер-буровик может прерывать автоматическую последовательность конкретными инструкциями для осуществления теста. Аналогично, инженер-буровик может программировать систему мониторинга флюидов инструкциями по выполнению операции очистки для осуществления одной или нескольких операций очистки между циклами тестирования. На фиг. 5 подробно представлен иллюстративный цикл 515 по требованию, прерывающий автоматический цикл. В этом варианте осуществления цикл 515 по требованию включает в себя прерывание на стадии 516 оператором буровой установки автоматической последовательности тестирования. Как показано, прерывание на стадии 516 автоматического тестирования включает в себя активацию на стадии 517 операции анализа по требованию или активацию на стадии 518 операции очистки по требованию. Операция анализа по требованию включает в себя запуск теста с помощью анализатора флюидов и процессы,необходимые для завершения такого теста. Аналогично, операция очистки по требованию включает в себя ввод промывочной жидкости в анализатор флюидов, выполнение операции очистки и любые дополнительные этапы, необходимые для очистки анализатора флюидов. В определенных вариантах осуществления циклы тестирования и очистки могут осуществляться автоматически. В таких вариантах осуществления системный контроллер может обеспечивать автоматические регулировки для анализатора флюидов для управления автоматической системой мониторинга флюидов. Эти инструкции, подробно объясненные выше, включают в себя предписания по тестированию флюида и очистке анализатора флюидов после тестирования. В других вариантах осуществления инструкции для управления работой системы мониторинга флюидов могут загружаться в анализатор флюидов из службы вне буровой площадки. Такие инструкции могут включать в себя протоколы для операции анализа по требованию или очистки по требованию. В операциях, включающих в себя мониторинг вне буровой площадки или мониторинг на буровой площадке, который располагается в другом строении в месте заложения скважины, система мониторинга флюидов может включать в себя камеры для непосредственного мониторинга анализа и/или тестирования. Иллюстративные камеры могут включать в себя цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры,камеры системы наблюдения или другие типы камеры, известные в технике. В определенных вариантах осуществления, такие камеры могут быть приспособлены для непосредственной связи с системным контроллером системы мониторинга флюидов, что позволяет инженеру-буровику в положении вне буровой площадки дистанционно управлять аспектами операций анализа и очистки. Специалистам в данной области техники очевидно, что варианты осуществления, которые не включают в себя систему камер, также могут обеспечивать дистанционное управление из положения вне буровой площадки за счет подачи инструкций на системный контроллер в ответ, например, на конкретные выходные результаты, обеспечиваемые системой мониторинга флюидов. Преимущественно, варианты осуществления настоящего изобретения для мониторинга реологии бурового раствора в месте заложения скважины. Поскольку инженеру-буровику не нужно вручную тестировать буровой раствор, что является длительным и потенциально опасным процессом, свойства бурового раствора можно тестировать чаще. Более частое тестирование бурового раствора позволяет прерывисто изменять буровой раствор для оптимизации флюида в соответствии с конкретными условиями буримого ствола скважины. Дополнительно, автоматический процесс мониторинга реологии флюида может обеспечивать инженеров-буровиков по существу непрерывно обновляемыми сведениями о состоянии флюида в стволе скважины. Такой непрерывный мониторинг позволяет быстрее регулировать параметры бурового раствора и/или бурения, что делает бурение более эффективным. Также предпочтительно, варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать для разнообразных типов флюидов, используемых в местах заложения скважин. В определенных вариантах осуществления, жидкости для заканчивания скважин можно отслеживать в ходе операций заканчивания скважины. Благодаря измерению свойств жидкостей для заканчивания скважин можно предотвращать повреждение ствола скважины и инструментов для заканчивания, например, эксплуатационных хвостовиков, пакеров, скважинных клапанов и взрывных перфораторов. Дополнительно, благодаря определению вязкости жидкости для заканчивания скважин в ходе операции заканчивания оператор буровой установки может знать, когда содержание твердых частиц вблизи ствола скважины достигает уровней, которые могут препятствовать заканчиванию скважины или последующим эксплуатационным операциям. Варианты осуществления настоящего изобретения также можно выгодно использовать при повторной закачке шлама в ствол скважины. В таком варианте осуществления свойства пульпы повторной закачки можно отслеживать до ее ввода, чтобы гарантировать надлежащую вязкость пульпы. Поскольку вязкость можно отслеживать с более высокой частотой в ходе повторной закачки шлама, можно опреде-8 018141 лять надлежащую концентрацию твердых частиц в пульпе. Благодаря определению надлежащего содержания твердых частиц для конкретной повторной закачки, можно избежать проблем, связанных с пульпами, имеющими слишком высокое содержание твердых частиц, например, самопроизвольный выброс введенной пульпы в окружающую среду, чрезмерный эрозионный износ от введения и закупорку скважины в случае неправильной реологии пульпы. Благодаря снижению рисков, связанных с повторной закачкой шлама, можно осуществлять операции с нулевым выбросом, благоприятные для окружающей среды. Дополнительно, поскольку повторная закачка шлама может стоить дешевле, чем наземная утилизация, раскрытые здесь процессы