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石油钻井固控主要设备及作用第一篇：石油钻井固控主要设备及作用石油钻井固控系统的主要设备及作用钻井液固控系统对钻井作业所起的的积极作用越来越大，钻井液固控系统的主要设备及作用都有哪些呢？钻井液固控系统的主要设备:钻井液的主要固控设备有：钻井液振动筛、真空除气器、旋流除砂器、除泥器、钻井液离心机等。
钻井液固控设备的净化流程大致是：井口（返出的钻井液）→钻井液振动筛→真空除气器→钻井液除砂器→除泥器→钻井液离心机→净化的钻井液返回井口1）钻井液振动筛：钻井液作为钻井液处理的第一级固控设备，作用是清除钻井液中的岩屑等其他有害固相颗粒，钻井液选用不同数目的筛网控制分理颗粒的大小，主要是大于74微米的固相颗粒。
2）旋流分离器（除砂器、除泥器）：除砂器是钻井液的二级净化设备，除砂器主要是清除大于44~74微米砂粒。
除泥器主要用来对钻井液进行三级净化，除泥器主要作用于15~44微米以上的泥质固相颗粒。
也可根据钻井液的实际情况选用微型旋流器，主要用于分离2~4微米以上的泥质固相颗粒。
3）钻井液分离机：钻井液作用是控制井液中的粘土颗粒，控制钻井液的固相，去除非加重钻井液的固相含量，回收加重钻井液中的重晶石。
钻井液离心机主要作用于2~44微米的固相颗粒。
4）真空除气器：真空除气器主要是清除侵入钻井液的气体，它本不属于固控范围。
但由于气侵对于钻井液的比重、粘度性能、密度有很大的危害，因此通常情况下都会使用除气装置。
石油钻井固控设备及固控系统是将对井口返回地面的钻井液（泥浆）进行处理回收的设备及系统。
固控系统可以将由井口返回地面的（泥浆）里面的大的钻屑、重晶石及其他的大固体颗粒进行有效的分离，处理过的钻井液（泥浆）可以重复使用。
从而降低钻井的成本，并且有利于环境保护。
第二篇：石油钻井主要设备（xiexiebang推荐）石油钻井主要设备、设施及其使用安全技术要求发布时间：2010-02-07 05:35:36 查看：5次字体：【大中小】石油钻井用的钻机是一套联合机组。
固控设备简介用于清除钻井液中“无用固相”的固控设备有刮泥器、振动筛、除砂器、除泥器、清洁器、除气器和离心机等。
近年来还成功应用了“综合自控钻井液系统”，自控系统包括固控设备自控监视器、钻井液处理剂自动加料器和主要钻井液性能指标连续监测器，这三部分由中心监视和综合控制系统进行调正、监控、操作。
“综合自控钻井液系统”的应用不仅保证了钻井液性能的图1刮泥器平稳、合格，也为海上作业特别是高温高压地区的海上作业安全提供了可靠保证。
1.刮泥器刮泥器主要用来处理上部地层大块软质泥岩及泥球,作为钻井液固控的预处理装置来减轻振动筛处理的压力。
刮泥器如图1所示。
2.振动筛振动筛使用的好坏直接影响下一级固控设备的效果。
振动筛网的选择需要考虑泵排量、筛网面积、固相浓度和钻井液粘度等因素，以提高其分离效果。
应尽可能选择使用较细的筛网，通常以钻井液覆盖筛网面积的70%〜80%为宜，不允许返出钻井液不通过振动筛循环。
振动筛按振动类型分为非均衡椭图2非均衡圆运动振动筛图3圆形运动振动筛图4直线运动振动筛图5平动（均衡）椭圆振动筛圆运动振动筛、圆形运动振动筛、直线运动振动筛和平动（均衡）椭圆振动筛等。
海上目前使用的多为直线运动振动筛和平动椭圆振动筛。
1）非均衡椭圆运动振动筛将一个旋转振动器远离振动筛的重心，那么筛架末端的运动轨迹为椭圆形，振动器下方的运动轨迹为圆形。
