钻井用固控设备综述
使用固控设备的必要性
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。
石油钻井固控主要设备及作用
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。
新型钻井液固控系统
新型钻井液固控系统概述张XX（XXXX大学机电工程学院，四川成都XXXXXX）摘要：随着石油钻井技术的迅速发展，钻井液固控系统也在向结构更巧妙、占地面积更小、运移更快捷、工作更可靠、更安全以及更环保的要求不断提高的方向发展。
本文介绍了国内研制的双层移动模块式固控系统、极地钻机钻井液固控系统、圆形罐固控系统以及固控罐轮式运移系统的主要技术参数、结构特点和应用情况。
关键词：钻井液；固控系统；双层移动模块；极地钻机；圆形罐；罐轮式运移系统The new drilling solid control systemZhang LiPing(School of Mechanical and Electrical Engineering，Southwest Petroleum University，Xindu610500，China)Abstract:With the rapid development of oil drilling technology, drilling solids control system which has characters of smarter structure, smaller footprint, faster migration, more reliable, safer and more environmentally friendly is studided. This article describes the main technical parameters, structural features and applications of the double mobile modular solid control system reseached by domestic, polar drilling rig solids control system, the circular pot solids control system and tank wheeled transport system.Keywords: drilling fluid;solid control system;double mobile module;polar drilling rig; circularpot; tank wheeled transport system0 引言随着石油勘探工程的迅猛发展，促使钻井工程技术的不断加强，这就需要钻井液固控系统配套随着高速发展的地质工作不断的提高。
固控设备介绍
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。
钻井用固控设备
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
1.开机前，清除影响离心机运转的杂物，检 查紧固护罩。 2.用手转动主电机皮带轮和辅电机皮带轮， 如有阻卡现象应及时排除；检查电机运转方向 是否与标示方向一致。 3.打开电源开关，先启动辅电机，注意观察 运行正常后，再启动主电机，如有异常应停机 检查并排除。 4.打开进液阀，启动供液泵向离心机供液。 如无异常应逐步关闭分流阀，直到全流量为止。 如果发觉离心机负荷过重可适当打开分流阀。
钻井液固相控制设备
振动筛
振 动 筛 使 用 注 意 事 项
1.在振动筛旁安装水管线，停泵时间较长或 者起钻时，需要及时清洗筛网，防止钻井液 堵塞。 2.筛网安装时，张紧程度要适当，否则筛网 寿命会大大缩短；筛布损坏后及时更换。 3.以钻井液流到筛面后，覆盖筛网总长度的 75% ～ 80%为宜。 4.除堵漏、新配各种体系的钻井液等特殊情 况外，无论正常钻进还是循环时，均应该使 用振动筛。
钻井液固相控制设备
工作原理
--水力旋流器
含有悬浮固相颗粒的钻井液在压力作用下， 由灌注进液管经旋流器上部圆柱蜗壳部位的切 向入口进入旋流下移，由于钻井液中的固相与 液相间存在着密度差，且加上旋流器上大于下 小，钻井液越向下运动，获得的角速度就越大， 从而获得更大的径向加速度，产生更大的近靠 锥壁加速下移并经底流口排出，而密度底的液 相在旋流器的进口处就形成低压涡流，向下旋 流运动的液相也将在旋流底部产生挤压而反向 上移从溢流口排出返回循环系统。
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
5.当离心机排砂槽排放的固相过干或过湿时， 可调节溢流挡板或进液量。 6.需要停机时，首先关闭供液泵电机。 7.启动清洗泵电机，打开阀门分别清洗转鼓 内壁、外表和排砂槽，清洗时间不得少于60秒。 （如无清洗泵，可直接用井场水源清洗。） 8.关闭清洗泵电机。 9.关闭主电机，2分钟后关闭辅电机。