мониторинга пульпы могут снижать риски, связанные с менее дорогим процессом утилизации бурового шлама. Предпочтительно, раскрытые здесь варианты осуществления предусматривают самоочищающуюся систему для мониторинга реологии флюида в месте заложения скважины. Поскольку варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают самоочистку в ходе нормальной работы, монитор флюидов может продолжать обеспечивать точные результаты теста после многочисленных тестов. Кроме того, раскрытые здесь варианты осуществления могут обеспечивать дистанционное управление операциями мониторинга, что позволяет инженеру-буровику, находящемуся вне буровой площадки, управлять и принимать данные от монитора флюидов. Удаленный доступ к управлению монитором флюидов может дополнительно позволять инженерам-буровикам осуществлять мониторинг флюидов, предписывать тестирование флюида в конкретное время и отслеживать условия эксплуатации монитора флюидов. Таким образом, удаленные доступ, контроль и управление операциями тестирования и очистки могут приводить к, по существу, непрерывному мониторингу флюидов в месте заложения скважины. Такие практики мониторинга позволяют регулировать параметры флюида и более эффективно работать с флюидом в стволе скважины. Хотя настоящее изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов осуществления, специалисты в данной области техники, на основании данного раскрытия, могут предложить другие варианты осуществления, не выходящие за рамки объема описанного здесь изобретения. Соответственно, объем изобретения ограничивается только формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для мониторинга флюидов в месте заложения скважины, содержащая вискозиметр,имеющий нагревательную воронку, насос, сообщенный с нагревательной воронкой и приспособленный для обеспечения потока флюида из впускного отверстия трубопровода в нагревательную воронку, бак для промывочной жидкости, сообщенный с нагревательной воронкой, причем насос приспособлен для обеспечения потока промывочной жидкости из бака в нагревательную воронку, и системный контроллер,функционально связанный с вискозиметром, баком для промывочной жидкости и насосом и предназначенный для подачи насосу инструкций для управления потоком промывочной жидкости из бака для промывочной жидкости в нагревательную воронку. 2. Система по п.1, дополнительно содержащая нагревательный элемент, расположенный вблизи нагревательной воронки, и регулятор температуры, электрически соединенный с нагревательным элементом и приспособленный для регулировки температуры нагревательной воронки. 3. Система по п.2, дополнительно содержащая бак водоснабжения и охлаждающую рубашку, расположенную вблизи нагревательной воронки и сообщенную с баком водоснабжения. 4. Система по п.1, в которой системный контроллер содержит программируемый логический контроллер. 5. Система по п.1, в которой системный контроллер содержит инструкции по управлению вискозиметром для осуществления реологического теста. 6. Система по п.1, в которой системный контроллер содержит инструкции для системы по осуществлению последовательности автоматической очистки. 7. Система по п.1, дополнительно содержащая выпускное отверстие, сообщенное с нагревательной воронкой, и выпускной бак, сообщенный с выпускным отверстием. 8. Система по п.1, дополнительно содержащая выкидную линию, сообщенную с впускным и выпускным отверстиями выкидной линии и приспособленную для циркуляции бурового раствора в месте заложения скважины. 9. Система по п.1, в которой флюид содержит по меньшей мере одно из группы, состоящей из бурового раствора, пульпы для повторной закачки шлама и жидкости для заканчивания скважин. 10. Система по п.1, в которой системный контроллер способен выдавать системе инструкцию для автоматического выполнения циклов тестирования и очистки. 11. Способ автоматического мониторинга флюидов в месте заложения скважины, согласно которому обеспечивают автоматические регулировки для анализатора флюидов для управления автоматическим мониторингом флюидов, содержащие инструкции для ввода флюида в анализатор флюидов, имеющий вискозиметр с нагревательной воронкой, анализ флюида с помощью анализатора флюидов, включающего определение свойств флюида, удаление флюида из анализатора флюидов, ввод промывочной жидкости в нагревательную воронку, выполнение операции очистки и слива промывочной жидкости из нагревательной воронки. 12. Способ по п.11, в котором операция очистки содержит активацию вискозиметра, включающую в себя вращение подвески вискозиметра и перемешивание промывочной жидкости в нагревательной воронке. 13. Способ по п.11, в котором анализ флюида содержит вращение подвески в нагревательной воронке, имеющей известный объем флюида, и определение крутящего момента, необходимого для вращения подвески во флюиде с заданной скоростью вращения. 14. Способ по п.11, дополнительно содержащий этап вывода результатов анализа. 15. Способ по п.14, в котором результаты анализа выводятся на по меньшей мере одно из системы управления бурением, устройства визуального отображения и установки мониторинга вне буровой площадки. 16. Способ по п.11, в котором автоматические регулировки дополнительно содержат инструкции для цикла по требованию, содержащего прерывание автоматического цикла и активацию по меньшей мере одной из операции анализа по требованию и операции очистки по требованию. 17. Способ по п.11, в котором свойства флюида содержат вязкость. 18. Способ по п.11, дополнительно содержащий инструкции для калибровки анализатора флюидов. 19. Способ по п.11, в котором флюид содержит по меньшей мере одно из группы, состоящей из бурового раствора, пульпы для повторной закачки шлама и жидкости для заканчивания скважин.