正確使用固控系統(tǒng)小手冊

1、（內(nèi)部材料注意保存）中國石油川慶鉆探工程有限公司主編：許保華張洪編輯:譚剛強(qiáng)岳硯華孟軍雒建勝李勇秦建忠張建卿雍明政朱占林肖廣平周懷安羅輝沈凡兒主管：中國石油川慶鉆探工程有限公司主辦：川慶鉆探工程有限公司裝備處出版時間：20笛年10月聯(lián)系方式：許保華，02886014308xubaohua69認(rèn)知固控設(shè)備鉆井液凈化與固相控制的意義二、鉆井液固相分類及對鉆井的影響5三、鉆井液凈化與固控設(shè)備k振動篩72、除砂除泥清潔器93、離/卜0>124、除氣器16、固控設(shè)備配置原則五、固控系統(tǒng)流程示意圖20六、使用與維護(hù)24參考文獻(xiàn)：26認(rèn)知固控設(shè)備泥漿清潔有必要, 固控設(shè)備要用好;四懂三會須掌握, 十字

2、作業(yè)基礎(chǔ)靠。-xx.刖 b鉆探工程是集鉆井工藝、裝備技術(shù)及環(huán)保多專業(yè)一體的系統(tǒng)工程，每個環(huán)節(jié)都應(yīng)在規(guī)范 內(nèi)受控并得以正確使用。鉆井液作為鉆井工程 的血液，其性能好壞直接影響到井筒工程質(zhì) 量，提高鉆井液凈化與固控設(shè)備的管理與使用 水平至關(guān)重要。在總結(jié)以往使用鉆井液凈化與 固控設(shè)備經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)廣泛征求機(jī)關(guān)相關(guān) 技術(shù)部門、川西鉆探等單位和有關(guān)專家的意見 后，特編制正確使用鉆井液凈化與固控設(shè)備 冊子，以旨提升鉆井液凈化與固控設(shè)備的管理 與使用水平。在編寫過程中，得到公司領(lǐng)導(dǎo)的直接關(guān)懷 與指導(dǎo)，得到工程技術(shù)部門、川西鉆探、川東 鉆探、長慶鉆井、塔里木工程公司、鉆采院等 單位（部門）專家的大力支持，裝

3、備處各位同 事一起參與了此次編寫工作，在此一并表示衷 心的感謝。對引用文獻(xiàn)的作者表示誠摯的敬o由于經(jīng)驗不足，水平有限，正確使用鉆井液凈化與固控設(shè)備冊子內(nèi)容和結(jié)論難免存 在一些問題，特請將意見反饋裝備處，我們會 及時加以修正。一、鉆井液凈化與固相控制的意義科學(xué)的鉆井液凈化與固相控制具有廣泛的意義：仁保護(hù)油氣層；2、降低鉆井扭矩和摩阻；3、降低環(huán)空抽吸的壓力波動；4、降低壓差卡鉆的可能性；5、提高鉆井速度，延長鉆頭壽命；6、提高鉆井液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命；7、增加井眼穩(wěn)定性；8、改善下套管條件；9、減輕環(huán)境污染；10、降低鉆井費(fèi)用。數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在低密度范圍內(nèi)，鉆井液中相含量每減少1%（相當(dāng)于鉆井液

4、密度下降 0.016g/cm3），在軟地層機(jī)械鉆速可提高8%左 右鉆頭消耗可降低一半。如果篩網(wǎng)能用到200 目，或用到325目，就可完全省去除砂除泥清 潔器，大大簡化固控系統(tǒng) 二、鉆井液固相分類及對鉆井的影響根據(jù)api規(guī)定，按固相粒度大小分成三粘土（或膠體） 粒度小于2pm泥粒度介于274pm砂粒度大于74pmapi對重晶石粒度的規(guī)定：小于74pm的 粒度應(yīng)占到97%，其中，小于44pm的粒度應(yīng) 占到94% ;對于膨潤土，小于74pm的粒度應(yīng) 該有96%以上。顆粒大小對鉆井液性能的影響主要取決于顆粒表面積的大小，表面積大，吸附的水就 多。這不但增加了清除的困難，還使表面積增 大。無疑會增加用水

5、量，流動性變壞。三、鉆井液凈化與固控設(shè)備鉆井液凈化與固控設(shè)備主要包括振動篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)等，其巖屑顆粒分離 性能見表1o表1各種固控設(shè)備分離能力凈化固控設(shè)備分離顆粒尺寸（pm ）標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)振動篩（60-10目）>250細(xì)網(wǎng)振動篩（20060目）74-250特細(xì)網(wǎng)振動篩（325-200目）44-74除砂器44-74除泥器844中速離心機(jī)（2200rpm ）10-15高速離心機(jī)（3000rpm ）251振動篩振動篩是第一級固控設(shè)備，擔(dān)負(fù)清除大量鉆屑的任務(wù)，工作性能的優(yōu)劣直接影響后幾級固控設(shè)備的工作效果和泥漿體系質(zhì)量。分圓 型，普通橢圓型，直線型（易篩糊） 圓型（集圓型和直線型優(yōu)點，處