钻井液固相控制技术及设备(钻机厂)
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。
钻井固控设备及其发展_XXXX
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四、除气器 除气器用来清除气侵钻井液中的气体，其
处理能力应达到全流量处理。除气器必须置于 振动筛之后砂泵之前来处理钻井液。因为钻井 液中含有气体时，离心砂泵将发生气蚀，气蚀 不但使砂泵性能下降，产生噪音和振动，寿命 缩短，严重时会使砂泵无法工作或损坏。
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除气器的功能有两点：一是保证钻井液 性能相对稳定，防止井喷、井涌事故，确保 钻井安全；二是保证旋流器能正常工作。在 钻中深探井、气井和含气油井时，必须配备 除气器。
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除砂器、除泥器的核心部件是水力旋流器。水力旋流 器是根据离心沉降分离原理设计的固液分离设备，它 分离固相的能力与本身的结构参数、进浆压力和钻井 液特性有关。旋流体内径越小，能分离出的固相颗粒 越细。
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1．原理
离心沉淀原 理是水力旋流器 的基本工作原理， 即悬浮的颗粒受 到离心加速度的 作用而从液体中 分离出来。描述 固相在液体中的 沉降速度的斯托 克思定律仍将有 效。
低速离心机在固控系统中的主要用途是 将钻井液体系中的重晶石等加重固相颗粒甩出 钻井液并加以回收利用，以便控制钻井液密度， 其经济效益对于稀释钻井液来控制钻井液密度 的方法是非常明显的。
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高速离心机的处理量较中低速离心机而 言，处理量小了5倍左右(约1.5～6m3/h)， 而且能处理的固相颗粒相对较细，分离含较 高固相浓度的钻井液就成问题，所以必须和 低速离心机搭配使用。但是高速离心机的固 相处理范围正好是影响钻井液粘度的固相范 围(1～10μm左右)，所以对于深井降低钻井 液的切力，提高井身质量，防止井下事故， 高速离心机的效果很好。
47பைடு நூலகம்
离心机的应用非常广泛，矿业、钢铁、农 业、轻工等。
我国从七十年代末开始引进螺旋离心机， 对国外著名公司生产的多种规格的卧螺离心机 进行了仿制。卧螺离心机是原化工部“七五” 科技攻关项目，1989年南京绿洲机器厂仿制了 ALFANx42o型大锥角((20)离心机(即L201)，用 于玉米蛋白的分离，并于1992年制成样机；此 后，重庆江北仉械厂、解放军第4819厂和金华 铁路机械厂等研制开发了一系列的螺旋卸料沉 降离心机，并成功地应用于生产实践。但是就 整体水平而言，我国还是远远落后于工业发达 国家的。
钻井固控设备
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。
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钻井液固相控制设备
-- 离心机
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离心机工作时，钻井液通过进浆管进入离 心机，然后在输送器轴筒上被加速，并通 过在轴筒上开的进浆孔流入滚筒内。由于 滚筒的转速极高，在离心力作用下，密度 或体积较大的颗粒被甩向滚筒内壁，使固 液两相发生分离。其中固体被输送器送至 滚筒的小端，经底流口排出；而含有细颗 粒的流体以相反方向流向滚筒大端，从溢 流口排出。滚筒内液层的厚度靠调节离心 机端面上数个溢流孔来控制。输送器能够 连续地推动沉降下来的固体颗粒向小端移 动。当移至离心机的干湿区过渡带时，由 于离心力和挤压力的作用，大多数自由水 被挤掉，留在颗粒表面的主要是吸附水。 油田大多数离心机处理量在40－60m3/h
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
1.开机前，清除影响离心机运转的杂物，检 查紧固护罩。 2.用手转动主电机皮带轮和辅电机皮带轮， 如有阻卡现象应及时排除；检查电机运转方向 是否与标示方向一致。 3.打开电源开关，先启动辅电机，注意观察 运行正常后，再启动主电机，如有异常应停机 检查并排除。 4.打开进液阀，启动供液泵向离心机供液。 如无异常应逐步关闭分流阀，直到全流量为止。 如果发觉离心机负荷过重可适当打开分流阀。
钻井液固相控制设备
旋流器直 径/mm 可分离的 固相颗 粒直径 /μm 50 75 100
--水力旋流器 150 200
4 ～ 7 ～ 10 ～ 15 ～ 32 ～ 10 30 40 52 64
