海洋模块钻机培训材料
第二部分：泥浆循环工艺和固控系统
随着钻井技术的发展,钻井液的各项性能指标已成为科学钻井的重要标志。钻井液是钻井过程的血液，它的作用是：清除并悬浮井底岩屑，携带至地面使其进行沉降；冷却钻头及钻具；形成低渗透泥饼并覆盖井壁；控制地层压力；承受部分套管和钻具的重量；保护井眼并提供井下资料；减少油层损耗；将水功率传递给钻头；防止钻具腐蚀等。固相控制系统通过物理方法清除钻井液中有害固相，调整钻井液的各项性能，储备钻井液，它的合理配备与使用对提高钻井速度、保护油气层、调整钻井液性能和降低钻井成本起着重要的作用。
高压泥浆系统的设计能为钻井操作提供最佳的性能。各台高压泥浆泵既能同时运行，又能根据钻井和维修的需要单独运行。从高压泥浆泵安全阀引出的泥浆排放管应是自排式的，否则，泥浆容易在排放管内沉积、堵塞，导致高压泥浆泵超压。正常钻进时的泥浆来自泥浆储存罐，从高压泥浆泵将吸入的泥浆增压后输送到高压泥浆立管管汇，经水龙带进钻杆后至井底，携带岩屑再从环空返回至喇叭口，进井口返回泥浆槽，经分流盒分流，振动筛除掉大的岩屑后流入泥浆处理罐，除气、除砂、除泥后返回泥浆罐循环使用。同时高压泥浆管汇泵出口也与节流压井管汇连接，用于井控作业。
一、固相控制系统的构成及配置参数
固相控制系统的构成
固相控制系统（简称固控系统）是钻机钻井时用来贮存、配置、循环和净化钻井液的重要装备。一般由钻井液罐和振动筛、除气器、除砂清洁器、除泥清洁器、离心机等必要的五级净化设备以及高架管路（从井口至振动筛）、钻井泵吸入管路、混合泵抽吸及排出管路、海水管路、钻进水管路、基油管路、中压钻井液枪管路、剪切泵抽吸及排出管路、罐底连通管路、补给管路、排放管路等多种管路组成。系统还配有钻井液补给装置、加重漏斗、加重泵、除砂泵、除泥泵、剪切泵、补给泵、基油泵、搅拌器等辅助设备。另外，还配有走道、梯子、栏杆等安全防护装置。它可以有效地除去钻井液中大于5－15 m的有害固相，保留有用固相，为钻井作业提供优质的钻井液。
固控系统的主要配置参数
为了保障钻井工况对钻井液质与量的需要，不同型号的钻机在固控系统配备上（固控罐的容积、设备配置、流程布置等）有区别。
根据SY/T6223－2005《钻进液净化装置的使用和维护》中的内容，4000m——7000m
钻机的主要性能参数及设备配置如下：
在固控系统的设计要求中，通常泥浆罐的有效容积为总容积的75%。泥浆罐的设计需要达到以下的要求：
①、泥浆罐应能容纳钻井过程中钻井液的最大循环量；
②、泥浆罐的整体强度应能满足吊装、运输和使用密度为2.5g/cm3的钻井液的
要求；
③、罐内各舱间应根据工艺流程要求，设置溢流口和带底部阀的连通管；
④、每个隔舱应设有清砂口，开口下边缘应与罐底平齐可低于罐底；
⑤、所有的密封件需要满足耐油、耐酸碱、碱H2S，能满足使用各种钻井液的要
求。
在固控系统的设计要求中，需要配置相应的泥浆处理设备，按照SY/T6223－2005《钻进液净化装置的使用和维护》的要求，固控设备的选型需要遵循以下的原则：
①、振动筛：处理量应为钻井泵最大总排量的100%～125%；
②、除气器：处理量应为钻井泵最大总排量的100%～125%；
③、除砂器：处理量应为钻井泵最大总排量的100%～125%；配置的砂泵和电机
应满足上述能力；
④、除泥器：处理量应为钻井泵最大总排量的100%～125%，配置的砂泵和电机
应满足上述能力；
⑤、离心机：处理量通常为钻井时最大排量的5%～10%；
二、结构及工作原理
固控系统主要由一组储存钻井液的固控罐及用于清除钻井液中有害固相的一组设备组成，储存钻井液的固控罐又分为循环罐与储备罐两部分。循环罐作为钻井液地面循环的一部分，罐面上安装有震动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、离心机等用于净化钻井液的设备。储备罐是根据钻井工况的需要配制不同性能的钻井液，或储存可能用于不同钻井工况的钻井液。
钻井液在系统中的净化过程
1、一级净化
即泥浆在振动筛的处理。配制好的钻井液在钻井泵的作用下进入井底，并携带钻进岩屑返回地面，经过井口高架管进入振动筛，将钻井液中较大的岩屑筛分出来。
2、二级净化
当钻井液有气浸时，可通过真空除气器的作用将钻井液中的气体清除，从而恢复钻井液密度、稳定钻井液粘度。
3、三级净化
二级净化后的钻井液经除砂器供液泵进入除砂器，钻井液中40--60μm 以上的细小有害固相在除砂器里被分离出来。
4、四级净化
三级净化后的钻井液经除泥器供液泵进入除泥器，钻井液中15--40μm 以上的细小有害固相在除泥器里被分离出来。
5、五级净化
四级净化后的钻井液经离心机供液泵进入离心机，离心机将钻井液中5--15μm微小的颗粒分离出来。
通常五级净化是同时进行的。如果只进行其中一项或几项净化，钻井液参数就能满足作业要求时，可以只进行这一项或这几项净化。钻井液的净化过程完成后，钻井液即可进入下一个正常的钻井循环。
系统的工艺流程
钻井液固相控制系统是通过不同的管路来完成钻井液的配制和输送的。
1.高架管路：将从井口返出的钻井液输送到循环罐区一级净化设备。通常，泥浆
返回管的直径不得小于12″，5000m以上的钻机使用的返浆管通常不小于14″，由于在一开时泥浆中常常携带有较大的泥饼，为防止管路堵塞，返浆管路需要保持不小于3°的斜度。若使用圆管作为返浆管，需要在其上方开有窗口以便于进行清理。在泥浆返回安装泥浆流量计以测量井底的泥浆返回总量和流速。
2.钻井泵吸入管路：同活动罐连通，罐内钻井液经吸入管路进入钻井泵。通常情
况下，钻井泵的吸入管路包括钻井泵自吸管路和补给泵的补给管路，但也可以只选择一种类型。在小模块钻机的设计中，以崖城13－1钻机模块为例，只设计有灌注的补给管路。在钻井泵的吸入管路中，需要设计有泥浆滤网，以过滤泥浆中的较大颗粒和其它杂质。吸入管路在各泥浆舱中的吸入口离罐底的高度通常保持200mm-300mm的距离。
3.钻井泵的泄压管路：钻井泵安全阀出口管路的管路和修理钻井泵时需要将泥浆
泵液力端的的高压泥浆的释放管路。管路的出口排放到较近的泥浆舱室中，应尽量减少管路的管曲，便于压力泥浆的释放。
4.混合泵吸入及排出管路：泥浆罐内的钻井液被混合泵吸入，与混合漏斗相连通，
经混合漏斗加料配置后，输送到不同的固控罐中。混合泵可以分别吸入不同固控中的钻井液并输送到不同的固控罐中，以保障不同钻井工况的需要。在海洋模块钻机的配置中，通常设计有两套配浆管路，一套用于从钻机的灰罐系统通过缓冲罐进行加料配浆；一套用于在钻进过程中的散料包加料进行补浆。
5.海水管路：从平台的海水管路接入，并通往参与配浆的各个舱室。在钻井过程
中用以配置钻井泥浆。
6.钻井水管路：从平台的钻井水罐接入，并通往参与配浆的各个舱室。在钻井过
程中用以配置钻井泥浆或冲洗泥浆罐。
7.基油管路：使用基油泵从基油罐中抽出基油，并输送到各个参与配浆的舱室中，
在钻井过程中使用油基泥浆时用以调制油基泥浆。
8.中压钻井液枪管路：钻井液通过钻井泵增压后，通过液枪管路输送给中压钻井
液枪，对沉积在固控罐底部的沉积物进行冲刷并使之与钻井液充分混合。在清仓时冲刷罐底部沉砂，以防止岩屑沉积在固控罐中。由于近年来的的模块钻机上选用的搅拌器通带有底部的搅拌页片，因此泥浆枪管路在设计中已基本取
消。
9.罐底连通管路：罐底连通管路的作用是分别连通每两个相邻的泥浆舱室，有直
接连通管路和平衡液管路两种方式。
10.剪切泵吸入及排出管路：高分子聚合物钻井液经剪切泵到剪切漏斗，经剪切漏
斗配置后，输送到不同的固控罐中。此部分管路属于可选配的管路，在海洋模块钻机中此部分管路通常不再配置。
11.补给管路：起钻时，补给泵将固控罐中的钻井液补充灌注到井内来平衡地层压
力。
12.罐底排放管路：在泥浆处理系统各舱室的底部设置排口，通到排放总管将岩屑
或废弃泥进行排海或收集运回陆地。在罐底排放管路上，通常设计有海水冲洗管路用以冲刷
三、主要固控设备
振动筛
振动筛是固控系统中最重要的净化设备，作为钻井液的第一级净化，其作用是将从井口返出的钻井液中大于70μm的较大颗粒除去，并且不产生破碎，以便下一级净化设备对钻井液进一步净化。振动筛性能的优劣除直接影响第一级处理的质量外,对下级净化处理设备性能的发挥也有很大的影响。
工作原理和作用：振动筛主要由筛架、筛网激振器、减振元件等组成，通过机械振动把大于网孔的固体和通过吸附作用将部分小于网孔的固体筛离出来。从井口返出的钻井液由进料槽流向振动着的筛网表面，固相从筛网尾部排出，含有小于网孔固相的液相透过筛网流入在用钻井液系统，从而完成分离。
现在国内常用的振动筛其结构、工作原理基本相同，即通过电动机带动偏心轴高速旋转，偏心轴旋转时产生强大的离心力作用于弹性振子，使固定在框架上的不锈钢筛布以较高的频率振动，筛出钻井液中较大的岩屑。下面介绍国内常用的几种振动筛的结构、工作原理、安装使用、维护保养及常见故障的原因分析。
1 S230-3特迹振动筛
1）振动筛的组成
特迹系列钻井液振动筛是由筛箱总成、电动机及支架总成、钻井液进筛槽、底座、皮带护罩等部分组成。筛箱上装有振动轴，振动轴两端装有经平衡的激振器总成，振动轴一端激振器外侧装有皮带轮总成。电动机轴上装有电动机皮带轮总成。用三角皮带将两皮带轮总成联接传递动力。
2）激振原理