优点：平均输送速度大于圆形振动的振动筛；缺点：振动筛过长时，会出现倒流，这就要求筛箱倾斜一个角度，使得处理钻井液的量减少。
2）圆形运动振动筛激振器位于筛箱质心。
筛箱作圆形振动时，筛箱的纵向和横向加速度相等。
优点：钻井液的处理量大，筛网上没有钻屑堆积现象：缺点：钻屑的透筛率高，净化效果差。
3）直线运动振动筛两根带偏心块的主轴作同步反向旋转产生直线振动，直线振动的加速度平衡作用于筛箱，筛网受力均匀。
优点：筛网的寿命长，处理钻井液的量大、均步度好；缺点：易出现"筛糊"现象，造成处理量下降，在使用超细目筛网时处理量不满足要求。
固控设备基础知识目录一、固控设备的定义与分类 (2)1.1 固控设备的定义 (3)1.2 固控设备的分类 (4)1.2.1 根据使用场合分类 (5)1.2.2 根据工作原理分类 (6)二、固控设备的性能参数 (7)2.1 控制精度 (8)2.2 稳定性 (9)2.3 耐久性 (10)2.4 扩展性 (11)三、固控设备的选购与安装 (13)3.1 选购固控设备的原则 (14)3.2 安装固控设备的步骤 (15)四、固控设备的操作与维护 (16)4.1 设备的操作方法 (18)4.2 设备的日常维护 (19)4.3 设备的故障排除 (20)五、固控设备的应用领域 (21)5.1 石油化工行业 (22)5.2 矿产开发行业 (25)5.3 建筑工程行业 (26)5.4 环保工程行业 (27)六、固控设备的发展趋势与创新 (28)6.1 发展趋势 (30)6.2 创新方向 (31)一、固控设备的定义与分类即固体控制设备的简称，主要用于固体物料的生产、加工、处理及存储过程中的控制与管理。
其目的是确保固体物料的质量稳定、提高生产效率、降低生产成本并保障生产安全。
固控设备是指用于固体物料处理流程中的一系列设备，包括用于破碎、筛分、混合、输送、储存等环节的设备。
这些设备通过自动化控制和智能化管理，实现对固体物料处理过程的精确控制。
固控设备种类繁多，根据其功能和应用领域的不同，主要可分为以下几类：破碎设备：用于将大块固体物料破碎成所需粒度的设备，如破碎机、碎煤机等。
筛分设备：用于将固体物料按粒度进行分级筛选的设备，如振动筛、滚筒筛等。
混合设备：用于将两种或多种固体物料混合均匀的设备，如搅拌机、拌料机等。
输送设备：用于固体物料在不同工序间的输送，如皮带输送机、螺旋输送机等。
在实际应用中，这些固控设备可以根据具体需要进行组合和配置，形成完整的固体物料处理系统。
通过对这些设备的合理配置和使用，可以实现固体物料处理过程的自动化、智能化，提高生产效率，降低生产成本，为企业创造更大的价值。
钻井固控设备导言：钻井是石油工业中极其重要的环节之一，其中的固控过程起到了至关重要的作用。
钻井固控设备是指用于控制井口压力、固定井口环空封隔及排除在钻井过程中产生的井涌和井塌等不稳定情况的设备。
本文将介绍钻井固控设备的类型、功能及其在钻井过程中的应用。
一、钻井固控设备的类型1. 钻井液净化设备钻井液净化设备主要是为了保持钻井液的清洁和稳定性，防止钻井液中出现固相颗粒以及其他杂质。
常见的钻井液净化设备有旋流器、振动筛、除砂器等。
旋流器通过内部的旋涡作用，将液体和固体颗粒通过离心力的作用分离，从而实现对钻井液的固相颗粒分离。
振动筛则是通过振动筛网的筛分作用，将细小的固体颗粒筛选出来。
除砂器则可以过滤掉钻井液中的大颗粒固体。
2. 环空井控设备环空井控设备也是钻井固控设备的重要组成部分，主要用于控制井口环空的压力以及隔绝井底不稳定层。
