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Überwachung des Gewichts und der Viskosität von Bohrschlamm zur Optimierung der Bohrlochleistung

Die Dichte und Viskosität von Bohrspülungen sind kritische Parameter, die die Bohrleistung, die Bohrlochstabilität und die Betriebssicherheit direkt beeinflussen. Die Dichte bzw. das Spülungsgewicht ist die wichtigste Variable zur Steuerung des hydrostatischen Drucks, um Flüssigkeitszufluss und Formationsbrüche zu verhindern. Die Viskosität ist für die Bohrlochreinigung von entscheidender Bedeutung und gewährleistet einen effizienten Bohrkleintransport.


Inhaltsverzeichnis

  1. Einführung
  2. Gemeinsame Herausforderungen
  3. Rheonics Inline-Viskositäts- und Dichtesensoren
  4. Sensordatenintegration
  5. Empfohlene Installation zur Bohrschlammüberwachung
  6. Order Rheonics Sensoren

Einführung

Die Überwachung der Eigenschaften von Bohrflüssigkeiten oder Bohrschlämmen ist der Schlüssel zu einem erfolgreichen Bohrprozess in der Öl- und Gasindustrie. Während des Bohrens reduziert die Flüssigkeit oder der Bohrschlamm die Arbeitsbelastung, wirkt als Schmiermittel und kühlt den Bohrer. Nach dem Bohrstopp verhindert der Bohrschlamm, dass Bohrklein das Bohrloch wieder auffüllt, indem er den erforderlichen Druck auf die Bohrlochwände ausübt.

Ein Bohrvorgang kann Monate dauern. Die benötigte Bohrspülung muss sorgfältig überwacht werden, um sicherzustellen, dass dem Bohrloch eine gleichbleibende Flüssigkeit zugeführt und wieder zugeführt wird. Die Überwachung von Parametern wie Dichte und Viskosität der Bohrspülung bietet effektive Möglichkeiten zur Kontrolle der Sicherheit und Effizienz von Spülung und Bohrprozess. Die Bohrleistung wird optimiert, indem Veränderungen in der Bohrspülung erkannt, Datentrends analysiert und in Echtzeit auf die Ursachen reagiert werden.

Rheonics Inline-Viskositäts- und Dichtesensoren zeichnen sich in der Öl- und Gasindustrie durch ihre einfache Installation, Robustheit und Wiederholbarkeit der Messwerte aus, die eine Online-Überwachung und -Steuerung von Flüssigkeiten ermöglichen.

Erfahren Sie mehr über Schlammgewichtsrelevanz.

Abbildung 1: Überwachung der Dichte und Viskosität von Bohrschlamm.

Gemeinsame Herausforderungen

Eigenschaften wie Dichte und Viskosität der Bohrflüssigkeit oder des Bohrschlamms müssen innerhalb der vorgesehenen Spezifikationen liegen.

Die Dichte ist der Schlüssel zur Bestimmung des Schlammgewichts und hängt vom Druck ab, der auf die Wände des Bohrlochs ausgeübt wird.

Die Viskosität variiert während des Prozesses. Beim Bohren soll ein Schlamm mit flüssigem Verhalten die Bewegung begünstigen, während bei Bohrstopps ein festeres Verhalten erforderlich ist, um zu verhindern, dass Späne das Loch wieder auffüllen.

Die Messung von Viskosität und Dichte mit herkömmlichen Instrumenten ist langsam, arbeitsintensiv, zeitaufwändig und anfällig für Ungenauigkeiten.

Rheonics Inline-Viskositäts- und Dichtesensoren

Rheonics ermöglicht kontinuierliche, genaue Echtzeit-Messungen der Schlammdichte, Viskosität und Temperatur durch die einzelne Inline- Rheonics Alternativ kann der Rheonics Der SRV-Sensor kann Viskosität und Temperatur messen.

Rheonics Typ-SR-Sensoren (SRV und SRD) sind für die rauen Bedingungen von Bohrflüssigkeiten geeignet. Unsere Sensorsonden bestehen aus Edelstahl 316L, der grundsätzlich für die Anwendung geeignet ist. Für spezielle Anforderungen an die Flüssigkeitsverträglichkeit ist jedoch auch Hastelloy C22 erhältlich.

Abbildung 2: Rheonics Inline-Viskosimeter SRV und Dichte- und Viskositätsmessgerät SRD, 3/4-Zoll-NPT-Varianten.

Was ist für wiederholbare und genaue Messwerte erforderlich?

  • Tauchen Sie das Sensorelement der Sensorsonde vollständig in die Flüssigkeit ein
  • Vermeiden Sie Ablagerungen auf dem Sensorelement, die das Sensorelement blockieren – Halten Sie die Sonde sauber
  • Stellen Sie sicher, dass die Sonde mit der für die Anwendung passenden Temperatur- und Druckstufe bestellt wird. Standardwerte sind 125 °C (250 °F) und 15 bar (200 psi), was im Allgemeinen die Grenzwerte für Bohrschlamm abdeckt.