激振器由轮毂、连杆机构、压簧、压盖、主副偏心块组成。激振器安装在振动轴两端，其旋转中心即为振动轴的轴心线，当振动轴的转速小于440rpm或处于静止状态时，由于压簧的作用，主副偏心块处于闭合位置，此时激振器的重心与旋转中心重合，不产生离心力，因此筛箱不产生振动。当振动轴的转速大于440rpm时主副偏心块开始甩开，激振器的重心偏离旋转中心而产生离心力，筛箱开始产生振动。随着振动转速的增加，主副偏心块张开角度也随之增大，离心力也逐步增大，筛箱振动加剧。当振动轴转速达到580rpm时，主副偏心块张开最大位置。当振动轴转速达到额定转速时，激振器离心力达到最大值，筛箱处于稳定振动状态，开始正常工作。当结束工作，电机断电后，随着振动轴转速的降低激振器离心力逐渐减小，当转速降低到580rpm时，主副偏心块开始合拢，激振器的离心力迅速减小；当转速降低到略小于440rpm时，主副偏心块在压簧的作用下立即合拢，激振器离心力很快降到零，筛箱即可停止振动。因此使用此激振器可使筛箱起动、停止平稳；降低电机起动电流，防止烧电机。
3）特迹点的振动轨迹
根据钻井液振动筛的使用情况，筛箱侧板上位于筛网水平位置的三个点为特征点：第一点选在钻井液进口端，第二点选在激振器旋转中心的铅垂线上，第三点选在钻井液的出口端。产生这种特殊轨迹的原因是由于激振器的旋转中心与筛箱质心的相对位置所决定的。
4）特迹系列钻井液振动筛的特点
由于激振器旋转中心与筛箱质心的特殊相对位置关系而产生的特殊振动轨迹，使得钻井液出口端振幅大，抛掷指数大，筛分效果好，钻屑排出速度快，筛网寿命高。
钻井液进筛槽上的延伸槽可单独从整机中拆卸下来，便于筛箱总成的吊装或更换隔震弹簧，调节延伸槽上的手柄能使钻井液按要求分布在筛网上，减小钻井液对筛网的冲力，从而提高筛网寿命。
钻井液进筛槽上设有直通阀，使钻井液不经过筛箱，便于特殊作业；钻井液直通阀采用60°锥形阀体与阀座密封，用拉杆提放阀体，开关方便，密封可靠；实现钻井液大小循环的变换十分方便。钻井液进筛槽中还设有活动闸板和导流板，用密封进液时将其装上，可提高筛网寿命，用上部方槽进液时将其卸掉，便于清理槽底。
筛网采用面筛网与衬筛网紧叠粘压而成，然后压制钩边，张紧均匀可靠，更换筛网方便，采用两张筛网串联，那块筛网损坏换那块，可节约筛网。
采用重锤调节式激振器，电动机起动负荷小，起动与停车平稳，调节激振力和振幅方便。
皮带轮内孔为锥形，通过锥形套和键与轴端联接，装拆方便。
高底座双联筛的钻井液流动槽和爬犁，根据需要均设有暖气管线，适于高寒地区作业和搬迁。
5）S230-3型振动筛安装使用
S230-3型系列特迹系列振动筛的正确安装与使用是十分重要的，应遵循以下几点：
特迹振动筛安装必须平稳，避免左右倾斜，严防钻井液进筛端低而钻屑排出端高。振动筛底座的四角决不能悬空，以便消除噪音，使振动筛平稳地工作。
接电源前，必须先将每个筛箱四个弹簧座上面固定筛箱的M20×110的螺栓卸掉，否则开机后筛箱与底座会同时产生剧烈振动，使振动筛不能正常工作。将螺栓卸掉后放好，以备再用。
张紧筛网时先紧皮带轮一侧的张紧螺母，使钩板处于铅垂位置，再紧另一边的张紧螺母。张紧筛网应分两步进行。第一步预张紧；一边拧张紧螺母一边用手压迫筛网，直到手感筛网各处松紧适度，有一定刚性为止，开机试运转，筛网与筛架应同步振动，不能出现脱离现象。第二步重复张紧：试运转3-5分钟后停机，再适当紧螺母，直到手压筛网感到各处刚性适度为止，最后检查每条张紧弹簧，其压缩量应基本相等，但决不能将张紧簧压密合。
振动轴的皮带轮和电机轴的皮带轮均采用塔轮结构，有两种传动比可供选用，当直径匹配为Φ206与Φ224时，振动轴转速为1252rpm；当直径匹配为Φ190与Φ240时，振动转速为1068rpm，可以方便的调整振动筛激振力。
电机的转向与皮带护罩上箭头所指方向一致，否则钻屑将在筛网上逆向运动而不能排出。清理筛网上的积屑时，切忌使用铁锹以免筛网被铲破。
建议最好采用下部密封管使钻井液进入筛槽，有利于提高筛网寿命。
6）S230-3型振动筛维护和保养
多台振动筛最好交替使用，对提高轴承、筛网和其它零部件的寿命将是有益的。
停筛时，应及时用清水冲洗筛网，并用毛刷刷干净筛网上的钻井液和嵌在网孔内的砂粒。
在使用中，如发现有钻井液糊网现象发生，应及时进行洗刷。
每24小时应向润滑油杯加黄油一次。定期检查筛箱侧板螺栓，如有松动，及时紧固。
吊装时，严禁脚踩和砸压筛网，运输过程中筛网上严禁存任何物品。吊装和运输前必须用4条M20×110的螺栓将筛箱与底座固定，防止筛箱剧烈振动和跳开。
皮带张紧适度，以不打滑和不产生剧烈跳动为宜。停机时，应随时检查皮带松紧程度,及时调整。
电机和振动轴的皮带轮均为铸铁件，它们通过锥套和键与轴端连接。装卸时切忌用力敲打，以防破碎。为此，在锥套端面设有顶丝3—M12和紧固螺栓3—M8，拆装方便，更换容易。
在起下钻过程中振动筛已停止运转，而且由于钻井液长时间没有循环，粘度往往高达100μ以上，这时应将钻井液进筛槽中的直通阀打开，并同时关闭振动筛进口端的插板，防止高粘度的钻井液流到筛面上将筛网糊死。如果因插板关闭不严，有钻井液进筛网，应及时用清水冲洗筛网。
2 “眼镜蛇”振动筛
1）结构及工作原理
“眼镜蛇”振动筛主要由三个系统组成：筛箱和角度调节系统、激振系统、筛网锁紧系统，该振动筛是直线轨迹筛，设计独特的筛箱可提供最大的透筛率并使筛出的固相更加干燥，。
筛箱上安装的专利筛网与一般振动筛相比有极大的先进性。通常情况下，第一张筛网位于水平位置，其上将浸没1-2英寸深的钻井液，钻井液池在筛网上产生均匀的液压，增大了第一张筛网的透筛能力。通常情况下，筛箱里浸没钻井液延伸到第二张筛网末端。第三张筛网是用来清除筛分过的固相颗粒中残存的钻井液。当液流波动或液流情况变化时，钻井液从第二张筛网末端跑到第三张筛网上，第三张筛网上的钻井液向后流向导流板，并且又形成一个液池，防止钻井液的流失。角度调节装置的角度调节范围，向上可调至3度，向下可调至-7度。当流量增大时，筛箱倾角可向上调节以增大液池深度，较深的液池可避免在大的流量下钻井液流失。
激振装置包括两个筒式激振电机，两个筒式激振电机使筛箱产生2～5.4g的激振力，振幅为3.2mm,激振力的大小可在定货时特别规定，以便于在生产过程中调整。
“眼镜蛇”振动筛的筛网张紧是由简单的机械夹紧装置即锤击式楔块装置，锤击式楔块可用锤子敲紧或撬进去，筛网张紧更加方便、简单。
2）安装使用
“眼镜蛇”振动筛是将底部的贮液槽和后面的进液槽整装运输的，没必要将设备焊接到支撑梁上，因为从弹簧支撑装置传出的振动几乎没有。支撑梁必须能够支撑振动筛3266公斤以上的重量。
放置设备时应使操作者能够在筛子两侧更换筛网。建议在筛子四周至少留出0.6m空间。设备间的走道和整机四周的通道很重要，以便于正常的维护和保养。
设备使用前准备：卸掉运输用的四个螺栓，并放在保险的地方备用；检查筛子上所有的螺母、螺栓和紧固件；检查调节筛箱倾角用的保险销，以确保它们都插入适当，并且两侧都在同一位置；连接电源；安装筛网。
电器连接：确认设备安装电压，以确保和电机工作电压相匹配；将和设备相连接的供电电缆断开并做出标识；安装电机的供电电缆；检查一下电压和接线，并确保连接紧固；启动电机，检查电机转向，电机的转向如何均可，但必须确保两电机转向相反。
筛网安装：如果钻井液正在循环，则打开进液槽上的泄浆阀；筛子振动时冲洗筛网；关闭筛子；卸掉筛箱两侧的锤击式楔块，以卸下筛网；卸掉筛盘，在安装新筛网前，清洗盘面；更换磨损或丢失的筛网密封条和支撑条（确认所有筛网密封条都在正确位置上，才能启动筛子）；小心放置新的预张筛盘，不允许筛盘上有挠曲现象；检查筛网在整个筛箱上是否水平，以及在安装中是否向前滑移；用锤子或撬杠将楔块楔紧，确保楔块紧固可靠。
3）“眼镜蛇”振动筛的启动和运转
设备在出厂前已经预置了适合大多数钻井条件的G力。设备安装完毕后需要调节筛网数目和筛箱角度。筛箱振幅通常情况下没必要调节。
（1）筛箱倾角
从调节盘上卸掉红色的保险销（要把两侧的保险销都卸掉）；用一侧的手轮调节筛箱角度，将另一侧也调至相同角度；当调到所要的筛箱角度时，重新插好保险销，必须确保两侧的保险销的孔位置相同。
通常钻井条件下，设备工作角度应在上下2度之间，以便使液池末端正好接近第二张筛网的末端。当从井底返回的钻井液中的固相较多、含有粘土或流量较大时，调大向上的倾角，可增大振动筛处理量，使固相更干燥。但也加快了筛网的磨损。通常当液池末端恰好接近第二张筛网末端时，切屑已被充分脱干。
（2) 筛网堵塞
如果筛网是装在筛子上，可用废布或布手套以圆形运动来擦拭筛面。如果筛网已经卸下来了，可用高压空气或高压水从下面吹。
盐水钻井液有时会导致在筛网的金属丝上出现钙沉积，随着金属丝上钙层厚度的增加，网孔将会堵塞，这样常常导致跑浆。通常用蒸汽来清洗沉积的钙质。
覆盖在筛网丝上的钻井液中的其它添加剂或化学药品可用酸性溶剂来稀释。把水和酸性溶剂以5：1的比例混合好来清洗筛网。注意：酸性溶剂对皮肤和眼睛有害，如果溅到皮肤、眼睛或衣服上可用水冲洗。
（3）筛箱振幅的调节
“眼镜蛇”振动筛振幅已经预置，使其在大多数工况下输送固相能力最大和筛网寿命最长。但为了适应特殊工作的需要，还可降低或增大筛箱的振幅。增大振幅有利于固相输送和增大钻井液处理量，但会影响筛网和电机轴承的寿命。减小振幅则正相反。
改变振幅应按以下步骤进行：关闭电源，并在电源上做出切断标识；卸掉电机上的四个护罩；旋转电机轴上每副平衡块中最外面的一个，来改变电机产生的激振力。松开平衡块上的锁紧螺栓，以松开外面的平衡块；将四副平衡块都放在最大激振力的相同百分比的位置；重新装上电机平衡块护罩；重新接上电机电源。
4）“眼镜蛇”振动筛维护保养
“马丁”激振电机的润滑指导：振动筛工作一个月后，应将电机上每个轴承润滑一次。当环境温度正常或较低时用kluber lsoflex NB52润滑脂。当环境温度高于50°C时用lsoflex Topas润滑脂（P/N46AY）。基本步骤：用抹布将润滑脂塞子周围的电机外壳擦干净；从激振电机上卸掉润滑脂塞子；将1/8"的润滑脂嘴装到激振电机上；（通常用新的润滑脂嘴，因为即使是很少量的，其它种类的润滑脂也将会与lsoflex润滑脂产生不良反应）；用润滑脂枪向每个润滑脂嘴内打入5.7克的润滑脂；卸掉润滑脂嘴，重新装上润滑脂塞子。