6、理量是直線型 的2030% ） o振動篩的選擇依據(jù)不低于泵排量與鉆井巖屑量的和。實際應(yīng)用中，主要考慮需處理量和排泥流 暢情況，以適應(yīng)高目數(shù)篩網(wǎng)的使用，正常工作 能達(dá)到120目以上；應(yīng)用中易出現(xiàn)篩糊（或橋 篩）和堵篩（或砂堵）情況。網(wǎng)孔尺寸越小， 鉆井液粘度越大，篩糊現(xiàn)象越嚴(yán)重。特別注意：(1)篩網(wǎng)的張緊程度必須按 要求執(zhí)行。否則，可從7-10天的壽命降至2-3 小時；(2)及時清洗篩網(wǎng)。(3)通常鉆井條 件下，篩箱工作角度應(yīng)在上下2。之間，以便使液池末端正好接近第二張篩網(wǎng)的中間部位2、除砂除泥清潔器(1) 除砂器是第二級固控設(shè)備，工作原理是旋流器的離心分離與重力排砂相結(jié)合，通 常配置旋流器直徑

7、在150-300mm ,清除約95%大于74pm的鉆屑和約50%大于44pm的鉆屑。15161220212382630313637j1-底座；2-振動篩固定架；3-排砂槽；4-支架；5-旋流器 總成；6-鉆井液進(jìn)出口總成；7-壓力表；8-電動機(jī)ncs3oox2除砂器(2) 除泥器是第三級固控設(shè)備，工作原理和除砂器一樣，只是工作范圍不同，除泥器 所處理泥漿是除砂器溢流泥漿，旋流器直徑在100-150mm ,清除約95%大于44pm的鉆屑和約50%大于15pm的鉆屑。1-溢流管；2-進(jìn)液管；3-旋流器組；4-電機(jī);5-支架；6-細(xì)目振動篩；7-底座zqj125x8除泥清潔器(3) 清潔器：除砂除泥

8、器下接超細(xì)網(wǎng)振動篩，將底流的部分再分離，回收一部分重晶 石。篩網(wǎng)一般在100-325目之間。特別注意：(1 )除泥清潔器可除去12-13 pm的重晶石，不宜處理加重泥漿；當(dāng)處理非 加重鉆井液時，可不開振動篩。（2）振動篩 工作時，只用一根皮帶，皮帶輪上的兩個皮帶 槽是用來調(diào)速的。（3）勤沖洗篩面及篩架、 流砂槽，防止砂堵。3、離心機(jī)離心機(jī)是第四級固控設(shè)備，泥漿中的固相按顆粒大小梯度沉降，清質(zhì)的泥漿母液回流到 罐內(nèi)，離心機(jī)的分離點高速為2-5pm ,中速為 10-15pmo離心機(jī)的工作效率比較高，離心機(jī)最初引進(jìn)石油鉆井是因為在加重泥漿中離心 機(jī)能增加泥漿密度的同時可以降低粘度，還可 以節(jié)約大量的

9、泥漿藥品，后來實踐中離心機(jī)的除固相性能表現(xiàn)的很突出，而增密度降粘度的獨有性能在現(xiàn)場并沒有得到普及運(yùn)用。主要用在加重鉆井液中回收重晶石和清除細(xì)小固相及膠體，在非加重鉆井液中清除鉆屑，也可用離心機(jī)對旋流器的底流排除物進(jìn)行二次分離，回收液相，清除鉆屑。離心機(jī)卜二1離心機(jī)的轉(zhuǎn)速和容量對處理量和分離粒度有很大影響。工作轉(zhuǎn)速3250rpm，處理量6l/s的高速離心機(jī)，對水基加重鉆井液可分離重晶石至2pm ,鉆屑至3pmo而工作轉(zhuǎn)速為 2500rpm時,可分離重晶石至6pm ,鉆屑9p mo工作轉(zhuǎn)速為1900rpm,可分離鉆屑至10-12 pmo類型轉(zhuǎn)速rpm離心力g處理量m3/h中分點pm重晶石回1600

10、-1800500-7002.3-947收離心機(jī)大處理量1900-2200800234957表2離心機(jī)分類及性能a二彳離心機(jī)高速離心機(jī)2500-30001200-210015-2525特別注意:（1）使用前，用手轉(zhuǎn)動主電機(jī)三角皮帶輪，要求轉(zhuǎn)動離心機(jī)二圈，若手感有阻力，應(yīng)查找原因并解決。（2）先啟動輔驅(qū) 動電機(jī)。（3）停機(jī)時，打開清水閘門向機(jī)內(nèi) 供水進(jìn)行清洗，持續(xù)5min左右停機(jī)。停機(jī)期間，清水繼續(xù)注入機(jī)內(nèi)3min左右再開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程23次，以徹底清除內(nèi)腔雜物。（4）根據(jù)鉆井工藝需要，可選擇中速、高速離心機(jī)單獨或聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。（5）高速和中速離心機(jī)應(yīng)安裝在不同的泥漿儲倉上。4、除氣器能有效地控

