钻井用固控设备.

使用固控设备的必要性
艾潽机械
石油钻井工程中为什么要使用固控设备?
固控设备的作用
众所周知，钻井液是整个石油钻井系统的血液，而钻井液有十分昂贵。

固控系统可以将由井口返回地面的里面的大的钻屑、重晶石及其他的大固体颗粒进行有效的分离，处理过的钻井液可以重复使用。

石油钻井固控就是通过固控系统或部分固控设备将对井口返回地面的钻井液进行处理回收。

从而降低钻井的成本，并且有利于环境保护。

现在，在石油钻井固控中应用的固控设备主要包括：泥浆振动筛、除砂器、除泥器、卧式螺旋离心机、泥浆清洁器、真空除气器、液气分离器、泥浆搅拌器、射流混浆装置、电子点火装置、泥浆枪、螺旋输送机、砂泵、剪切泵等。

同时被广泛应用于矿石分选、煤田洗煤、污泥脱水和淀粉分离等行业。

在石油钻井固控工程中钻井液是整套系统的血液，如果泥浆中含有的固体颗粒过大、过多可能会引起井喷、卡钻，不利于控制钻井的速度及成本。

但经过AIPU生产的固控系统将返回的钻井液内的固体颗粒进行分离，实现固相控制，有利于稳定钻井液的稳定性及性能。

更有利于钻进的速度。

并且可以减低钻井的成本，有利于环境保护。

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。

钻井液固相控制技术及设备第一章钻井液中的固相及其影响第一节概论钻井液是钻井过程中使用的循环流体，它是液体固体和化学处理剂的混合物。

钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相，岩屑是钻井中的最主要的有害固相。

有害固相在钻井过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性、流动阻力增加，其结果导致损害油气层，降低钻速，增加钻盘扭矩，起下钻遇阻，粘附卡钻，井漏井喷等井下复杂情况，对钻井液循环系统造成磨损。

第二节钻井液的作用与组成一、 作用：1、清洗井底2、携带岩屑3、冷却和润滑钻头及钻柱4、形成泥饼保护井壁5、控制与平衡地层压力6、悬浮钻屑和加重剂沉砂7、提供地层资料保护油气储层防止伤害8作为动力液传递水功率。

二、 钻井液组成1、水－淡水、盐水、咸水和饱和盐水2、膨润土－钠膨润土，钙膨润土3、化学处理剂－无机类、有机类、表面活性剂类、高分子聚合物类4、油－轻质油或厚油类5、加重剂－重晶石类、赤铁矿6、气－空气、天然气，三、 液相选择的原则选择何种液相主要取决于对所钻地层需要的抑制作用。

液相抑制能力强可防止流体减少和活性固体的膨胀，抑制地层的造浆。

第三节固相颗粒粒度的影响（固相颗粒粒度通常指颗粒的大小尺寸）一、固相颗粒粒度对钻速的宏观影响宏观上钻井液中不同性质的固相颗粒对钻速影响不同，小于1微米的胶体要比粗颗粒的影响更严重，在固相量大于6%时，分散性钻井液细颗粒与不分散钻井液细颗粒固相对钻速的影响几乎一样，当固相含量低于6%时，不分散钻井液比分散钻井液的钻速要高，固相含量越低，钻速差别越大，这是因为固相含量低于6%时，分散性钻井液中的胶体颗粒所占的百分比越大。