注意：不要将下个月的润滑脂也一同打入，太多的润滑脂将会损坏电机；不要将lsoflex 润滑脂与其它润滑脂混合；如果电机在工作3个月后未润滑，则向每个轴承打入28克润滑脂。
日常检查、维护和保养
检查六个锤击式楔块是否放置好；检查保险销是否在筛箱左右侧同一位置上；检查筛网是否有翘曲，必要时应修复或更换；检查筛网上的橡胶条和密封条是否磨损和破坏，必要时应更换；确保所有的螺母、螺栓、锁紧垫紧固可靠，尤其是电机上和紧固电机座板上的螺母、螺栓、垫片紧固可靠，不能有松动现象；监听是否有大的噪音或异常声音，尤其是轴承或金属间的碰撞声。
5）“眼镜蛇”振动筛常见故障与原因分析
3 S250-2型平动椭圆振动筛
1） S250-2振动筛的特点
S250-2型振动筛为平动椭圆振动轨迹：明显的降低了“筛堵”和“筛糊”现象，轨迹结合了圆筛和直线筛的基本优点，钻井液处理量比其它类型的振动筛高；关键部件采用美国马丁工程技术公司生产的高性能激振电机（MARTIN MOTOMAGNETIC ），该电机确保在恶劣的使用条件下仍可获得最佳性能，并具有很高的可靠性。
2）工作原理
在筛箱质心上侧，有两个相互成一定角度的激振电机反向旋转，可以在筛箱质心形成椭圆振动轨迹。调整电机的两端偏心块为适当的相位夹角，就可以在整个筛箱上形成平动椭圆振动轨迹。
3）安全和注意的事项
在进行维修电路的操作之前，必须断开电源，否则将造成严重的人身伤害或死亡事故；每月必须检查、紧固一次固定电机的螺栓，紧固力矩为48kgm；严格按照润滑说明进行操作，否则可能损坏设备；电机润滑必须采用说明书中明确要求的专用润滑脂，否则设备将严重损坏。
4）S250-2型振动筛技术参数
筛框：3张筛网结构；筛网面积：3×1.2×0.7=2.5 m2；可调筛箱角度：出口向下倾斜1°；出口向上倾斜3°；筛网类型：钩边筛网结构；筛网支撑：橡胶胶条支撑；筛网张紧：横向钩边螺栓快速张紧；运动轨迹：平动椭圆振动；轨迹椭圆度：1：3.5（可以根据用户使用的要求改变）；G 力：6.3 g（出厂设置90%激振力）；双振幅：6 mm（椭圆轨迹长轴）；水平速度：0.33 m/s。
5）S250-2型振动筛设备安装
钻井液振动筛的正确安装与使用是十分必要的，放置设备时，必须留出操作者能够在振动筛两侧更换筛网的位置。另外，设备必须在两个方向上保证水平，以确保钻井液分布均匀。不要在参振的筛箱上焊接或安装排砂槽。当电机已经安装并接线后，不得在筛箱上进行焊接。焊接将有可能导致电机绕组和轴承损坏。
接电源前，必须先将每个筛箱两侧的运输固定装置完全松开，旋转90度后紧固在底座工字钢上，
以备再次搬迁时使用；检查振动筛上所有的螺母、螺栓是否连接可靠；检查两个弹簧前座调整的高度是否一样。
6）安装筛网
如果钻井液正在循环，应打开进液槽的泄流阀；在振动筛运转时冲洗筛网；停机；松开紧固筛网的张紧螺栓时，不需要将螺母等零件完全卸下来。将张紧螺栓旋转90度，使其扁方从筛网钩板的长孔中退出，然后拿出筛网钩板，取出筛网；安装钩边筛网时，应彻底将其推到位，不能让筛网伸出。张紧筛网时,使没有安装张紧弹簧的一侧钩板张紧处于铅垂位置，再紧另一侧的张紧螺母。筛网与筛架应同步振动，不能出现脱离现象；如果使用筛网压架，必须保证压架上的胶条与筛框上的胶条紧紧压死，否则将缩短筛网的寿命，并且压架也很快磨损、断裂。
7） S250-2型振动筛操作使用
筛箱角度调节。首先松开前弹簧下座的锁紧手柄；转动手轮调节前弹簧下座的高度，另一侧与之协调；当调至所需要的筛箱角度时，拧紧转动手柄。
为了保证最佳的筛分效果和充分利用筛网面积，液池末端应当保证在第三张筛网的入口或中间部位。可以通过以下三种方法调节：a.调节筛箱的倾角。b.更换筛网的目数。c. 调节延伸槽的翻转板开启部位。
粘糊筛网的处理。当钻进过程中遇到难筛分的泥岩层时，泥层会糊在筛网上面不动，这时必须将水管接到筛箱前端的冲洗支撑管上进行冲洗。切忌使用铁锹，以避免铲破筛网；当大量与网孔尺寸相近的砂粒糊住筛网时，可以更换目数更高的筛网来解决问题。更换成粗筛网也可以解决此问题，但是大量的固相又回到循环系统中。一般钻到松散的含砂岩层时，经常要试验几种不同目数的筛网来减少筛糊现象。一般情况下，优先选取更细的筛网；在起下钻过程中由于钻井液长时间没有循环，粘度往往高达100μ以上，这时应将钻井液进筛槽中的直通阀打开，防止高粘度的钻井液流到筛面上将筛网糊死。
筛箱振幅的调节参见上节“眼镜蛇”振动筛的相应部分。
其它事项：钻遇砂岩和砾岩层时，振动筛的处理量明显增加。这时可以更换细目筛网，减轻下游固控设备的负荷；当遇到地层复杂，筛分效果变化较大的情况，可以通过调节延伸槽上不同位置的翻转板，来改变液流的位置；在保证钻井液不流失的情况下，尽量使筛箱的出口端低于入口端。这样可以防止筛分颗粒再次破碎，从而影响筛网寿命和处理效果。
8） S250-2型振动筛维护保养润滑
振动筛每累计连续工作两个月（运转1400h）后应将电机上每个轴承润滑一次，马丁电机的润滑参见上节相应部分。
巡回检查
检查所有的螺母、螺栓、垫片是否松动，尤其是电机上和紧固电机座板上的螺母、螺栓、垫片紧固可靠（每班检查一次），不能有松动现象；检查调节筛箱角度的前弹簧座是否清洁，调节灵活、可靠；检查筛网是否破损，必要时应更换筛网；检查筛箱上的胶条是否磨损和损坏，必要时应更换；监听是否有不正常的噪音。尤其是轴承啸声和金属撞击的声音。
9） S250-2型振动筛通常使用规范
通常应当使用相同目数的三张筛网。钻屑分离点一般是根据粗筛网的目数决定。如果需要安装粗筛网，它应当安装在钻屑的排出端；当遇到坚硬黏土和粘性很高的地层时，采用细目筛网（50，
70，80目）比粗筛网（20，30，40目）更合适，因为细目筛网的表面更加光滑，而且较大的网孔更容易被黏土堵住。虽然使用细目筛网可能产生处理量不够的问题，但是更多的情况下使用细目筛网可以解决问题；由于钻井速度和井底情况不同，因此，可以通过调整筛箱角度来改变固相的传输速率；使用进液槽出口端的翻转板可以改变筛网上液面的形状，调整翻转板可以减少液面的马蹄形状，以增加有效筛分面积；如果需要更换钻井液或者在钻井液中添加水，最好是将水管接到振动筛的进液槽中，或者接到筛箱前端的支撑管的水嘴上。这样可以降低钻井液的粘度，大大提高筛分效果；筛分过程中，如果大部分筛网表面干燥，则筛网很容易损坏。通过调整筛箱角度和更换高目数筛网可以延长液面；不允许大量的钻井液驻留在筛网上，这样会影响振动筛的性能。不允许有大量钻井液糊在电机上，这样会使电机发热；增大筛箱向上的倾角，可增大振动筛的处理量，但也加快了筛网的磨损。遇到粘土层排砂不畅时，操作者可在工作状态下通过转动前弹簧下座的高度调节手轮来调节筛箱的倾角，使其向下倾斜，直到设备正常运转；如果同时使用两台振动筛，则振动筛最好交替使用，对提高电机、筛网和其它零部件的寿命将是有益的；停筛之前，用清水冲洗筛网，可以提高筛网寿命或者便于保管筛网；不要在筛网上放置任何工具，否则会损坏筛网。
10） S250-2型振动筛故障排除
除砂器、除泥器
1 结构及工作原理
除砂器 、除泥器在固控系统中为第二、第三级净化设备，是由进液管、排液管、一组旋流器、清洁筛、底座、支架及其它部件构成。如下图所示。
1） 旋流器的结构及工作原理图如下图所示。
旋流器是由上部壳体、下部壳体和底流嘴等组成。上部壳体呈圆筒状，形成进口腔。侧部有一进口管，顶部中心有一涡流导管，构成溢流口。下部壳体呈圆锥形，锥角一般为150
—200
。底部为底流口,固体从该口排出。
当具有一定流速和压力的钻井液经旋流器的进液口沿切线方向进入旋流器并在旋流器内高速旋转时，在离心力的作用下，钻井液中较大较重的泥砂颗粒被甩向旋流器的内壁部位并沿内壁螺旋下降，最后经下部的底流口排出；较小较轻的泥砂颗粒和钻井液形成内螺旋流向上运动，最后经旋流器上部的溢流口排出。
2） 平衡式旋流器
旋流器正常工作时在螺旋运动的中心形成空气柱，产生一个低压区，对底流口有吸力。在一定压力
下，将清水泵入旋流器，并调节底流口大小至底流无液体排出，此时底流口的大小为平衡点，这种
图15-1 除砂器、除泥器结构示意图
1-电机；2-底座；3-支架；4-旋流器；5-排砂槽；6-清洁筛
旋流器称为平衡式旋流器。固控设备中多用此种旋流器。当把含有固相的液体泵入时固相就会从底流口排出。
以下是对底流口进行调节时的可能出现的几种现象：
（1）“干底”：如果将底流口调节到比平衡点开口小时，在平衡点与实际的底流开口之间出现一层干的堆形砂层。如果用这种旋流器分离极细的固体时，被分离的细颗粒在穿过砂层时失去表层水膜，从而造成底流开口堵塞，形成“干堵”，这种调节称为“干底”调节。
（2）“湿底”：如果将底流口调节到比平衡点开口大时，则会有堆形旋转液排出，这种调节称为“湿底”调节。
（3）“伞状”排出：在正常工作时，底流口同时有两股流体相对流过：一股是空气吸入，另一股是含有固相的稠浆呈伞状排出，这时在开口处形成环形屏障---吸入的空气流使底流开口保持畅通，保证旋流器在最高效率下工作。
（4）“绳状”排出。当进料中固相含量过大，被分离的固相量超过旋流器的最大许可排量时，就产生“过载”。此时底流呈“绳状”排出。这时空气不会被吸入，底流开口不再有环行屏障，而形成阻流嘴。出现这种情况时，许多本来在清除范围之内的固相颗粒，就会折向溢流管返回钻井液体系。
3）旋流器的砂堵