常见的环空井控设备有防喷器、防漏器、盲井栓等。
防喷器通过调节井口环空压力，防止井涌的发生。
防漏器则可以隔离井下的不稳定层，防止其向井上传导。
盲井栓则是用于临时关闭井口的装置，主要用于钻井中暂停作业时的井口封堵。
3. 排胶设备排胶设备主要是用于清除井内的固相胶体物质，防止其对钻井过程产生不良影响。
常见的排胶设备有真空泵、抽胶器、膨润土分离器等。
真空泵通过负压作用将井内的胶体物质吸出，从而实现了排胶的目的。
抽胶器则是通过活塞的作用将井口胶体物质抽出。
膨润土分离器可以将膨润土与水分离，避免膨润土在钻井过程中形成胶体。
二、钻井固控设备的功能1. 控制井口压力钻井过程中，由于井压和地层压力的相互作用，井口压力可能会突然增大，甚至发生井涌。
钻井固控设备可以通过调节井口环空的压力，以保持在安全范围内。
2. 隔离井底不稳定层地层中存在不少不稳定层，如含水层和含油层等。
这些不稳定层有可能导致井底塌陷或井涌，对钻井过程产生不利影响。
钻井固控设备可以隔离井底不稳定层，确保钻井过程的稳定性。
3. 排除井涌和井塌井涌和井塌是指地层在钻井过程中不稳定，导致其向井眼中流入的现象。
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7000 ｍ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：380m 3；②总有效容积：300m 3；③泥浆罐数量：主罐6 个，组合补给罐④系统设计最大处理量为⑤钻井液配置能力为⑥适用钻井液密度1 个，冷却水罐1 个，泥浆冷却罐1 个；360 m 3/h ；400m 3/h ；<2.5 ×103㎏/m 3；0.6MPa ；⑦水管线额定工作压力：⑩装机总功率：620KW ；1○1各主要管线规格：井口溢流管DN300(12" )罐间泥浆槽连通管DN300(12" )罐间底连通管DN250(10" )钻井泵吸入管DN300(12" )泥浆枪管线连通管DN80(3") 清水管线连通胶管DN80(3")2 ）系统主要配套设备性能参数（见表1）3）钻井液罐参数及设备布置①钻井液罐参数（见表2 ）②钻井液罐设备布置（见平面布置图）设备性能参数表（表 1 ）钻井液罐技术参数表（表 2 ）4.固控系统原理与工艺流程1)原理：配制好的泥浆在钻井泵的作用下进入井底并携带钻屑返回地面，经过井口接管和分配器进入振动筛，经过振动筛、真空除气器、钻井液清洁器器，完成钻井液的四级净化。
固控设备说明1. 配备有振动筛、除气器、除沙除泥一体机、离心机五级净化设备和七个钻井液罐、一个配药罐及一个小药罐、四个储备罐。
2.总有效容积：516m23.主要设备技术参数：3.1净化设备：3.1.1振动筛型号：ZZS-IV 直线型振动筛出厂编号：10-05 10-07胜华固控筛布：1030*7203.1.2除气器型号：zcq1/4 主机功率：15KV 真空泵功率：3KW 电机转速：876r/min 处理量：3m3/min 质量：900KG3.1.3一体机ZQJ250*100A 2500×1800×2600 3.3吨海胜实业有限责任公司0546-8667858除沙性能旋流器直径：250mm 旋流器数量：2个分离粒度：47~74um 工作压力：0.25~0.4Mpa 处理量：400m3/h SB200*150-330 功率：75KW除泥性能旋流器直径：100mm 