11、制鉆井液的氣侵，避免由于氣侵鉆井液的再循環(huán)導(dǎo)致鉆井泵的氣鎖，引發(fā)井 噴事故；可以安全有效的排除有毒有害和易燃?xì)怏w。只是，不直接參與鉆井液的固相控制特別注意：（1 ）啟動前，將排液管及吸 入管的末端同時進(jìn)入泥漿中，否則將無法工作。12_3456_781 真空罐;2底座;3真空控制閥;4主電機(jī)；5真空泵;6-防爆起動器；7-氣水分離器；弘真空泵進(jìn)水軟管；9-排氣口； 10-排液口； 11-吸入口zcq1-4真空除氣器、固控設(shè)備配置原則仁 對加重的鉆井液，回收重晶石經(jīng)濟(jì)，其中第一級振動篩對固相控制極為重要，若使用細(xì)篩網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)效益高。如能用200目以上的 篩網(wǎng)，可省去清潔器。若用粗篩網(wǎng)，可用清潔 器除

12、去砂子，但可能會損失部分重晶石。2、離心機(jī)：中速離心機(jī)主要是降低粘度,另是回收重晶石。咼速離心機(jī)適用于昂貴的加重油基鉆井液,分離清除細(xì)顆粒。3、鉆井液凈化系統(tǒng)的常規(guī)組合根據(jù)鉆井液化學(xué)性能的不同和鉆井工藝需求，目前鉆井液固相處理一般分以下幾種：(1 )一級固控(振動篩)(2 )二級固控(振動篩+除砂除泥一體清潔器)(3 )三級固控(振動篩+除砂除泥一體清潔器+離心機(jī))(4 )四級固控(振動篩+除砂除泥一體清潔器+中速離心機(jī)+高速離心機(jī))五、固控系統(tǒng)流程示意圖1、用于試修井或非加重泥漿的二級固控出口泥漿*泥漿固相w 8pm 丿一體清潔器（第二級）:1.除砂器：清除直徑在44-74 y m之間的巖屑

13、振動篩（第-級）： 、石青除直徑74 u m巖屑泥漿固相w 74pm2、除泥器：清除直徑在&44nm之間的巖屑2、用于處理少量細(xì)微固相泥漿的三級固控泥漿固相w 74 p離心機(jī)（第三級）： 清除直徑在2-15piti 之間的巖屑泥漿固相w 8um仁除砂器：清除直徑 在44-74 p m之間的巖屑2.除泥器：清除直徑泥漿一體清潔器（第二級）:振動篩（第一級）:清除直徑74 nm巖屑（200目篩網(wǎng)）泥漿固相< 2u m在&44u m之間的巖屑3、用于處理大量細(xì)微顆粒非加重泥漿的四級屈（200目篩網(wǎng)）2.除泥器：清除直徑 在8-44 u m之間的巖屑、之間的巖屑k泥漿固相w 74

14、um一體清潔器（第二級）：1、除砂器：清除直徑 在44-74 u m之間的巖屑離心機(jī)（第三、四級）：清除直徑在2-15 u m振動篩（第一級）:清除直徑74 um巖c；泥漿固相固控4、用于回收重晶石粉和處理大量細(xì)微顆粒的四級固控出口重晶石粉相中速離心機(jī)（第三級）:泥漿固相w 74卩”清除直徑2um的固泥漿將直徑在1074 p m之間的重晶石粉分離后入罅泥漿固相高速離心機(jī)（第四級）:振動篩（第一級人 清除直徑74u m 巖屑（200目篩網(wǎng)）六、使用與維護(hù)正確使用鉆井液凈化與固控設(shè)備的思路如下：仁 按照操作使用維護(hù)說明書進(jìn)行使用與維護(hù)。2、參照公司網(wǎng)頁（裝備處）如何正確使用鉆井液凈化與固控系統(tǒng)等三篇資料抓好鉆 井液凈化與固控設(shè)備的管理與使用。3、強(qiáng)化“四懂三會”基本技能，落實“十字作業(yè)”設(shè)備管理、使用與維護(hù)方法?！八亩龝保憾?、懂構(gòu)造、懂用途、懂性 能，會操作、會維護(hù)、會排除故障 “十字作業(yè)”：清潔、潤滑、緊固、調(diào)整、防腐4、鉆井液固控設(shè)備工作環(huán)境極其惡劣，特別關(guān)注清潔管理。5、冬季施工時，執(zhí)行設(shè)備冬季操作規(guī)程。參考文獻(xiàn):如何正確使