底流砂堵：底流砂堵的原因是调节不当，造成干底排出，或者是含砂量太高，造成旋流器过载。排除底流砂堵的方法是把底流口调大；让前一级固控设备除去更多的固相。底流砂堵将影响其净化能力，加速内衬和涡流导管的磨损，因此一经发现必须立即清除。
进口管砂堵：进口管砂堵分为局部砂堵和全部砂堵，发生局部砂堵时，进口腔内的流体速度变低，此时旋流器只起旋流漏斗作用，底流中钻井液漏失量很大。有时底流中还混有从溢流管中倒流下来的清洁钻井液。进口管全部砂堵，有可能造成大量干净的钻井液从溢流管中倒流下来。
进口管砂堵的原因是钻井液的管理不严格。如果钻井液未经过振动筛，或者振动筛的筛网破损，最容易造成进口管砂堵。
4）旋流器的分类
旋流器上部壳体圆筒部分的直径是决定旋流器钻井液处理量及分离钻井液中泥砂颗粒大小的重要因素，圆筒部分的直径称为旋流器的名义尺寸。下部壳体的圆锥角一般在150—200之间，底流口直径在10-30mm之间。一般情况下由一组名义尺寸在150—300mm之间的旋流器组成的净化设备称之为除砂器，由一组名义尺寸在50--125 mm之间的旋流器组成的净化设备称之为除泥器。
（1）除砂器
根据除砂器对钻井液处理量的大小，一般情况下除砂器由1—3个150—300mm的旋流器组成。每个旋流器的处理能力,在进液压力为0.2Mpa时不低于20—120m3 /h。正常工作的除砂器能清除约95%大于74μm的岩屑和约50%大于40μm的岩屑。为了提高使用效率，在选用除砂器时其许可处理量必须为钻井时最大排量的125%。
（2）除泥器
根据除泥器对钻井液处理量的大小，一般情况下除泥器由4个以上50--125mm的旋流器组成。每个旋流器的处理能力,在进液压力为0.2Mpa时不低于5--15m3 /h。正常工作的除泥器能清除约95%大于40μm的岩屑和约50%大于15μm的岩屑。除泥器能除去12--13μm的重晶石，因此不能用它
来处理加重钻井液。在选用除泥器时，其许可处理量必须为钻井时最大排量的125—150%。
（3）清洁器
清洁器是旋流器与超细网振动筛的组合，上部为旋流器，下部为超细网振动筛。清洁器是二次处理设备。它处理钻井液的过程分两步：第一步是旋流器把钻井液分离成低密度的溢流和高密度的底流。第二步是超细网振动筛将高密度的底流分成两部分，一部分是重晶石和其它小于网孔的颗粒透过筛网，另一部分是大于网孔的颗粒从筛网尾部排出。
2 除砂器、除泥器的安装、使用维护与保养
1）安装
（1）根据钻井液循环系统的实际情况，安装除砂器、除泥器时振动筛出口应突出罐边20-30mm，底座应牢固固定在罐上，固定前应检查固定位置是否牢固、罐面是否水平，严防除砂器、除泥器的清洁筛面后倾。
（2）进出液管应连接可靠，尽量减少弯曲且不得渗漏。
（3）接通电源，检查电动机的旋转方向是否正确。
2）调整使用与维护
（1）每次使用前应先检查各部螺丝有无松动, 固定是否牢固，如有异常声响或故障应及时排除,确认正常后方可使用。
（2）除砂器、除泥器的正常工作压力应为200kpa~350kpa，应根据钻井液的粘度、密度、含砂量等具体情况将排砂口（底流口）调节到合适的尺寸。底流钻井液应成伞状喷射排出，适当加大进液流量可使溢流粒度变小，能达到最大限度的清除固相的目的。
（3）筛网的更换：更换筛网时，应切断电源，松开卷筒轴两端的盖形锁紧螺母，轴向轻打螺母使锁紧螺栓后退，然后使用卷筒轴专用搬手转动卷筒轴，即可使筛网松弛。每周要在卷筒轴两端的油杯内加注黄油一次。确保卷筒轴的转动灵活。
（4）电动机应定期检查和清扫，外壳不得堆积灰尘，不得用水龙头喷射清扫电机。
（5）电动机运行时，轴承允许温度不得超过950C，轴承每运行2500h（约半年）至少检查一次，如发现轴承润滑脂变质必须及时更换，更换前须用汽油将轴承清洗干净，润滑脂采用ZL3锂基润滑脂。加油量为轴承室净容积的2/3。
（6）拆卸电动机电缆时不必卸下橡胶垫，以免影响结合面处的隔爆性能。
（7）电动机受潮，必须进行干燥处理，温度不得超过120℃。
3）常见故障及排除方法
自从80年代末以来，离心机已在全国石油行业得到普遍应用，成为钻井工作中（特别是中深井和水平井）不可缺少的固控设备。离心机有螺旋沉降式、筛筒式、水力涡轮式等多种类型。在石油钻井中常使用卧式螺旋沉降离心机。离心机又分为低速、中速和高速离心机。
技术参数见下表。
结构：离心机由主电机、辅电机、液力偶合器、滚筒总成、差速器、供液泵等组成。
主电机上通过液力偶合器上的皮带轮带动滚筒上的皮带轮，从而驱动滚筒旋转。滚筒支承在2个主轴承上，滚筒内装有螺旋推进器，螺旋推进器通过轴承支承在与滚筒轴同心的轴上，可以相对滚筒旋转，滚筒大端装有差速器，它是一个行星齿轮减速机构，差速器的输出轴与螺旋推进器相联，带动螺旋推进器旋转。差速器右端的输入轴上装有皮带轮，通过辅机皮带轮的传动，为差速器提供一个输入转速。
离心机的滚筒总成装在一个不锈钢制箱体内，箱体分为2个隔仓，左隔仓收集离心机排出的液体，右隔仓收集离心机排出的固体。
4）工作原理
（1）离心机的分离原理（参见图1）
钻井液中固相和液相的分
离过程是在滚筒中完成的。滚
筒的高速旋转带动进入滚筒中
的钻井液高速旋转，钻井液被
甩到筒壁上形成一个液圈，液
圈中的固相颗粒由于受到大于
自身重力几百倍甚至几千倍的
离心力的作用，克服钻井液粘
度的阻力快速沉降到滚筒的内
壁上，形成固相层，液体形成液相层。液圈中的固相颗粒所受的离心力与自身的重力的比值称为离心机的分离因素，分离因素大的离心机可以从钻井液中分离出更细的颗粒，石油钻井用离心机根据分离因素的大小可分为三种类型：
a.低速离心机：亦称为“重晶石回收型离心机”。它的分离因素为500～700，对于低密度固相，它的分离点为6～10μm，对于高密度固相，分离点为4～7μm。
b.中速离心机：它的分离因素为800左右，可分离5～7μm的固相，用于清除钻井液中的有害固相，控制钻井液密度和粘度，这是目前井队使用最多的离心机。
c.高速离心机：它的分离因素为1200～2100左右，分离点为2～5μm，用于清除有害固相，控制钻井液粘度，一般与低速离心机串联使用组成双机系统。在此系统中，低速离心机放在第一级，它分离出的重晶石排回钻井液罐中以回收重晶石，它排出的液体先排入一个缓冲罐中，再用泵把缓冲罐中的液体送入高速离心机中。高速离心机分离出的固体排出罐外，液体回到循环系统中，采用“两机”系统既可以有效清除有害固相，又可以防止大量浪费重晶石。
LW系列卧式螺旋沉降离心机的适用范围见下表：
注：0--能实现此功能√--推荐使用
（２) 离心机的推渣原理
离心机的推渣工作是由螺旋推进器完成的，在差速器的作用下，螺旋推进器与滚筒形成一定的转速差，于是已沉降到滚筒内壁上的固相颗粒就被从筒壁上刮下，被螺旋叶片逐步推向滚筒小端，并在推进过程中脱水，最后到达排砂喷嘴，被甩出滚筒。
5）安装
（1）离心机应牢固安装在远离钻井泵入口的位置，以保证离心机回收的液相能得到充分搅拌。
（2）离心机支架的4条腿应固定在有支承梁的罐面位置，确保固定牢固。
（3）安装时应保证排砂槽能伸出罐外以利排砂，并在排砂槽上接好供水管线。
（4）供液泵应安装在除砂器、除泥器之后的合适位置，将供液胶管与进液管接头的由壬连接好。
（5）接好离心机进液管上及箱体上的冲洗供水管线与分流管线。
（6）接通电源。离心机控制箱到电源之间应有开关控制，以保证检修时的安全。
6）调试
（1）清除离心机四周的杂物。
（2）检查皮带松紧程度。
（3）用手盘动主机皮带轮，检查滚筒是否与箱体及进液管摩擦，以及有无卡阻现象。
（4）启动辅机，同时通过冲洗接头向离心机内注入适量清水运转1min，这样做是因为离心机出厂前都经过了模拟工况试验，在滚筒内壁上贴有一层不能排除的泥饼，这一层泥饼由于运输过程中的振动会有部分剥落，从而使滚筒不平衡，这时如果直接启动主机高速运转，会引起剧烈的振动
甚至造成主机热保护停机。加入适量清水并转动辅机后，会把剥落的泥饼泡散并使之在滚筒内壁均匀分布，这样就可以消除可能产生的剧烈振动。用户较长时间停用（比如搬家后）后首次启动离心机时，也应作同样的工作。
（5）检查主机、辅机、供液泵的转动方向是否正确。
7）操作
启动操作
（1）打开总电源。
（2）启动辅机，检查有无异常现象。
（3）启动主机，检查有无异常现象。
（4) 主机全速运转后，启动供液泵，观察离心机排砂情况，如钻井液中含砂量过大，离心机排砂极多时，应适当分流，以减轻离心机的工作负荷。
停机操作
（1）关闭供液泵电机。
（2）关闭进液管上的2寸球阀，打开进液管上及箱体上的冲洗阀，冲洗时间不得少于10min。
（3）关闭主机，关闭供水阀门。
（4）待滚筒完全停止转动后停止辅机，关闭总电源。
注意：绝不能在滚筒高速旋转时停止辅机，否则辅机失去动力后会被滚筒带动高速旋转造成辅机损坏！
8）注意事项
（1）较长时间停用后初次启动离心机前，应按调试要求中第（４）项的内容冲洗离心机，否则会引起剧烈振动：
（2) 当主驱动电机的转速达到80～90％时，滚筒必须开始转动，否则必须立即停机，检查偶合器的油位是否正确，滚筒有无卡阻现象。
（3）偶合器连续运转时，工作油温不得超过90℃。
（4）偶合器易熔塞的熔化温度为125℃，当离心机超载引起油温超过125℃时，易熔塞会熔化，使偶合器中油液喷出从而起到过载保护作用。易熔塞熔化后，应换上原规格产品，切不可用螺栓取代易熔塞。
（5）每次使用后，应按停机操作规程的规定，开水冲洗滚筒内壁。如需打开箱盖冲洗时应注意，在清洗滚筒小端上的底流喷嘴时，手指不能伸入孔内，因为滚筒停止旋转后，螺旋输送器可能还在旋转，手指伸入就可能被切掉！！
（6）钻井液流量不得超过离心机的设计处理能力，否则易引起过载,使安全销剪断或离合器滑脱.