旋流器由灌注液管、溢流排出管、旋流器组、 振动筛及底座、支架等组成
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
锥体直径150 ～ 300 mm的 旋流器称为除砂器。油田常用的 除砂器锥体直径为250mm（10吋） 在输入压力为0.2～0.35 MPa时， 砂器标称处理量200 m3/h。
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
5.当离心机排砂槽排放的固相过干或过湿时， 可调节溢流挡板或进液量。 6.需要停机时，首先关闭供液泵电机。 7.启动清洗泵电机，打开阀门分别清洗转鼓 内壁、外表和排砂槽，清洗时间不得少于60秒。 （如无清洗泵，可直接用井场水源清洗。） 8.关闭清洗泵电机。 9.关闭主电机，2分钟后关闭辅电机。
钻井液固相控制设备
振动筛
振 动 筛 使 用 注 意 事பைடு நூலகம்项
“桥糊”——当高粘度的钻井液通过筛网时， 筛网被渐渐堵塞，直至完全糊住，这种现象叫 “桥糊”作用，也叫糊筛，需要增加振动筛的 数量、加入水或者加稀释剂处理。新配置的大 分子在未充分水化，循环均匀前，尽管钻井液 漏斗粘度很低，也会出现糊筛现象。 “堵筛”——与网孔大小相近的钻屑楔入网孔 造成的堵塞现象叫做“堵筛”，也叫“砂堵”。 一般在钻流沙层或堵漏钻井液返出时易出现此 情况。
钻井液固相控制设备
固控设备
机械方法：通过振动筛。除砂器、除泥器、离
心机等机械设备，利用筛分、离心分离等原理，
将钻井液中的固相按密度和颗粒大小不同而分
离开，以达到控制固相的目的。
钻井液固相控制设备
固控设备
固相按颗粒大小分类
粘土（或称胶粒）：粒径＜2 μ m； 泥 ： 粒径2～73 μ m； 砂（或称API砂）：粒径＞74 μ m
钻井液固相控制设备
振动筛
振动筛常用筛布目 （目—指每英寸长度上的 网孔数）为20目、40目、 60目、80目、100目、160 目、200目等.大港油田现 场使用的振动筛一般为40 －160目。
钻井液固相控制设备
振动筛
振动方式：二维振动和三维振动
影响振动筛处理量的因素， 除振动筛的运动参数之外， 还有钻井液类型、密度、粘 度、固相粒度分布与含量以 及网孔尺寸等。筛网越细， 钻井液粘度越高，则处理量 越小。
钻井液固相控制设备
振动筛
振 动 筛 使 用 注 意 事 项
1.在振动筛旁安装水管线，停泵时间较长或 者起钻时，需要及时清洗筛网，防止钻井液 堵塞。 2.筛网安装时，张紧程度要适当，否则筛网 寿命会大大缩短；筛布损坏后及时更换。 3.以钻井液流到筛面后，覆盖筛网总长度的 75% ～ 80%为宜。 4.除堵漏、新配各种体系的钻井液等特殊情 况外，无论正常钻进还是循环时，均应该使 用振动筛。
钻井液固相控制设备
工作原理
--水力旋流器
含有悬浮固相颗粒的钻井液在压力作用下， 由灌注进液管经旋流器上部圆柱蜗壳部位的切 向入口进入旋流下移，由于钻井液中的固相与 液相间存在着密度差，且加上旋流器上大于下 小，钻井液越向下运动，获得的角速度就越大， 从而获得更大的径向加速度，产生更大的近靠 锥壁加速下移并经底流口排出，而密度底的液 相在旋流器的进口处就形成低压涡流，向下旋 流运动的液相也将在旋流底部产生挤压而反向 上移从溢流口排出返回循环系统。
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
旋 流 器 使 用 注 意 事 项
5.停泵时间较长或者起钻需停用时，应先将砂泵 关闭，冬季放尽泵中泥浆，将筛网冲洗干净， 关掉振动筛电机电源，检查各部位有否异常。 6.调整旋流器底流螺母，使其底流成伞状排出， 底流砂堵的原因是调节不当，造成干底排出， 或者是含砂量太多，造成旋流器过载。排除 方法是：把底流口调到最大，并掏除堵塞泥 沙；增加旋流器数量。 7.筛布损坏后及时更换，筛网安装时，张紧程度 要适当。
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除砂器
锥体直径为100 ～ 150 mm （4～6吋）的旋流器称为除泥器； 油田常用除泥器锥体直径为100～ 125mm（4～5吋）。在输入压力为 0.2 ～0.35MPa时，其处理能力在 200 m3/h。
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除泥器
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
旋 流 器 使 用 注 意 事 项
1. 旋流器在安装时，进、溢流管线应固定牢靠， 尽量避免拐弯。 2. 旋流器一般通过砂泵供液，应注意检查和清 理，防止上水口被沉砂淤积堵塞，导致影响 供液量及压力。 3. 使用时先启动旋流器配套的小振动筛，在各 连接管线正常的情况下才能启动砂泵供液。 4. 砂泵运转正常后，观察压力表读值应稳定在 0.2 ～ 0.35MPa 间的一个值，如压力过高， 可打开进液口处的溢流装置阀门降压底流口 排砂正常。