二、 固体颗粒粒度的微观影响任何水基钻井液中的颗粒，其表面都吸附水分子，自由液体受到约束。

钻井液中的钻屑在钻井循环中不断破裂，其表面积不断增加，因而增加了吸附的水分子。

一个小颗粒被立体型分裂后，颗粒变为多少倍，表面积就增加多少倍。

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。

油田工程拟投入的主要施工机械设备表
以下是拟投入油田工程的主要施工机械设备。

这些设备将在油
田工程的各个阶段中发挥重要作用，确保施工的顺利进行。

1. 钻井设备
- 钻机：用于进行油井的钻探作业，包括旋挖井机和摩擦钻机。

- 钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于将钻头送入地下。

2. 钻井液处理设备
- 钻井液搅拌池：用于将钻井液的各种材料混合均匀。

- 钻井泥浆固控设备：用于处理钻井液中的固体废料，包括振
动筛和离心机。

3. 取心设备
- 取心机：用于从井下取得地质样本，以进行地质调查和分析。

4. 提升设备
- 提升机：用于将油井中的油管、钻杆等设备提升至地面。

5. 油井维护设备
- 抽油机：用于抽取油井中的原油。

- 油井抓插机：用于进行油井抓插作业，包括插管和拔管。

6. 压裂设备
- 压裂车：用于进行地下水压裂作业，以增加油井产能。

以上是拟投入油田工程的主要施工机械设备。

这些设备将在施工过程中发挥重要作用，确保油田工程的顺利进行。

请根据实际情况进行设备选择，并确保设备的正常运行和定期维护。

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。

钻井泥浆固控设备加重泵工作原理探究1. 引言在油气勘探和开发过程中，钻井是一个不可或缺的环节。

而在钻井过程中，钻井泥浆固控设备则起着至关重要的作用。

其中，加重泵作为固控设备中的核心设备之一，其工作原理更是至关重要。

2. 加重泵的定义与作用让我们来了解一下加重泵的定义和作用。

加重泵，顾名思义，是用来加重钻井泥浆密度的设备。

它的主要作用是在钻井中保持井壁的稳定、冷却钻头、运输岩屑和润滑钻杆，从而保障钻井顺利进行。

3. 加重泵的工作原理接下来，我们将深入探讨加重泵的工作原理。

加重泵的工作原理主要涉及到压力、流体力学等知识。

在加重泵内部，泥浆通过叶轮机构受到压力作用，从而形成高速旋转的叶轮。

这一高速旋转的作用会产生一定的离心力，将泥浆加速抛出。

泥浆在叶轮的作用下，也会形成一定的压力，从而提高泥浆的密度。

4. 加重泵的运行过程了解了加重泵的工作原理之后，让我们来看一看加重泵的运行过程。

在实际的钻井作业中，加重泵通常会与其他设备，如搅拌器、搅拌罐等设备协同工作。

泥浆首先进入加重泵的泥浆箱内，然后通过泵射入加重泵内部，进行加重处理。

整个运行过程中，需要严格控制泥浆的流速、压力等参数，以保证加重效果的稳定和可靠。

5. 加重泵的工作原理在固控中的重要性加重泵作为固控设备中的核心设备，其工作原理对固控效果具有决定性的影响。

通过理解和掌握加重泵的工作原理，可以帮助钻井工程师更好地把握固控操作的关键环节，从而更好地应对各种复杂的固井情况。

6. 个人观点与总结钻井泥浆固控设备加重泵的工作原理是一个极其复杂和精密的过程。

通过深入了解和研究加重泵的工作原理，可以帮助我们更好地理解固控设备的运行机制，从而更好地应对复杂的钻井工程。

加重泵作为固控设备的核心设备之一，其工作原理对固控效果具有至关重要的作用。

我个人认为，加重泵的工作原理是一个非常值得深入研究和探讨的课题。

在撰写本文的过程中，我深入研究了钻井泥浆固控设备加重泵的工作原理，梳理了其定义、作用、工作原理和运行过程，并在此基础上提出了个人观点和总结。

设备管理利用固控设备处理石油钻井废液的分析孔炯炯（沧州市华油飞达固控设备有限公司，河北 沧州 061000）摘 要：伴随社会经济的全面发展，工业规模的逐步壮大推动了我国石油产业的繁荣发展。

在对矿产资源实施开发的过程中，不仅会造成土地资源的破坏，甚至还会加剧生态环境的污染情况。

因此，为了有效改善这一问题，就可以通过对固控设备的合理运用，借助固液物理分离工艺对钻井环节中产生的岩屑以及泥浆等污染物实施密闭循环处理，在提升废物再利用价值的同时有效改善钻井废液对生态环境所造成的污染问题。

基于此，本文就重点围绕固控设备对石油钻井废液的处理工艺进行了全面分析。

关键词：固控设备；钻井废液；再利用；建议引言：针对石油天然气工业而言，其中最具代表性的污染物就是钻井过程中所产生的废泥浆及岩屑，如何科学妥善的对其进行合理处理，则是油田一直在探索和攻克的难题。

随着时代的发展，国家对环保事业涌现出了巨大的支持，因此，如何有效运用固控设备来对钻井废液等污染物进行妥善处理，正是文本所要研究的方向。

1 钻井废液基本概况及相关问题探究1.1钻井废液的基本概述钻井废液主要包含了钻井过程中所产生的废泥浆及岩屑，工作人员运用钻机展开钻井工作时钻头对地层岩石进行切削操作会产生大量的岩屑，这些岩屑本身不具有毒害性质，因此可以在与其他污染物进行妥善分离后再进行利用。

针对钻井泥浆而言，其成分来源主要是依据添加剂，常见的泥浆成分主要有水、油、黏土以及泥浆处理剂等，而其污染物则包含了盐类和某些重金属离子等，这些污染物会使土壤结构发生变化，进而危及到绿色植物的健康成长。

此外，废弃物中的有机处理剂还会造成水质中COD和BOD的增高，进而干扰水生生物的健康成长。

废泥浆出现的重要来源主要有三个方面：其一，在地质属性发生变化时，泥浆体系在其更换过程中所产生的废泥浆；其二，钻井工作结束后被弃置在井场的泥浆；其三，在泥浆循环系统运行中所产生的废泥浆。

1.2钻井废液处理过程中的相关问题针对钻井废液处理的相关工艺而言，其主要包含以下几种处理举措：简单处理排放、异地集中处理、焚烧、固化、坑内密封以及微生物处理等方面。