（7) 当离心机入口钻井液粘度超过38μ时,离心分离效果会变差,这时可在进口处加入适量的水稀释,使钻井液粘度降到35μ以下。
（8）操作人员应勤查、勤看两端轴承座温度,差速器温度和排砂情况,若排砂为稀泥状,能自动连续流淌时,则表示分离效果好,负荷也较轻,这对于延长离心机的使用寿命十分有利。当排砂呈大团块状断断续续排出,且较干时,即表示钻井液中含砂量过大,这时离心机负荷较重,应适当分流，否则将引起主机超载停机或主轴承及差速器温度上升。同样，当发现主轴承或差速器温度上升时（主轴
钻机定义 石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。 钻机八大系统 （1）起升系统 组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。 作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。 （2）旋转系统 组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。 作用：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。 （3）循环系统 组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。 作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。 泥浆泵号称钻机的“心脏” 泥浆的循环流程： 泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵 起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组 （4）动力系统 组成：柴油机、电动机。 作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。 （5）传动系统
组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置 作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机） （6）控制系统 组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。 作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。 （7）钻机底座系统 组成：钻台底座、机房底座。 作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。 （8）辅助设备系统 组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备等。 作用：协助主系统工作，保证钻井的安全和正常进行。
1．钻井液固控设备组成 钻井液固控设备的性能和质量是固相控制技术的关键。钻井液固相控制系统主要包括钻井液循环罐、钻井液净化处理设备和电器控制设备三大部分，其中钻井液净化处理设备主要有振动筛、除砂器、除泥器、除气器、离心机、砂泵、搅拌器和混合器等，针对环保敏感地区，还可以配置钻屑回收及废液处理装置。 2．钻井液固控设备发展趋势 目前，固控设备着重发展除砂、除泥、除气器等占用面积小、效能高、寿命长的设备，并与高速离心机一体化，实现自动检测和按检测结果实施控制的固控系统。 3．国外钻井液固控设备现状 国外固相控制设备性能良好、工作稳定、寿命长，已实现设备类型的标准化、系列化和专用化。国外的固控设备水平以美国的BRANDT、SWACO、DERRICK等公司为代表，质量和性能处于世界首位。国外特别重视固控系统设备的优化配置和整个固控系统的效率评价，并为此开发了钻井液固相控制专家系统。 美国石油工具有限公司固相控制系统由4台振动筛和两台干燥器(即干燥型振动筛)组成。4台振动筛和一台干燥器并联在一起，井内返出的钻井液由钻井液分配器分流到4台振动筛和一台干燥器进行处理，它们分离出的固相颗粒再由另一台干燥器进行处理，使颗粒进一步脱水。脱出的液体回收，干燥的颗粒被排掉。 干燥器实际上是强力细目振动筛，筛架上倾10°，以减少液体的损失。4台振动筛用的筛网是三维细目波形筛网，而不是传统的平板式线状筛网，三维结构允许重力迫使迎面而来的固体向下进入褶皱槽，从凸起区域离开，从每个褶皱的上部把固体分离。因此增加了通过流体的数量，不会淹没凸起部分，而凸起部分能增加流体流动能力。两层细筛布附在一层粗筛布的上面，三层筛布粘合在一起，做成波纹状，然后再粘合在开孔的板上。波形叠加筛网面积比普通平板筛网的面积大约增加了40%，比平板筛网细大约2～3个筛孔尺寸。处理流体的能力增加70%，且不容易堵塞，处理效果很好。 4．国内钻井液固控设备的发展 近年来，国内钻井液固相控制设备的理论研究和制造工艺水平都有较大的发展，特别是在理论研究方面，例如振动筛的工作原理、旋流器的工作原理等，已达到或接近世界先进水平，但国产的固控设备在性能，寿命方面与国外固控设备有一定差距，主要是材料、加工工艺、加工精度和配套使用的通用设备(例如电动机)的质量。高压(承压80MPa)、大排量(30L/s)固控设备还没有。国内振动筛类型少，今后需加快研制开发干燥型细目振
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明书 天津大港油田集团中成机械制造有限公司 目录
1、概述 (2) 2、主要技术参数(规范) (2) 3、固控系统与钻机连接尺寸及配套范围 (3) 4、钻井液罐的描述 (5) 5、固控循环系统流程操作 (7) 6、钻井液罐的说明 (9) 7、部件操作说明 (10) 8、使用注意事项 (11) 9、附图 (12) ZJ70D钻机固控系统使用说明书
1．概述 ZJ70D钻机固控循环系统, 它按照振动筛、除砂器、除泥器、真空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计, 它能够满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺要求。 该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上, 结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品, 它采用了许多成熟的新工艺、新技术, 同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题, 具有设计合理、安装使用方便的特点。 钻井液净化系统符合SY/T 6276、 ISO/CD14690 《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》, 固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。工艺流程和设备符合API 13C及相关的标准和规范。 该系统由于采用了集成模块化, 装卸方便, 既满足公路及铁路运输的要求, 又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运, 并能在井场内拖拉。 2．主要技术参数( 规范) 2.1罐体数量: 钻井液循环罐: 6个; 泥浆材料房: 1个;泥浆储备罐: 2个; 原油储备罐: 1个;冷却水罐: 1个;补给罐: 1个 2.2系统容积: 2.3外形尺寸:
排, 直线排列; 冷却水罐、 5号、 6号罐为一排, 直线排列在井场内侧; 泥浆材料房安装在4号罐、 5号罐一端; 泥浆储备罐跟4、 5号罐摆在一条直线上; 原油储备罐在3号罐后; 补给罐放在1号罐前面。 ( 如附图一: ZJ70D布置图所示) 3．固控系统与钻机连接尺寸及主要配套设备 3.1连接尺寸 3.1.1井口中心至1号罐侧壁的距离5米 3.1.2井口中心至1号罐一侧罐壁的距离16米 3.1.3 井口中心至1号钻井泵中心距离22米 3.1.4 三台钻井泵( 型号:F-1600) 的中心距 4.5米 3.2 泥浆净化设备及调配设备 主要包括: 振动筛、真空除气器、除砂清洁器、除泥清洁器、离心机、砂泵、灌注泵、加重系统、剪切混合系统。 3.3 主要配套设备
钻井用泥浆
钻井液 旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： （1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。 （2）冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 （4）平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。 （5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。 （6）在地面能沉除砂子和岩屑。 （7）有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 （8）承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。 （9）提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。 （10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。直到 19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油 才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。） 1833 年，一位名叫弗劳威勒 (Flauville) 的法国工程师有一次观察绳式顿钻钻井作业。作业进行中，钻井设备钻出了水。这时他意识到喷出的水对把钻屑从井中提出会非常有效。使用流动的液体从钻孔中清除钻屑的原理由此确立。他设想了一种装置，按照这一设想，泵将水沿钻杆的内侧送至钻孔内，而当水经钻杆和钻孔壁间的缝隙返回到地表后，就会将钻屑一并带出。此操作程序沿用至今。 1900 年，在德克萨斯州的 Spindletop 钻探油井期间，钻井工人驱赶一群牛趟过了一个灌满水的地坑。被牛趟过的水坑中就会形成泥浆，它是一种粘稠的、泥浆状的水和泥土的混合物，钻井工人用泵将它送入钻孔中。钻井液如今仍被称作泥浆，但工程师们已不再只依赖水和泥土作为钻井液的原料。他们对混合物的成分进行精心调配，以满足各种钻探条件下的具体需要。现代化的钻井液确实是油井的命脉。今天如果没有它们，就不可能钻出深井。 旋转钻探已基本上取代了绳式顿钻钻井。使用这种技术时，钻头位于旋转岩管的末端。钻探过程与使用手持式电钻或螺丝钻钻入一块木头的过程类似。不象钻木头那样只钻入几英寸或几厘米，现代油井可深达地下几千英尺或几千米。钻木时，钻屑沿孔道的螺旋槽被从钻孔中带出。这种方法对钻浅孔有效，却不适用于钻探深井。钻探深井时，钻屑是随循环泥浆一起被带到地表上。油井钻得越深，就愈加体现出钻井液的重要性。它的用途很广并可解决各种问题，而这些问题各处差异极大。 钻井液的类型及组成 钻井液按分散介质（连续相）可分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体等。 钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石）。化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。