旋流器数量：10只分离粒度：15~44um 工作压力：0.1~0.3Mpa 处理量：120m3 /hSB200*150-318 功率：55KW振动筛布：1050*700电机功率：1.5 KW*23.1.4离心机型号：LWF500-NY型最大处理量：60m3/h(高速50m3/h) 主机功率：37KW 辅机功率：7.5KW 主机皮带：4v5l 2500 辅机皮带：b-22203.2储液罐名称容积m3有效容积m3外形尺寸m 自重t 1号罐24 22 10*2.8*2.4 12.5 2号罐60 54 10*2.8*2.4 12.5 3号罐60 54 10*2.8*2.4 12.5 4号罐60 54 10*2.8*2.4 125号罐60 54 10*2.8*2.4 126号罐45 41 10*2.8*2.4 147号罐45 41 10*2.8*2.4 15 合计354 320 90.5 储备罐54*4 49*4 10*2.8*2.4 12*4 清水罐55*2 50*2 10*2.8*2.4 12*2配药罐54 49 10*2.8*2.4 13 小药罐 2.8 2.5合计736.8 667.5 175.5 5号罐实际有效尺寸：925*265*190 46.57m30.25m3/cm6号罐实际有效尺寸：734*265*190 37m30.2m3/cm7号罐实际有效尺寸：482*265*190 24.2m30.13m3/cm泥浆搅拌机：NJ-15 15KW 27台。
固控设备简介用于清除钻井液中“无用固相”得固控设备有刮泥器、振动筛、除砂器、除泥器、清洁器、除气器与离心机等。
近年来还成功应用了“综合自控钻井液系统”，自控系统包括固控设备自控监视器、钻井液处理剂自动加料器与主要钻井液性能指标连续监测器，这三部分由中心监视与综合控制系统进行调正、监控、操作。
“综合自控钻井液系统”得应用不仅保证了钻井液性能得平稳、合格，也为海上作业特别就是高温高压地区得海上作业安全提供了可靠保证。
1、刮泥器刮泥器主要用来处理上部地层大块软质泥岩及泥球，作为钻井液固控得预处理装置来减轻振动筛处理得压力。
刮泥器如图1所示。
2、振动筛振动筛使用得好坏直接影响下一级固控设备得效果。
振动筛网得选择需要考虑泵排量、筛网面积、固相浓度与钻井液粘度等因素，以提高其分离效果。
应尽可能选择使用较细得筛网，通常以钻井液覆盖筛网面积得70%～80%为宜，不允许返出钻井液不通过振动筛循环。
振动筛按振动类型分为非均衡椭圆运动振动筛、圆形运动振动筛、直线运动振动筛与平动（均衡）椭圆振动筛等。
海上目前使用得多为直线运动振动筛与平动椭圆振动筛。
1）非均衡椭圆运动振动筛将一个旋转振动器远离振动筛得重心，那么筛架末端得运动轨迹为椭圆形，振动器下方得运动轨迹为圆形。
优点：平均输送速度大于圆形振动得振动筛；缺点：振动筛过长时，会出现倒流，这就要求筛箱倾斜一个角度，使得处理钻井液得量减少。
2）圆形运动振动筛图2 非均衡圆运动振动筛图3 圆形运动振动筛图4 直线运动振动筛图5 平动（均衡）椭圆振动筛 图1 刮泥器激振器位于筛箱质心。
筛箱作圆形振动时，筛箱得纵向与横向加速度相等。
优点：钻井液得处理量大，筛网上没有钻屑堆积现象：缺点：钻屑得透筛率高，净化效果差。
3）直线运动振动筛两根带偏心块得主轴作同步反向旋转产生直线振动，直线振动得加速度平衡作用于筛箱，筛网受力均匀。
优点：筛网得寿命长，处理钻井液得量大、均步度好；缺点：易出现"筛糊"现象，造成处理量下降，在使用超细目筛网时处理量不满足要求。
