正确使用固控系统小手册

1、（内部材料注意保存）中国石油川庆钻探工程有限公司主编：许保华张洪编辑:谭刚强岳砚华孟军雒建胜李勇秦建忠张建卿雍明政朱占林肖广平周怀安罗辉沈凡儿主管：中国石油川庆钻探工程有限公司主办：川庆钻探工程有限公司装备处出版时间：20笛年10月联系方式：许保华，02886014308xubaohua69认知固控设备钻井液净化与固相控制的意义二、钻井液固相分类及对钻井的影响5三、钻井液净化与固控设备k振动筛72、除砂除泥清洁器93、离/卜0>124、除气器16、固控设备配置原则五、固控系统流程示意图20六、使用与维护24参考文献：26认知固控设备泥浆清洁有必要, 固控设备要用好;四懂三会须掌握, 十字

2、作业基础靠。-xx.刖 b钻探工程是集钻井工艺、装备技术及环保多专业一体的系统工程，每个环节都应在规范 内受控并得以正确使用。钻井液作为钻井工程 的血液，其性能好坏直接影响到井筒工程质 量，提高钻井液净化与固控设备的管理与使用 水平至关重要。在总结以往使用钻井液净化与 固控设备经验的基础上，经广泛征求机关相关 技术部门、川西钻探等单位和有关专家的意见 后，特编制正确使用钻井液净化与固控设备 册子，以旨提升钻井液净化与固控设备的管理 与使用水平。在编写过程中，得到公司领导的直接关怀 与指导，得到工程技术部门、川西钻探、川东 钻探、长庆钻井、塔里木工程公司、钻采院等 单位（部门）专家的大力支持，装

3、备处各位同 事一起参与了此次编写工作，在此一并表示衷 心的感谢。对引用文献的作者表示诚挚的敬o由于经验不足，水平有限，正确使用钻井液净化与固控设备册子内容和结论难免存 在一些问题，特请将意见反馈装备处，我们会 及时加以修正。一、钻井液净化与固相控制的意义科学的钻井液净化与固相控制具有广泛的意义：仁保护油气层；2、降低钻井扭矩和摩阻；3、降低环空抽吸的压力波动；4、降低压差卡钻的可能性；5、提高钻井速度，延长钻头寿命；6、提高钻井液循环系统设备的使用寿命；7、增加井眼稳定性；8、改善下套管条件；9、减轻环境污染；10、降低钻井费用。数据统计，在低密度范围内，钻井液中相含量每减少1%（相当于钻井液

4、密度下降 0.016g/cm3），在软地层机械钻速可提高8%左 右钻头消耗可降低一半。如果筛网能用到200 目，或用到325目，就可完全省去除砂除泥清 洁器，大大简化固控系统 二、钻井液固相分类及对钻井的影响根据api规定，按固相粒度大小分成三粘土（或胶体） 粒度小于2pm泥粒度介于274pm砂粒度大于74pmapi对重晶石粒度的规定：小于74pm的 粒度应占到97%，其中，小于44pm的粒度应 占到94% ;对于膨润土，小于74pm的粒度应 该有96%以上。颗粒大小对钻井液性能的影响主要取决于颗粒表面积的大小，表面积大，吸附的水就 多。这不但增加了清除的困难，还使表面积增 大。无疑会增加用水

5、量，流动性变坏。三、钻井液净化与固控设备钻井液净化与固控设备主要包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等，其岩屑颗粒分离 性能见表1o表1各种固控设备分离能力净化固控设备分离颗粒尺寸（pm ）标准筛网振动筛（60-10目）>250细网振动筛（20060目）74-250特细网振动筛（325-200目）44-74除砂器44-74除泥器844中速离心机（2200rpm ）10-15高速离心机（3000rpm ）251振动筛振动筛是第一级固控设备，担负清除大量钻屑的任务，工作性能的优劣直接影响后几级固控设备的工作效果和泥浆体系质量。分圆 型，普通椭圆型，直线型（易筛糊） 圆型（集圆型和直线型优点，处