电驱动钻机 一、电驱动钻机的优点 1.具有传动效率高 2.对负载的适应能力强 3.安装运移性好 4.处理事故能力及对机具的保护能力极强 5.易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控制 6.易于实现钻井的自动化和智能化等诸多优越性能 二、点驱动钻井的法杖过程 1.交流电驱动钻机（AC-AC） 2.直流电驱动钻机（DC-DC） 3.可空硅直流电驱动钻机（AC-SCR-DC） 4.交流变频电驱动钻机（AC-VFD-AC） 三、电动机的机械特性 1.机械特性与特性硬度 n=f(M)：称为电动机的机械特性 ⑴特硬特性：β=∞ ⑵硬特性：β=40~10 ⑶软特性：β＜10 2.固有特性和人为特性 四、直流电动机的机械特性 1.直流电动机的固有机械特性 ⑴他励电动机具有硬特性 ⑵串励电动机具有软特性 2.直流电动机的调速方法 ⑴电枢串电阻调速 ⑵降低电枢电压调速 ⑶减弱磁通调速 五、交流电动机的机械特性 1.交流电动机固有机械特性 同步电动机具有硬特性 2.交流电动机变频调速的机械特性 应用AC变频技术，通过变频器向交流电动机提供频率可调的交流电源，改变电源频率f，可得到人为机械特性。 六、可控硅直流电驱动（AC-SCR-DC） 1.SCR电驱动 数台柴油机交流发电动力机组所发的交流电并网输出到同一汇流母线上（或由工业电网供电），经可控硅装置整流后，驱动直流电动机，带动绞车、转盘、钻井泵，此种电驱动型式称为AC-SCR-DC或简称SCR电驱动 2.SCR电驱动的特点 ⑴直流电动机具有人为机械特性（软特性） ⑵简化了机械传动系统 ⑶柴油机交流电机组中柴油机始终处于最佳运转工况 ⑷并联驱动，动力可互济，动力分配更灵活合理
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明书天津大港油田集团中成机械制造有限公司
目录 1、概述 (2) 2、主要技术参数（规范） (2) 3、固控系统与钻机连接尺寸及配套范围 (3) 4、钻井液罐的描述 (5) 5、固控循环系统流程操作 (7) 6、钻井液罐的说明 (9) 7、部件操作说明 (10) 8、使用注意事项 (11) 9、附图 (12)
ZJ70D钻机固控系统使用说明书 1．概述 ZJ70D钻机固控循环系统，它按照振动筛、除砂器、除泥器、真空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计，它能够满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺要求。 该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上，结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品，它采用了许多成熟的新工艺、新技术，同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题，具有设计合理、安装使用方便的特点。 钻井液净化系统符合SY/T 6276、ISO/CD14690 《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》，固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。工艺流程和设备符合API 13C及相关的标准和规范。 该系统由于采用了集成模块化，装卸方便，既满足公路及铁路运输的要求，又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运，并能在井场内拖拉。 2．主要技术参数（规范） 2.1罐体数量：钻井液循环罐：6个；泥浆材料房：1个;泥浆储备罐：2个；原油储备罐：1个;冷却水罐：1个;补给罐：1个
2.2系统容积： 2.3外形尺寸： 安装方式：钻井液净化罐双排安装，即1号、2号、3号罐、4号罐为一排，直线排列；冷却水罐、5号、6号罐为一排，直线排列在井场内侧；泥浆材料房安装在4号罐、5号罐一端；泥浆储备罐跟4、5号罐摆在一条直线上；原油储备罐在3号罐后；补给罐放在1号罐前面。（如附图一：ZJ70D布置图所示） 3．固控系统与钻机连接尺寸及主要配套设备 3.1连接尺寸 3.1.1井口中心至1号罐侧壁的距离5米 3.1.2井口中心至1号罐一侧罐壁的距离16米
选择题 1．脉管系统的构成 A. 心血管系统和淋巴管组成 B. 心、动脉、毛细血管和静脉 C.心、血管系统和淋巴器官 D.心、动脉、静脉和淋巴导管 E.心血管系统和淋巴系统 2．有关心脏正确的说法是 A. 心前面两心耳之间为主动脉根 B. 右心房构成心右缘 C. 居于胸腔的正中 D. 位于两侧肺之间的前纵膈内 E. 冠状沟将心脏分为左、右半 3．关于心脏各腔的位置正确的是 A. 左心室构成心前壁大部 B. 右心室构成心脏的右缘 C. 右心房构成心后壁大部 D. 左心房构成心脏的左缘 E. 心尖由左心室构成 4．关于心脏胸肋面正确的描述是 A. 朝向左下方 B. 左、右心耳位于主动脉根部两侧 C. 由右心房、右心室构成 D. 隔心包与胸骨、肋骨直接相贴 E. 右心室构成此面大部分 5．关于心脏表面标志正确的说法是 A. 冠状沟分隔左、右心房 B. 界沟分隔心房、心室 C. 室间沟深部为室间隔 D. 心尖处有心尖切迹 E. 冠状沟位于人体的冠状面上 6．关于右心房出、入口结构错误的描述是 A. 上腔静脉口通常无瓣膜 B. 冠状窦口位于房室交点的深面 C. 冠状窦口周围多数具有瓣膜 D. 出口处有二尖瓣 E. 下腔静脉瓣连于卵圆窝缘 7．有关右心房错误的描述是 A. 界嵴分隔腔静脉窦和固有心房 B. 固有心房的前上部为右心耳 C. Koch三角的深面为房室结 D. 右心房收集除心脏以外体循环的静脉血 E 梳状肌起自界嵴
8．关于心腔内结构正确的说法是 A. 冠状窦口位于左心房 B. 右心室的出口为主动脉口 C. 三尖瓣口连接左心房与左心室 D. 界嵴为左心室的分部标志 E. 节制索位于右心室 9．心脏收缩射血期瓣膜的状态是 A. 主动脉瓣、肺动脉瓣开放 B. 二尖瓣、三尖瓣开放 C. 主动脉瓣开放，肺动脉瓣关闭 D. 二尖瓣关闭、三尖瓣开放 E. 二尖瓣开放，主动脉瓣关闭 10．心室舒张充盈期防止血液逆流的装置是 A. 主动脉瓣和二尖瓣 B. 肺动脉和三尖瓣 C. 主动脉瓣和三尖瓣 D. 主动脉瓣和肺动脉瓣 E.二尖瓣和三尖瓣 11．关于心壁的正确说法是 A. 卵圆窝位于室间隔的上部 B. 房间隔缺损常见于膜部 C. 室间隔中部凸向右心室 D. 整个心脏右心室室壁最厚 E. 心房肌和心室肌相互移行 12．心传导系右束支经何结构至右心室前壁 A. 室上嵴 B. 界嵴 C. Todaro腱 D. 隔缘肉柱 E. Koch三角 13．关于心室壁结构正确的描述是 A. 肉柱布满心室壁 B. 室间隔左侧连有膈侧乳头肌 C. 隔缘肉柱在左心室的下部 D. 心室条索含Purkinje纤维 E.室上嵴为左心室分部标志 14．通过心脏右纤维三角的结构是 A. 房室束 B. 左束支 C. 右束支 D. 结间束 E. 窦房结支 15．含有心传导系束支的结构是 A. 界嵴
海洋模块钻机培训材料 第二部分：泥浆循环工艺和固控系统
随着钻井技术的发展,钻井液的各项性能指标已成为科学钻井的重要标志。钻井液是钻井过程的血液，它的作用是：清除并悬浮井底岩屑，携带至地面使其进行沉降；冷却钻头及钻具；形成低渗透泥饼并覆盖井壁；控制地层压力；承受部分套管和钻具的重量；保护井眼并提供井下资料；减少油层损耗；将水功率传递给钻头；防止钻具腐蚀等。固相控制系统通过物理方法清除钻井液中有害固相，调整钻井液的各项性能，储备钻井液，它的合理配备与使用对提高钻井速度、保护油气层、调整钻井液性能和降低钻井成本起着重要的作用。 高压泥浆系统的设计能为钻井操作提供最佳的性能。各台高压泥浆泵既能同时运行，又能根据钻井和维修的需要单独运行。从高压泥浆泵安全阀引出的泥浆排放管应是自排式的，否则，泥浆容易在排放管内沉积、堵塞，导致高压泥浆泵超压。正常钻进时的泥浆来自泥浆储存罐，从高压泥浆泵将吸入的泥浆增压后输送到高压泥浆立管管汇，经水龙带进钻杆后至井底，携带岩屑再从环空返回至喇叭口，进井口返回泥浆槽，经分流盒分流，振动筛除掉大的岩屑后流入泥浆处理罐，除气、除砂、除泥后返回泥浆罐循环使用。同时高压泥浆管汇泵出口也与节流压井管汇连接，用于井控作业。 一、固相控制系统的构成及配置参数 固相控制系统的构成 固相控制系统（简称固控系统）是钻机钻井时用来贮存、配置、循环和净化钻井液的重要装备。一般由钻井液罐和振动筛、除气器、除砂清洁器、除泥清洁器、离心机等必要的五级净化设备以及高架管路（从井口至振动筛）、钻井泵吸入管路、混合泵抽吸及排出管路、海水管路、钻进水管路、基油管路、中压钻井液枪管路、剪切泵抽吸及排出管路、罐底连通管路、补给管路、排放管路等多种管路组成。系统还配有钻井液补给装置、加重漏斗、加重泵、除砂泵、除泥泵、剪切泵、补给泵、基油泵、搅拌器等辅助设备。另外，还配有走道、梯子、栏杆等安全防护装置。它可以有效地除去钻井液中大于5－15 m的有害固相，保留有用固相，为钻井作业提供优质的钻井液。 固控系统的主要配置参数 为了保障钻井工况对钻井液质与量的需要，不同型号的钻机在固控系统配备上（固控罐的容积、设备配置、流程布置等）有区别。 根据SY/T6223－2005《钻进液净化装置的使用和维护》中的内容，4000m——7000m
海洋石油模块钻机钻井液固控系统设计 摘要】：众所周知，钻井液在整个钻井工程中充当了特别重要的角色，它的地 位极高，钻井液的存在与否，直接影响了钻井工程的进行，如果钻井液的质量没 有得到保证，那么最后钻出来的井的质量也不能得到保证，其次，现在都在注重 石油钻井工程，石油钻井工程的促进可以增加石油的产量，同时如何提高对这些 不可再生资源的挖掘技术也算是一个技术上的难点问题，而对难点问题进行解决 了之后能极大的促进我国石油工业的发展，本文就以目前我国钻井液固控系统的 设计样式为基本内容，浅谈其固控系统的设计要点。 【关键词】：钻井液; 固控系统; 设计要点 随着对石油行业的重视，越来越多的施工团队也明白了石油开采的重要性， 不少施工团队也开始将目光放在钻井技术上，也有很多的技术人员，一直致力于 完善整个固控系统，目的也是为了让钻井工程完成得更加方便，钻井技术越高超，在未来所花时间越少，也就能提高工程的完成效率，这都是整个固控系统完善之 后的好处。但是重点的问题就在于如何设计该系统，该系统的首要设计要求就是 与当前固控工艺相结合，而且同时我国预算也有限，在进行固控系统的完善的前 提是一定要保证资金使用的数额不多，至少不能超过成本的数额，成本是个必 须要进行严格控制的东西，同时也不能委屈了机器的更新 换代，一定要保证在有限的经济成本下，还能设计出功能高超的固控系统。以下，便是对固控系统的设计要点进行的分析和归纳。 1 固控系统的布局 总体来说，固控系统就要为钻井工程服务，在这当中，固相控制工作在整个 工程中起领导作用，而且固控系统本身也安装有相应的固控设备，就是为了更好 地让固控系统发挥出相应的能力，而且固控系统也可以将固控的能力和钻井的技 术结合在一起，这样最终可以达到一举两得的好效果，钻井工程才会更快并且 更保质量地完成建造工作，另外，在钻井液固控系统进行工作时，也要注意每一 个环节每一个设备的布局，要根据不同环节。 2 钻井液固控系统基本构 主要需要满足的功效，再根据不同设备可以完成的功能对各个设备进行布局 的安排，当前我国的固控系统中，大概要安置沉淀罐，还有负责进行液体调节运 输的中间罐，以及在任何时候都特别有用的吸入罐，还有储备废品的储备罐和其 他需要用到的大型罐体，而既然这些罐体的体积都特别大，所以重点也是需要 调整每个罐体的安置方位，每个罐体在进行安装工作时，都要考虑到外部的尺寸 设计，这样最后系统进行组装后也不会呈现很奇怪的样式，同时固控系统的运转 也不会出现太大的问题，这些都要倚靠布局的合理设计。一般进行固控系统的 设计工序，主要就是要注重各种罐体的尺寸，因为安装尺寸可以整个将系统的尺 寸压缩至合适的尺寸，更便于进行固控系统的运转，同时，每个大型的罐体在进 行设计时，尺寸主要为15*3*2.5，而且保证了每个大型罐体的尺寸之后，整个 系统的尺寸就能得到控制，而且进行系统的运输时，保证了罐体的尺寸同时就能 合理地控制运输系统的尺寸，也能够起到事倍功半的好效果，特别是尺寸便于运输，则日常的基本的运输功能就能得到保障，同时也能够让固控系统使用起来更 加方便。 3设计目的
西安海尔海斯 西安通源 泥浆清洁器 泥浆清洁器，除砂、除泥一体机清洁器(Mud Cleaner)是钻井泥浆的二、三级固控设备,它是将除砂旋流器和除泥旋流器以及底流振动筛合三为一。钻井液泥浆清洁器结构紧凑、占用空间面积小、功能强大，是钻井泥浆进行二、三级固相控制的理想选择高效清洁器设备 高效清洁器高效清洁器