4）平动（均衡）椭圆振动筛平动（均衡）椭圆振动就是振动筛得第四代运动模式。
在这种运动模式下，所有得椭圆形轴都倾斜指向振动筛得排放端口，筛箱上各点运动轨迹得长轴与短轴相同，抛掷角得大小与方向完全一致，筛箱处于平动状态。
在筛箱得进口处、中点与出口处得输砂速度就是一致得。
优点：处理量较直线筛大15%～20%，消除部分岩屑堵塞筛孔得可能，钻屑不易堆积。
5）振动筛筛网得选择振动筛得筛网对振动筛总体使用性能影响最大，因此了解影响筛网性能得因素并正确选择筛网很重要。
筛网编码一般包括目数与前面得字母代码，字母代码可描述筛网类型或层叠技术。
例如：PWP HP100表示多孔板、三层筛网，由长方形网眼得筛网组成。
字母代码含义如下：SWG 三联筛网，不可修复PWP 可修复得，底板支撑得平面筛网SCG 特殊高强度筛网PMD 金字塔型筛网DX 特细筛网HP 长方形孔高容量筛网LMP 用于线性筛得穿孔底架筛网影响振动筛筛网性能得因素为：(1)分离性能。
指筛网能清除得固相颗粒尺寸，分离性能通常用百分比分离曲线来表示。
(2)过流性能。
表示液体通过筛网单位面积得难易程度，与渗透性类似，高得过流性能会引起高流速穿过筛网，所以在比较振动筛筛网面板得处理能力时，应考虑该筛网进行过滤得未堵塞得可用面积。
尽可能使用多孔金属面板或塑料格栅结合在一起得筛网，减少一些金属支持板设计得筛网，因为它将影响多达40%得有效过滤面积。
(3)筛网得寿命。
影响筛网寿命得因素有筛网组成成分与振动模式。
(4)抗堵能力。
3、沉砂池沉砂池为重力分离设备，底部一般为45°斜坡，以便排放与节省钻井液。
4、旋流式分离装置旋流式分离装置包括除砂器、除泥器与清洁器，它们就是目前钻井现场固控系统得重要组成部分。
1）除砂器与除泥器旋流器就是除砂器与除泥器得主体部件，它就是一种内部没有运动部件得圆锥筒形装置，结构见图。
钻井液由旋流器上部得切线口进入，在一定得流速条件下，这一切向力使钻井液在筒内呈螺旋运动，使大颗粒下沉，由底部排出，轻液由上部溢流口返回池中。
一般把直径为152、4～304、8mm （6～12in ）得旋流器叫“除砂器”，把直径为100～152、4mm （2～6in ）得叫“除泥器”。
为了满足钻井排量要求，通常把4个、6个、8个或12个旋流器组装在一起使用，其处理量应达到循环排量得125%～150%旋流器得除固相能力以“分离点”表示，又叫“中分点”，就是指旋流器得分离效率为50%时得固相颗粒得大小（以当量直径表示）。
也就就是该直径得颗粒有50%从底流排出，而仍有50%保留在液体中。
一般情况下，旋流器得分离能力与旋流器得直径有关。
直径越大其分离得固相颗粒也越大。
反之，直径越小，其分离出得固相颗粒也越小。
旋流式分离装置包括除砂器、除泥器与清洁器，它们就是目前钻井现场固控系统得重要组成部分。
1）除砂器与除泥器旋流器就是除砂器与除泥器得主体部件，它就是一种内部没有运动部件得圆锥筒形装置，结构见图。
钻井液由旋流器上部得切线口进入，在一定得流速条件下，这一切向力使钻井液在筒内呈螺旋运动，使大颗粒下沉，由底部排出，轻液由上部溢流口返回池中。
一般把直径为152、4～304、8mm （6～12in ）得旋流器叫“除砂器”，把直径为100～152、4mm （2～6in ）得叫“除泥器”。
为了满足钻井排量要求，通常把4个、6个、8个或12个旋流器组装在一起使用，其处理量应达到循环排量得125%～150%旋流器得除固相能力以“分离点”表示，又叫“中分点”，就是指旋流器得分离效率为50%时得固相颗粒得大小（以当量直径表示）。