Sensordatenintegration

Rheonics Sensorelektronik sind leistungsstarke Einheiten, die die von der Sonde gemessenen Daten verarbeiten und deren Integration über mehrere Kommunikationsprotokolle wie Modbus TCP, Modbus RTU, Profinet ermöglichen. HART, Ethernet/IP usw.

Die drahtlose Integration ist in der Regel über externe Adapter auf Basis der Modbus-Kommunikation möglich. Kontakt Rheonics Support-Team für Unterstützung bei der Integration.

Abbildung 3: Rheonics Optionen für die elektronische Verkabelung und Integrationsprotokolle.

Empfohlene Installationen zur Bohrschlammüberwachung

Rheonics Es wird empfohlen, Sensoren entweder im Bohrschlammtank/-behälter oder in der Saugleitung zu installieren. Weitere Informationen zu Installationsmöglichkeiten finden Sie hier. hier.

Installation in einem Bohrschlammtank oder -behälter

Bei dieser Art der Installation kann der Sensor mit dem TMA-34N Tankmontageadapter oder unter der Teletube-Linie; beide sind hier ideal, da sie dem Bediener das Eintauchen und Herausziehen der Sonde zur Reinigung, Überprüfung oder Neuinstallation der Sonde in verschiedenen Behältern vereinfachen.

Der TMA-34N dient als Schutzkäfig für die Sonde und ermöglicht den Anschluss eines Rohrs mit individueller Länge über ein 3/4-Zoll-NPT-Gewinde an einen festen Punkt von oben. Bei Verwendung des TMA-34N ist eine ordnungsgemäße Abdichtung unerlässlich, um das Eindringen von Flüssigkeit in den elektrischen Anschluss der Sonde zu verhindern. Befolgen Sie die Montageschritte in unserer TMA-34N Artikel.

Installation des Tankmontageadapters TMA-34N
Abbildung 4: Rheonics Schema des TMA-34N Tankmontageadapters
Render für Tankmontageadapter TMA-34N mit SRD
Abbildung 5: Rheonics TMA-34N Tankmontageadapter mit SRD-Sensorsonde

 

Abbildung 6: Rheonics Beispiel für die Installation des Tankmontageadapters TMA-34N in einem Bohrschlammtank.

Die Teletube-Sondenvariante hingegen verfügt über ein modulares und vielseitiges Design, das auf einer kleinen Sonde basiert, mit Verlängerungsrohren erweiterbar und an Schutzkäfige (TMA-TT) und Montagesätze (MKT) anpassbar ist, wie in Abbildung 7 dargestellt.

SRD-Installation in einem offenen Schlammtank mit dem SlurrySense
Abbildung 7. SRD-Installation in einem offenen Schlammtank mit der Teletube-Sondenvariante

Einbau in die Saugleitung

Rheonics Sensoren können auch in der Saugleitung installiert werden, um Echtzeitmessungen des Schlamms durchzuführen. Die empfohlene Installation besteht darin, den Sensor in einem Winkelstück mit dem Sensorelement entgegen der Fließrichtung zu platzieren (siehe Abbildung 8).

Einbau in Schlammsaugleitung
Abbildung 8. Installation in der Schlammsaugleitung

Order Rheonics Sensoren

SRV

Weitbereichs-Inline-Prozessviskosimeter

  • Breiter Viskositätsbereich - Überwachen Sie den gesamten Prozess
  • Wiederholbare Messungen in Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Alle 316L-medienberührten Teile aus Edelstahl sind hermetisch abgedichtet
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Prozesslinien
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
Dichtemessgerät SRD mit 3/4” NPT-Gewinde
SRD

Breites Spektrum an Inline-Prozessdichtemessgeräten und Viskositätsmessgeräten

  • Einzelnes Instrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Rohre
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich

Referenzen

[1]: Rheonics. "Schlammgewichtsüberwachung“ https://rheonics.com/solutions-item/mud-weight-monitoring/

[2]: Rheonics. "TMA-34N – Einbau eines Dichte- und Viskositätssensors in einen Tank“ https://support.rheonics.com/en/support/solutions/articles/81000385151-tma-34n-installing-density-viscosity-sensor-in-tank-with-rheonics-tank-mount-adapter

[3]: Verband der Erdölingenieure. „Was ist Mudlogging?“  https://www.linkedin.com/posts/petroleum-engineers-association_mudlogging-oilandgas-geology-activity-7306930818092871680-ZrGw/?utm_source=share&utm_medium=member_desktop&rcm=ACoAACwfGTgBD2cb6w0sKMhmfbkSLRFPZ2anx8s

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