钻井液高效清洁器特点： 唐山冠能机械设备有限公司生产的钻井液除砂除泥组合式泥浆清洁器，它包括除砂器、除泥器、加压泵、旋流器、底流槽、钻井液振动筛、支架和底座。其特征在于在除砂器和除泥器的主进管与出液管之间设有控制蝶阀，底座上设有滑槽，振动筛坐落在滑槽上，旋流器内设有自动防砂堵装置和底流口调节装置。适用新型结构紧凑，使用方便，易于维修，工作可靠，能快速清除钻井液中的有害固相，改善钻井液性能，满足高压喷射钻井新工艺的要求。ZQJ 旋流除砂器 ZQJ系列除砂器(desander)是处理钻井液的二级固控设备,根据旋流器直径的大小不同,分为旋流除砂器和旋流除泥器.一般6″以上的旋流器组合称为除砂器,是钻井作业中的二级固控设备，常用的是10″和12″旋流器，主要用于分离钻井液中粒度为47-76μm的固相颗粒。根据客户要求处理量的大小，选择几组旋流器组合成除砂器。冠能固控的旋流除砂器广泛应用于石油钻井，水平定向钻井的除砂分离。 旋流除砂器
我公司生产的钻井液除砂器,使用新型克服原除砂工艺上存在的不足，钻井液除砂器由进液管、排砂锥斗和排砂口构成，排砂锥斗内，设有旋转构件，旋转构件的筒壁开有分离窗，旋转构件的上部筒壁、一组锥形槽和进液管构成钻井液上升构件，除砂器的叶片布置在旋转构件的内底，排砂调节器控制排砂量。钻井液由进液管进入旋转构件，经叶片离心旋转，液体上升到分离窗处时砂粒与钻井液分离，砂粒经分离窗排到排砂锥斗内， 分离后的钻井液进入到上升构件，钻井液由锥形槽的排液口进入钻井液槽内。 排砂锥斗内的砂粒，经排砂调节器控制的排砂口排出。 ZQJ 旋流除泥器 ZQJ 系列旋流除泥器(Desilter )是处理钻井液的二、三级固控设备,根据旋流器直径的大小不同,分为除砂器和除泥器.一般6″以下的旋流器组 合称为除泥器，是钻井作业中的三级固控设备，常用的是5″和4″旋流器，主要用于分离钻井液中粒度为15-47μm 的固相颗粒。根据客户要求处理量的大小，选择几组旋流器组合成除泥器。冠能固控的旋流除泥器广泛应用于石油钻井，水平定向钻井的旋流除泥分离。 旋流除泥器
固控系统 泥浆的作用： 冷却钻头，携带钻屑，平衡地层压力，防止井塌，井涌，等 固控系统的作用： 去除钻屑，保证泥浆性能。 固控系统的配置： 固控系统根据钻井的深度来决定选用的设备，同等井深在不同的地域设备的选择也不同，但不会相差很大。一般我们回根据钻机的型号选配，从ZJ20-ZJ90，通常情况下，ZJ30钻机一下只需要3级固控设备，即：钻井液振动筛，除砂器，除泥器； ZJ30以上是5级净化设备：钻井液振动筛，真空除气器，除砂器，除泥器，钻井液离心机。其中泥浆罐最为载体是必不可少的，常用的泥浆罐规格有：95000x2300x2100mm 125000x2400x2300mm，泥浆罐的数量根据钻井泥浆的总容积计算，选择合适的数量以及尺寸。20钻机泥浆总容积大概是：120m330钻机：240m340钻机：260m350钻机：320m 370钻机：420m390钻机：540m3需要处理的循环泥浆量大约是总容积的65%。各级固控设备的处理量选择满足循环泥浆量或稍大即可。 固控系统的配备的一个原则基本就是这些，具体的则根据钻机型号，或者客户的要求灵活选择。 固控系统中主要设备永远不变，即5级净化设备，振动筛，真空除气器，除砂器，除泥器，离心机。设备的选择则根据不同的钻机灵活选配，其余辅助设备也不可缺少，除砂器，除泥器必须由砂泵一对一提供动力，离心机可选用液下渣浆泵或螺杆泵供浆。泥浆罐初振动筛仓，除气仓外必须有搅拌器（原则，宁大勿小）。有搅拌器的地方必须带泥浆枪，泥浆枪可以冲洗罐的死角以及辅助搅拌器启动。另外固控系统中的射流混浆装置也是不可少的。射流混浆装置可以作为一个单独个体存在，也可以直接与混浆罐的尾端连接在一起。由管汇连接。 固控系统流程描述： 泥浆罐的容积高度需要减去底座和罐面方管高度300mm底座一般是由20#工字钢或H型钢与方管焊接组成，铺设8-10m钢板，罐面焊接100mm方管作为各级固控设备的支撑，并铺设花纹板。侧板一般由6-8mm钢板压瓦楞焊接。 固控系统中的1号罐叫沉沙罐/振动筛罐等，一般分为2-3个仓（补给仓，振动筛斜仓，除气仓）补给仓在罐体的最前端，作为更换钻杆时由补给泵（砂泵）提供动力进行补给，补给泵安装在斜仓下面，泥浆进入振动筛，经过处理流入斜仓，通过沉淀溢流到除气仓，真空除气器是利用真空泵将罐体内抽成真空，造成负压，泥浆被吸入罐体内,然后经处理，将泥浆中的气体进一步分离。液相通过管线流入下一个泥浆罐中的除砂器。
一、安全事项 1.安全预防 2.安全标记和警示 3.注意事项 ①安全规定 1）各岗位工作人员必须经过培训持证上岗； 2）操作人员要懂设备的操作、保养和安全规程并明白相关的注意事项； 3）操作人员要具备良好的身体状况，身体不适时，不得上岗。 ②安全装置 1）所有电器设备、照明器具及输电线路具备防火、防爆功能； 2）保护装置要拧紧、完好、有效； 3）正确使用安全装置：护栏、梯子等； 4）不准随意拆卸安全装置。 ③个人保护用品 1）操作系统设备时必须佩带劳保； 2）劳保产品的防护性能要达到防护要求。 二、固控系统说明 1.固控系统简介 ZJ70D钻机固控系统配备有振动筛、真空除气器、钻井液清洁器等四级净化装置以及6个钻井液罐、1个冷却水罐、1个组合补给罐、1个泥浆冷却罐。具有高架管路（从井口至振动筛），钻井泵抽吸管路、加重泵抽吸及排出管路、清水管路、中压钻井液泥浆枪管路、罐底连通管路等各种管汇。系统还配有钻井液补给系统、加重漏斗、加重泵、
除砂供液泵、除泥供液泵、补给泵、搅拌器等辅助设备。另外，还配有走道、梯子、栏杆等安全防护装置。本套固控系统能够保证泥浆的净化、循环、配制、加重和储备等工作顺利进行，还具备增强了钻井液净化系统的固相控制能力，能满足7000ｍ钻井工艺的要求。 2.固控系统组成与结构特点 本套固控系统由6个钻井液罐组成，总容积为380立方米3。固控系统配四级净化装置，配1台三联振动筛、1台真空除气器、1台钻井液清洁器及砂泵、混合加重装置等。本套固控系统的设计符合总体设计要求、钻机平面布置和标准的钻井液处理工艺流程，钻井液调配方便，拆装移运简便快捷。 整个固控系统具有以下结构特点： （1）具有比较先进的工艺流程 （2）各种设备阀门操作简单方便 3.系统技术参数及设备技术参数 （1）系统技术参数 ①总容积：380m3； ②总有效容积：300m3； ③泥浆罐数量：主罐6个，组合补给罐1个，冷却水罐1个，泥浆冷却罐1个； ④系统设计最大处理量为360 m3/h ； ⑤钻井液配置能力为400m3/h； ⑥适用钻井液密度<2.5×103㎏/m3； ⑦水管线额定工作压力：0.6MPa； ⑧中压泥浆枪管线额定工作压力： 6.4MPa；
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明 书 天津大港油田集团中成机械制造有限公司 目 录 1、 概 述……………………………………………………………………… 2
2、 主要技术参数（规范） (2) 3、 固控系统与钻机连接尺寸及配套范 围 (3) 4、 钻井液罐的描述 (5) 5、 固控循环系统流程操作 (7) 6、 钻井液罐的说 明 (9) 7、 部件操作说 明 (10) 8、 使用注意事 项 (11) 9、 附图 (12) ZJ70D钻机固控系统使用说明书 1．概述 ZJ70D钻机固控循环系统，它按照振动筛、除砂器、除泥器、真 空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计，它能够 满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺 要求。
该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上，结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品，它采用了许多成熟的新工艺、新技术，同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题，具有设计合理、安装使用方便的特点。 钻井液净化系统符合SY/T 6276、ISO/CD14690 《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》，固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。工艺流程和设备符合API 13C及相关的标准和规范。 该系统由于采用了集成模块化，装卸方便，既满足公路及铁路运输的要求，又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运，并能在井场内拖拉。 2．主要技术参数（规范） 2.1罐体数量：钻井液循环罐：6个；泥浆材料房：1个;泥浆储备罐：2个；原油储备罐：1个;冷却水罐：1个;补给罐：1个 2.2系统容积： 序号名 称总容积（m3）有效容积（m3） 1钻井液循环罐388.8277.5 2泥浆储备罐172.8146.9 3原油储备罐86.473.4 4补给罐19.213.6 2.3外形尺寸： 序号名 称外形尺寸（长×宽× 高）（mm） 运输尺寸（长×宽× 高）（mm） 1钻井液循环 罐 12000×3000×240012600×3200×2900 2泥浆材料房10000×2800×240010600×3000×3000 3泥浆储备罐12000×3000×240012600×3200×2900 4原油储备罐12000×3000×240012600×3200×2900
钻井固控教学系统使用说明 USER’S MANUAL OF SOLIDS CONTROL TEACHING SYSTEM 山东中石大石仪科技有限公司 SHANDONG SHIYI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.LTD.OF U.P.C 地址：山东省东营市北二路271号 邮编：257061 电话：+86（0546）8391238 8393829 8392766 传真：+86（0546）8397706 web : https://www.doczj.com/doc/6e16319995.html, E-mail: shiyi@https://www.doczj.com/doc/6e16319995.html,
目录 前言 (1) 第一章概述 (2) 1.功能 (2) 2.特点 (2) 3.技术参数 (2) 第二章产品结构 (3) 1.起升系统 (3) 1.1绞车 (4) 1.2天车 (4) 1.3游车 (4) 1.4井架 (5) 2泥浆循环系统 (5) 2.1水龙头 (5) 2.2 钻杆 (7) 2.3钻井泵 (7) 2.4泥浆罐 (7) 3固控设备 (8) 3.1振动筛 (8) 3.2除砂器 (9) 3.3除泥器 (9) 3.4离心机 (10) 3.5旋流混合漏斗 (11) 3.6搅拌器 (11)
前言 钻井固控教学系统选用石油钻井现场泥浆净化系统作为制作蓝本，按比例设计制作，涉及到固控设备、泥浆循环、系统控制、流体力学等多门学科，适用于大中专院校、职工培训等多层次课堂教学，以培养复合型、交叉型的人才。本平台集演示和操作于一体，实现了泥浆循环、固控设备的调节与操作等功能。 钻井固控教学系统在教学实践中的应用，在使学员对泥浆净化系统的布局、固控系统主要设备、管汇安装等进行初步了解的同时，还可通过演示操作来加深学员对钻井现场的认识。
122钻机固控系统使用说明书--
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明书天津大港油田集团中成机械制造有限公司
目录 1、概述 (2) 2、主要技术参数（规范） (2) 3、固控系统与钻机连接尺寸及配套范围 (3) 4、钻井液罐的描述 (5) 5、固控循环系统流程操作 (7) 6、钻井液罐的说明 (9) 7、部件操作说明 (10) 8、使用注意事项 (11) 9、附图 (12)