也就就是该直径得颗粒有50%从底流排出，而仍有50%保留在液体中。
一般情况下，旋流器得分离能力与旋流器得直径有关。
直径越大其分离得固相颗粒也越大。
反之，直径越小，其分离出得固相颗粒也越小。
除砂器通常用于非加重钻井液。
其底流密度应比进口钻井液密度高0、30～0、60g/cm 3。
除泥器用于非加重钻井液。
其底流得密度应比进口钻井液密度高0、30～0、42g/cm 3，且溢流得密度应比进口钻井液密度稍低。
保持除砂器与除泥器得正常工作应注意以下几点：(1)要达到最好得固相清除，水力旋流器得底流口应呈伞状流，且伴有空气从底流口吸人。
串状排泄时底流得密度比伞状底流得密度高，但不能以其密度来衡量旋流器清除固相得 图7旋流器示意图图6效率，应以单位时间内清除固相得重量来评价。
(2)旋流设备在一定得水压头下工作，而不就是在一定得压力下工作。
一般要求有23～27m （75～90ft ）得压头。
过大得压头会加速设备磨损，同时影响分离点。
(3)当底流口堵塞时，可通过调节底流口加以疏通。
2）清洁器清洁器由小型旋流器与小型振动筛组成，主要用于加重钻井液。
筛网一般在140～200目（网孔104～74µm ）之间，目得就是回收加重材料。
5、离心机离心机由一高速旋转得转筒与安装在筒内得螺旋输送器组成，利用外壳旋转产生离心力来分离固相颗粒，其工作原理如图7-2-7所示。
欲处理得钻井液经空心轴内得进料口进入分离室后，钻井液被抛向转筒内壁，形成液圈并加速到与转筒相近似得速度，这时固、液相分离。
重得与粗得颗粒会进一步被甩向转筒内壁并沉降进入沉降区，再通过输送器得刮板将沉降得颗粒推向脱水区而从底流口排出。
因为钻井液在离心机内有二个滞留得时间（30～50）s ，颗粒受到离心挤压与过滤，所以排出得钻屑比较干，只带少量得吸附水。
离心机得转筒以1500～3500r/min 得速度旋转，螺旋输送器一般以1:80得速差与转筒同向旋转。
一般可清除3～5µm 得固相颗粒。
离心机得规格以转筒得长度与最大直径（直径×长度）表示，有18in×24in 、14in×22in 、14in×20in 等规格。
在固控设备术语中常常提到得“G ”值，表示机器产生得离心加速度相当于重力加速度得倍数。
在现场组合应用时，一般根据离心机得处理量、离心力“G ”、分离点、转速等分成三种类型：(1)重晶石回收离心机。
这类离心机得转速在1800r/min 左右， “G ”值在700左右，低密度固相分离点在6～10µm ，高密度固相分离点在4～10µm 。
这种离心机主要就是将重晶石粉回收至井液体系中。
其处理量一般为38～151L/min 。
(2)大容量离心机。
主要用来排除低密度得固相，转速为1900～2200r/min ， “G ”值 为800左右，分离点为5～7µm(在未加重钻井液中），处理量为378～756 L/min 。
(3)高速离心机。
用作双离心机组合使用时得第二台离心机，主要用来清除未加重钻井图8 离心机工作原理简图液中得低密度固相。
这类离心机得规格为转速2500～3300r/min，“G”值在1200～2100，分离点在3～5µm，处理量为151～453L/min。
双离心机组合应用时，第一台为加重材料回收离心机，将加重材料回收使用，其溢流排出得液体再通过高速离心机(第二台）将低密度固相颗粒排除，而将液相返回钻井液池中使用。