6、理量是直线型 的2030% ） o振动筛的选择依据不低于泵排量与钻井岩屑量的和。实际应用中，主要考虑需处理量和排泥流 畅情况，以适应高目数筛网的使用，正常工作 能达到120目以上；应用中易出现筛糊（或桥 筛）和堵筛（或砂堵）情况。网孔尺寸越小， 钻井液粘度越大，筛糊现象越严重。特别注意：(1)筛网的张紧程度必须按 要求执行。否则，可从7-10天的寿命降至2-3 小时；(2)及时清洗筛网。(3)通常钻井条 件下，筛箱工作角度应在上下2。之间，以便使液池末端正好接近第二张筛网的中间部位2、除砂除泥清洁器(1) 除砂器是第二级固控设备，工作原理是旋流器的离心分离与重力排砂相结合，通 常配置旋流器直径

7、在150-300mm ,清除约95%大于74pm的钻屑和约50%大于44pm的钻屑。15161220212382630313637j1-底座；2-振动筛固定架；3-排砂槽；4-支架；5-旋流器 总成；6-钻井液进出口总成；7-压力表；8-电动机ncs3oox2除砂器(2) 除泥器是第三级固控设备，工作原理和除砂器一样，只是工作范围不同，除泥器 所处理泥浆是除砂器溢流泥浆，旋流器直径在100-150mm ,清除约95%大于44pm的钻屑和约50%大于15pm的钻屑。1-溢流管；2-进液管；3-旋流器组；4-电机;5-支架；6-细目振动筛；7-底座zqj125x8除泥清洁器(3) 清洁器：除砂除泥

8、器下接超细网振动筛，将底流的部分再分离，回收一部分重晶 石。筛网一般在100-325目之间。特别注意：(1 )除泥清洁器可除去12-13 pm的重晶石，不宜处理加重泥浆；当处理非 加重钻井液时，可不开振动筛。（2）振动筛 工作时，只用一根皮带，皮带轮上的两个皮带 槽是用来调速的。（3）勤冲洗筛面及筛架、 流砂槽，防止砂堵。3、离心机离心机是第四级固控设备，泥浆中的固相按颗粒大小梯度沉降，清质的泥浆母液回流到 罐内，离心机的分离点高速为2-5pm ,中速为 10-15pmo离心机的工作效率比较高，离心机最初引进石油钻井是因为在加重泥浆中离心 机能增加泥浆密度的同时可以降低粘度，还可 以节约大量的

9、泥浆药品，后来实践中离心机的除固相性能表现的很突出，而增密度降粘度的独有性能在现场并没有得到普及运用。主要用在加重钻井液中回收重晶石和清除细小固相及胶体，在非加重钻井液中清除钻屑，也可用离心机对旋流器的底流排除物进行二次分离，回收液相，清除钻屑。离心机卜二1离心机的转速和容量对处理量和分离粒度有很大影响。工作转速3250rpm，处理量6l/s的高速离心机，对水基加重钻井液可分离重晶石至2pm ,钻屑至3pmo而工作转速为 2500rpm时,可分离重晶石至6pm ,钻屑9p mo工作转速为1900rpm,可分离钻屑至10-12 pmo类型转速rpm离心力g处理量m3/h中分点pm重晶石回1600

10、-1800500-7002.3-947收离心机大处理量1900-2200800234957表2离心机分类及性能a二彳离心机高速离心机2500-30001200-210015-2525特别注意:（1）使用前，用手转动主电机三角皮带轮，要求转动离心机二圈，若手感有阻力，应查找原因并解决。（2）先启动辅驱 动电机。（3）停机时，打开清水闸门向机内 供水进行清洗，持续5min左右停机。停机期间，清水继续注入机内3min左右再开机运转，重复上述过程23次，以彻底清除内腔杂物。（4）根据钻井工艺需要，可选择中速、高速离心机单独或联合运转。（5）高速和中速离心机应安装在不同的泥浆储仓上。4、除气器能有效地控