ZJ70D钻机固控系统使用说明书 1．概述 ZJ70D钻机固控循环系统，它按照振动筛、除砂器、除泥器、真空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计，它能够满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺要求。 该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上，结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品，它采用了许多成熟的新工艺、新技术，同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题，具有设计合理、安装使用方便的特点。 钻井液净化系统符合SY/T 6276、ISO/CD14690 《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》，固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。工艺流程和设备符合API 13C及相关的标准和规范。 该系统由于采用了集成模块化，装卸方便，既满足公路及铁路运输的要求，又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运，并能在井场内拖拉。2．主要技术参数（规范） 2.1罐体数量：钻井液循环罐：6个；泥浆材料房：1个;泥浆储备罐：2个；原油储备罐：1个;冷却水罐：1个;补给罐：1个 2.2系统容积：
2.3外形尺寸： 安装方式：钻井液净化罐双排安装，即1号、2号、3号罐、4号罐为一排，直线排列；冷却水罐、5号、6号罐为一排，直线排列在井场内侧；泥浆材料房安装在4号罐、5号罐一端；泥浆储备罐跟4、5号罐摆在一条直线上；原油储备罐在3号罐后；补给罐放在1号罐前面。（如附图一：ZJ70D布置图所示） 3．固控系统与钻机连接尺寸及主要配套设备 3.1连接尺寸 3.1.1井口中心至1号罐侧壁的距离5米 3.1.2井口中心至1号罐一侧罐壁的距离16米 3.1.3 井口中心至1号钻井泵中心距离22米 3.1.4 三台钻井泵（型号:F-1600）的中心距 4.5米
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明书湖南中教高科仿真实训技术有限公司
目录 1、概述 (2) 2、主要技术参数（规范） (2) 3、固控系统与钻机连接尺寸及配套范围 (3) 4、钻井液罐的描述 (5) 5、固控循环系统流程操作 (7) 6、钻井液罐的说明 (9) 7、部件操作说明 (10) 8、使用注意事项 (11) 9、附图 (12)
ZJ70D钻机固控系统使用说明书 1．概述 ZJ70D钻机固控循环系统，它按照振动筛、除砂器、除泥器、真空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计，它能够满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺要求。 该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上，结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品，它采用了许多成熟的新工艺、新技术，同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题，具有设计合理、安装使用方便的特点。 钻井液净化系统符合SY/T 6276、ISO/CD14690 《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》，固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。工艺流程和设备符合API 13C及相关的标准和规范。 该系统由于采用了集成模块化，装卸方便，既满足公路及铁路运输的要求，又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运，并能在井场内拖拉。 2．主要技术参数（规范） 2.1罐体数量：钻井液循环罐：6个；泥浆材料房：1个;泥浆储备罐：2个；原油储备罐：1个;冷却水罐：1个;补给罐：1个
2.2系统容积： 2.3外形尺寸： 安装方式：钻井液净化罐双排安装，即1号、2号、3号罐、4号罐为一排，直线排列；冷却水罐、5号、6号罐为一排，直线排列在井场内侧；泥浆材料房安装在4号罐、5号罐一端；泥浆储备罐跟4、5号罐摆在一条直线上；原油储备罐在3号罐后；补给罐放在1号罐前面。（如附图一：ZJ70D布置图所示） 3．固控系统与钻机连接尺寸及主要配套设备 3.1连接尺寸 3.1.1井口中心至1号罐侧壁的距离5米 3.1.2井口中心至1号罐一侧罐壁的距离16米
泥浆循环工艺 1、泥浆的组成和作用 地下连续墙成槽过程中，为保持开挖沟槽土壁的稳定，要不间断的向槽中供给优质的稳定液-泥浆。泥浆选用和管理好坏，将直接影响到连续墙的工程质量。常用泥浆是由膨润土（或粘土），水和一些化学稳定剂（如火碱CMC、碳酸钠）等组成。 泥浆在成槽过程中起液体支撑。保护开挖槽面的稳定；使开挖出的泥渣悬浮不沉淀，防止地下水流入或浆液漏掉；冷却切削机具；刀具切土的润滑等等作用，其中最重要的是固壁作用，它是确保挖槽机成槽的关键。 2、泥浆配合比的选择 泥浆应有一定的造模性、理化稳定性、流动性和适当的比重。泥浆控制的主要技术性能指标如表8-104。当采用反循环排渣和冲抓钻成孔以及在粘性土层钻进时，亦可只考虑比重、粘度、胶体率三项指标。选择泥浆即要考虑护壁、携渣效果，又要考虑经济性，应因地制宜的选用。常用泥浆参考配合比见表8-105。 在粘性土或粉质粘土为主的地质条件下，如土质中粘土含量大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化铝含量的比值为3-4，亦可采用自成泥浆或半自成泥浆护壁，即用开挖槽中的粘土为造浆原料，利用钻机对土体的旋转切削使之成很细的颗粒自造泥浆护壁，或再加入少量化学稳定剂进行半自成泥浆护壁，以简化泥浆制配，再生工艺，省去在槽外设置较多的制浆、回收专用设备，降低泥浆费用。成槽过程中，泥浆的比重调节进水量和钻进速度来控制。采用直接输入清水造浆，应通过导管从钻头孔射出，不得将水直接注入槽内。但本法应经成槽试验，能确保土壁稳定时方可使用，并要求成槽必须连续依顺序作业。
3、泥浆循环工艺 泥浆的循环有正循环和反循环两种。当采用砂石泵反循环排渣时，依砂石泵是否潜入泥浆中，由分为泵举式和泵吸式两种。循环使用机具和方法如图8-90。抓斗成槽机和冲击钻成槽多用正循环方式；多头钻挖槽机成槽多用反循环方式。正循环成槽多用污水泵送走，反循环方式钻进过程中的泥渣用砂石泵、吸力泵或空气吸泥机送至地面。采用泵举式操作简单，排泥效率高，吸力泵适于在40m深以内使用。 4、泥浆制配与管理 （1）膨润土泥浆应以搅拌器搅拌均匀，拌好后，在贮浆池内一般静止 24h以上，最低不少于3h，以便膨润土颗粒充分水化、膨胀、确保泥浆质量。 （2）采用膨润土泥浆，一般新浆比重控制在1.04-1.05；循环过程中的泥浆在 1.25-1.30以下，遇公散地层，泥浆比重可适当加大；灌注混凝土前，槽内泥 浆应控制在1.15-1.20以下。 （3）在成槽内补充新泥浆，使其充满整修槽段。泥浆面应保持高出地下水位 0.5m以上，亦不应低于导墙顶面0.3m。 （4）在同一槽段钻进，遇不同地质条件和土层，要注意调整泥浆的性能和配合比，保证顺利施工，对新浆拌制后，静置24h，要测一次全项目((含砂量除外)，成槽过程中，每进尺3-5m或每测定泥浆比重和粘度；在清槽前后，各测一次比重、粘度；在灌筑混凝土前测一次比重。取样位置在槽段底部，中部及上口；失水量、泥皮厚度和PH值，在每槽段的中部和底部各测一次。 发现不符规定指标要求，随时进行调整。 钢筋笼的加工和吊放 1、钢筋笼的加工 钢筋笼的加工应设计钢筋配置图和槽段的主吊放机具条件而定。钢筋笼在现场地面平卧组装。先将闭合钢箍排列整齐，再将通长主筋集资穿入钢箍，点焊就位，要求平整度差不得大于5cm，为保证钢筋笼具有足够的风度，吊放时不变形，钢筋笼除设结构受力筋外，一般还设纵向钢筋桁架和主筋平面内的水平和斜向拉条和闭合箍筋点焊成骨架，钢筋笼的主筋和箍筋交点采用点焊，也可视钢筋笼结构情况除四周两道主筋交点全部点焊外，其余采用50%交错点焊，成型时用的临时
前 言 钻机是宝鸡石油机械有限责任公司(宝鸡石油机械厂)根据用户ZJ70/4500D 24 的要求，按照双方签署的《ZJ70/4500D钻机（转盘联合驱动）技术协议》，并根据SY/T 5609《石油钻机型式与基本参数》标准及相关的API规范设计制造，可满足深井石油及天然气井的勘探和开发钻井的需要。 为了使油田有关操作人员熟悉和掌握本钻机的使用，使用说明书对钻机作了全面概括的介绍。因钻机配套内容较多，本说明书仅叙述了钻机主机部件的内容，对于用户自备的装置或部件作了必要的简明介绍。 在使用时所需的关于配套设备（或部件的）结构参数和使用维护等项内容以及相关的资料，详见配套设备的使用说明书和其他有关的技术文件。 在使用本钻机之前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读本钻机配套的全部说明书和相关技术资料，了解并熟悉所有的细节，此外还要具备相应的安全操作知识和技能。 全部的管理工作和具体操作还应按照设备所在地、本系统、本单位的相关的规章制度的要求执行。 本公司可以根据服务人员的反馈信息、技术改进或更新的需要，随时对产品的型式、参数、结构进行改变。事先或事后并不通知，也不为此而承担任何责任和义务。 本钻机随机附带了完整的技术文件供订购者及使用者作为管理、安装、使用、维护等方面的指导资料。任何人不得以任何方式进行复制，也不得提供给第三方，否则对所产生的后果要负法律责任。
1 概述 1.1 用途及特点 ZJ70D钻机是满足油田深井勘探开发钻井的一种SCR直流电传动钻机。钻机基本参数符合中国SY/T5609标准,主要配套部件符合API规范，能满足钻井新工艺的要求，钻机安全可靠。主要技术性能达到当代同类钻机的国际先进水平,该钻机还可配置顶部驱动钻井装置。 ZJ70D钻机技术和结构特点 1) 采用AC-SCR-DC一对二全数控电传动动力系统，绞车、转盘和泥浆泵可实现无级调速，获得良好的钻井特性。启动平稳、传动效率高、负荷能自动均衡分配。 2) 采用国内外成熟的先进技术和结构， 并注意符合标准的要求，使钻机的先进性、可靠性和标准化程度进一步提高。 3) 采用组合方式模块化设计、钻机布置整齐、设备块数少，搬家安装方便，同时增强了钻机通用性、互换性，适应不同用户的选择需求。 4) 台面设备和井架低位安装，依靠绞车动力起升，方便安装并节省吊装设备。 5) 钻机配套齐全、完善，可适应不同地区和环境的深井钻井要求。 6) 钻机配置液压盘式刹车和司钻控制房，使钻井更加安全可靠，操作舒适省力送钻均匀、准确、可提高钻井速度。 7) 转盘采用联合驱动方式，使钻机的机动性提高；转盘驱动箱可满足不同工况的需求，提高钻井效率。 8) 采用了高效泥浆固控系统，固控设备和系统流程能满足不同的钻井工艺技术要求，系统搬家方便，罐面平整并满足HSE的要求。 9) 适应国内外钻井市场的需要，满足新型钻井工艺的要求。在环境温度-20℃～+50℃，相对湿度≤90%(+20℃时)及其它恶劣情况下均可正常工作。 1.2 ZJ70/4500D钻机设计及制造符合的标准 1)API Spec Q1 《质量纲要规范》 2)SY/T5609-1999 《石油钻机形式与基本参数》 3)API Spec 4F 《钻井和修井井架、底座规范》 4)API Spec 8A 8C 《钻井和开采提升设备规范》 5)API Spec 7K 《旋转钻机设备规范》 6)API Spec 7F 《石油钻机传动滚子链》 7)API Spec 9A 《钢丝绳规范》 8)API spec 16C 《节流与压井装置规范》 9)AWS D1.1 《钢结构焊接规范》 10)API spec 9A 《钢丝绳规范》 11)API RP 53 钻井井控设备用控制系统设计的推荐作法 12)API spec 16D 钻井井控设备控制系统规范 13)AISC《Specification for structural steel buildings》