固控设备基本流程
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泥浆固控设备就是对泥浆中的有害固相颗粒进行控制，通过科学地布置固控设备，形成合理、高效的钻井液固控流程可以清除泥浆中的有害固相，保留有用固相，满足钻井工艺对泥浆性能的要求。

新型泥浆固控设备采用五级固控，固相控制流程如下。

(1)一级固控设备—去除大颗拉。

经井底循环返回的钻井掖中含有较大的钻屑，钻并液经井口至1#罐的连接管进入泥浆振动筛，通过泥浆振动筛将钻井掖中粒度大于74μm的钻屑颗粒筛分出来，完成一级固相控制。

(2)二级固控设备—清除气体。

真空除气器是用于去除在钻井过程中侵入钻井掖的气体的专用泥浆处理设备，它能够迅速、有效地清除泥浆中所含的气体(包括空气),除气器对于恢复泥浆密度，防止潜在井喷、井塌危险的发生其有重要作用。

(2)三级固控设备—去除较大颗粒。

经过泥浆振动筛处理后的泥浆进入到除砂器中.除砂器将泥浆较大的砂粒(粒度44μm—74μm)分离出来，完成除砂过程，即为二级固控。

(3)四级固控设备—去除小颗粒。

经过除砂器处理后的泥浆进入到除泥器中，除泥器将泥浆小的砂拉(较度8μm—44μm)分离出来.完成除泥过程.即为四级泥浆固控。

(4)五级固控设备—去除较小颗拉。

经过除泥器处理后的泥浆进入到卧式螺旋离心机中，卧式螺旋离心机将泥浆较小的砂拉(粒度2μm一8μm)分离出来，完成离心过程，即为五级固相控制。

五级固控设备全部采用主要用干复杂井况和要求较高的井况，在实际位用过程中，可以跟据钻井作业的需要，采用其中的一级成几级泥浆固控流程。

经过艾潽机械生产的五级泥浆固控后的泥浆固相含量，可以完全达到国内钻井作业对泥浆质量的要求。

Z J50D T钻机固控系统使用说明书川油广汉宏华有限公司中国 .四川 .广汉.中山大道南二段邮编：618300 电话：0086-0838-******* Issue Date:August 2005Printed in CHINA目录1、用途与功能 (2)2、主要技术参数 (2)3、主要配套设备 (3)4、固控系统工艺流程与原理 (4)5、固控系统布局及安装 (6)6、固控系统操作、维护与保养 (7)7、主要配套设备的操作、维护与保养 (8)附图：ZJ50DBS钻机固控系统流程图1、用途与功能固控系统是为ZJ50DT钻机的辅助配套设备，系统整体性能满足5000米钻井工艺技术要求。

在钻井作业中，起着储存、调配钻井液，控制钻井液中的固相含量，保持、维护钻井液优良性能，提高钻井效率，保证井下安全的作用。

2、固控系统技术参数2.1 泥浆罐数量 4个2.2 系统总容积： 246 m32.3罐体最大外形尺寸 14000mm×3000mm×2700mm2.4 各泥浆罐有效容积：振动筛罐 34.8m3中间罐 70.8m3加重罐 63.3m3储备罐 77.5m32.5 各主要管径规格井口溢流管 DN350（14″）罐间渡槽连通管 DN300（12″）泥浆泵吸入管 DN250（12″）除砂、除泥泵吸入管 DN200（8″）除砂、除泥泵排出管 DN150（6″）加重泵吸入管 DN200（8″）加重泵排出管 DN150（6″）剪切泵吸入管 DN150（6″）剪切泵排出管 DN125（5″）中压泥浆管线 DN75（3″）由壬连接，压力6.4MPa 清水管线 DN75（3″）由壬连接，压力0.5MPa 3.主要配套设备3.6.1 振动筛 3台型号： derrick FLC20003.6.2除气器 1台型号： ZCQ2/63.6.3 除砂清洁器 1台型号：ZQJ250×2/1.5×0.63.6.4 除泥清洁器 1台型号：ZQJ100×10/1.5×0.63.6.5 泥浆搅拌器型号： JB-15 14台型号： JB-7.5 2台3.5.6 卧式螺旋卸料沉降离心机 1台型号：LW450×1000N3.6.7 砂泵 2台型号： SB6"×8"-75kw3.6.8 砂泵 1台型号： SB6"×8"-30kw3.6.9 砂泵(加重泵) 2台型号： SB6"×8"-55kw3.6.10 剪切泵 1台型号： WJQ5*6JC-553.6.11混合漏斗 3套型号：ZHP150-7.03.6.12 补给泵 2台型号: SB6"×8"-11kw3.6.13 旋转泥浆枪DN50 17只4、固控系统工艺流程与原理固控系统流程原理参见附图（ZJ50DT钻机固控系统流程图）整套系统工艺流程设计满足钻井液的<筛析—离心分离>固相控制及泥浆加重、添加化学药剂调配钻井液性能的要求。