11、制钻井液的气侵，避免由于气侵钻井液的再循环导致钻井泵的气锁，引发井 喷事故；可以安全有效的排除有毒有害和易燃气体。只是，不直接参与钻井液的固相控制特别注意：（1 ）启动前，将排液管及吸 入管的末端同时进入泥浆中，否则将无法工作。12_3456_781 真空罐;2底座;3真空控制阀;4主电机；5真空泵;6-防爆起动器；7-气水分离器；弘真空泵进水软管；9-排气口； 10-排液口； 11-吸入口zcq1-4真空除气器、固控设备配置原则仁 对加重的钻井液，回收重晶石经济，其中第一级振动筛对固相控制极为重要，若使用细筛网，经济效益高。如能用200目以上的 筛网，可省去清洁器。若用粗筛网，可用清洁 器除

12、去砂子，但可能会损失部分重晶石。2、离心机：中速离心机主要是降低粘度,另是回收重晶石。咼速离心机适用于昂贵的加重油基钻井液,分离清除细颗粒。3、钻井液净化系统的常规组合根据钻井液化学性能的不同和钻井工艺需求，目前钻井液固相处理一般分以下几种：(1 )一级固控(振动筛)(2 )二级固控(振动筛+除砂除泥一体清洁器)(3 )三级固控(振动筛+除砂除泥一体清洁器+离心机)(4 )四级固控(振动筛+除砂除泥一体清洁器+中速离心机+高速离心机)五、固控系统流程示意图1、用于试修井或非加重泥浆的二级固控出口泥浆*泥浆固相w 8pm 丿一体清洁器（第二级）:1.除砂器：清除直径在44-74 y m之间的岩屑

13、振动筛（第-级）： 、石青除直径74 u m岩屑泥浆固相w 74pm2、除泥器：清除直径在&44nm之间的岩屑2、用于处理少量细微固相泥浆的三级固控泥浆固相w 74 p离心机（第三级）： 清除直径在2-15piti 之间的岩屑泥浆固相w 8um仁除砂器：清除直径 在44-74 p m之间的岩屑2.除泥器：清除直径泥浆一体清洁器（第二级）:振动筛（第一级）:清除直径74 nm岩屑（200目筛网）泥浆固相< 2u m在&44u m之间的岩屑3、用于处理大量细微颗粒非加重泥浆的四级屈（200目筛网）2.除泥器：清除直径 在8-44 u m之间的岩屑、之间的岩屑k泥浆固相w 74

14、um一体清洁器（第二级）：1、除砂器：清除直径 在44-74 u m之间的岩屑离心机（第三、四级）：清除直径在2-15 u m振动筛（第一级）:清除直径74 um岩c；泥浆固相固控4、用于回收重晶石粉和处理大量细微颗粒的四级固控出口重晶石粉相中速离心机（第三级）:泥浆固相w 74卩”清除直径2um的固泥浆将直径在1074 p m之间的重晶石粉分离后入罅泥浆固相高速离心机（第四级）:振动筛（第一级人 清除直径74u m 岩屑（200目筛网）六、使用与维护正确使用钻井液净化与固控设备的思路如下：仁 按照操作使用维护说明书进行使用与维护。2、参照公司网页（装备处）如何正确使用钻井液净化与固控系统等三篇资料抓好钻 井液净化与固控设备的管理与使用。3、强化“四懂三会”基本技能，落实“十字作业”设备管理、使用与维护方法。“四懂三会”：懂原理、懂构造、懂用途、懂性 能，会操作、会维护、会排除故障 “十字作业”：清洁、润滑、紧固、调整、防腐4、钻井液固控设备工作环境极其恶劣，特别关注清洁管理。5、冬季施工时，执行设备冬季操作规程。参考文献:如何正确使