海洋石油模块钻机钻井液固控系统设计

之后 。 除沙 器 、 除 泥 器利 用水 力旋 流 器原 理 。 区别在 于 水 力旋 流器 的分离粒 度 ， 尺寸和 个数 不同 ． ②选 型依据 。 除沙 器 、 除泥 器 的 处理 能 力通 常 应 为 钻井 时 最 大 排 量 的１ ０ ０ ％一１ ２ ５ ％…。 所
以， 本项 目采用 的除砂 器 由３个 ｌ ０寸的旋 流器组 成 ， 每个旋 流 器 的分离 粒度 要求为４ ０ — ７ ０ ｕ ｍ， 处理 量 为２ ４ ０ ｍ ／ ｈ。 除泥 器 由 ２ ０个４寸 的旋 流 器组 成 ， 每 个 旋流 器 的 分 离粒 度 要 求为 １ ５ —
关键 词 ： 海洋模 块钻机 ； 钻 井液；固控 系统；固控设备
１ 设计 目的
（ １ ） 钻 井液的 作用 钻井液 是钻 井过程 当中 ， 所 利用 的冲
洗循 环介质 ， 被称为 钻井的血液 。 其作 用主要有 以下几个方面 。
（ ２ ） 除 气器 ①工作 原理 。 真 空除 气器是 去除 钻井液 中可 燃 气体 的必要 设备 。 真 空泵抽 吸真 空罐形 成 负压 ， 将钻 井液 在 大 气压 力作用 下 ， 通过 吸入管 进入 负压 区 ， 由于碰 撞和 分离 作 用， 气体钻 井液 通过排 放管 线排放 到一 个安全 区域 ， 钻 井液 回 收 再利用 。 ②选 型依据 。 除气 器按 工作原理分 为两种 ， 既真空 式 除气 器和 常 压式 除 气器 。 本 项 目选 择的 是射 流 式真 空 除气 器 Ｚ Ｓ Ｃ Ｑ２ ４ ０ 。 按 照要 求处理能 力通应为钻 井时最大排 量的 １ ０ ０ ％ 一 １ ２ ５ ％…， 所以， 处理能 力定为２ ４ ０ ｍ ／ ｈ， 除 气效率要 求大于 ８ ０ ％，
真空度不低于 ３ ０ ｋ Ｐ ａ 。 （ ３ ） 除沙 器 除泥 器 ①工作原 理 。 除沙 器 、 除泥 器是钻 井 液 固控系统 的二 级 、 三级 处理设 备 ， 在工艺 流程 中处 于振动 筛
①清扫井 底岩 屑 。 ②携 带岩 屑。 ③悬浮 岩屑 。 ④稳 定井 壁 。 ⑤破
岩、 冷却钻头 、 冲 洗钻头 。
（ ２ ） 钻 井 液组 成 及分 类
①组 成 。 钻 井 液 由液 相、 活性 固
相、 惰性 固相及 各种 钻井液添加 剂组成 。 ②分类 。 根据 钻井液的 组 成部分 ， 钻井液 可分为水 、 乳化等 。 泥浆 是 目前海 洋模块钻机
中使用最广 泛的钻井液 ， 分 为水基 、 油基泥浆 。 水基 泥浆以水为 主要介 质 ， 主要 用于井 深４ ０ ０ ０ ｍ 以 下的 井。 油基泥 浆以 油为主
要介质 ， 主要用于井 深大于４ ０ ０ ０ ｍ 的井 。
（ ３ ） 钻井液 中 固相 的 危害及 清除 方法 ① 固相 的危 害。 钻 井液 中的固相组 成包 括两部分 ； 有 用 固相 和有害 固相 。 有害 固
相主要为岩 屑 。 如果处理不 及时 ， 会影响钻进 的速度 ， 严重时会
台钻 井液 固控 系统设计 进行 了介绍 ， 本 系统可以有 效清除钻 井
３ 固控 系统选 型设 计
３ ． １工 艺流程 本文以南海 某平台模块钻机 为例 ， 对 固控系统工艺流 程设
计进行简述 ： Ｂ Ｏ Ｐ喇 叭 口一井 口泥浆返 回槽 一分 流盒一振动筛
一
４ 结论
本 文以 南海 某 油 田４ ０ ０ ０ ｍ 模块 钻 机 为例 ， 对 海 洋石 油 平
以， 本项 目选 用的 离心 机处 理量 为４ ０ ｍ ／ ｈ， 共２台 ， 最 高转速
为３ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ， 最大 分离 因数为２ ５ ７ ８ ， 可以 有效去 除钻 井液 的
高压 泥浆泵 ， 通 常情 况下 两用一 备 。 高压 泥浆泵 的额 定压 力为
５ ， ０ ０ ０ ｐ ｓ ｉ ， 三缸单作用泵 ， 缸套直 径可选 。
海洋石油模块钻机钻 井液 固控 系统设计
刘 兴财 （ 天津 中海 油工 程设计 有 限公 司）
摘要 ： 随着 国 内海洋模块钻机 工 艺技 术的成熟发展 ， 钻井液 固控 系统流程设计 的更加完善 、 结构设计 的也 更加合理 ， 并且 占地 面积
小、 安全可 靠， 环保要求达到 了国际先进水平。 文章 以南海某油田４ ０ ０ ０ ｍ 模 块钻机为例， 设计 了一套 包含振动 筛、 真空除气器、 除沙器、 除泥器等设备 的海洋模 块钻 机 固 控 系统， 本 系统可以有效的除去钻井－ ￣ ． ｏ ｅ 大于３ ｕ ｍ的有 害固相 ， 使钻 井液达到 可再循环 利用 的性 能。
（ ４ ） 离心机
①工作 原理 。 离心 机是钻 井液 净化 处理设 备
２设 计基 础
钻井 固控 系统 的 设计 基础 源干 油 田的 井型 结构 ， 配置 的
高压 泥浆泵 排量 必须满 足该 油 田最大井深 的所 需 泥浆量 的要 求。 以南海 某平台４ ０ ０ ０ ｍ 模块钻 机为例 ， 配备 了３台Ｆ 一１ ６ ０ ０的
的最 后阶 段。 本 项 目采用 的是高 速沉 降式 离心机 。 由于在 钻井 液中， 各组分 的密 度不 同， 实现 了离心 力场 中的快速 沉 降和分 层 的原理 ， 达 到 了净 化钻 井液 的 目的。 ②选 型依据 。高速 沉 降 式 离心 机处 理能 力通 常 应为 钻井 时最 大 排量 的５ ％一１ ０ ％ 。 所
４ ０ ｕ ｍ， 处理 量２ ４ ０ ｍ ／ ｈ。
造成井 壁坍 塌 。 ② 固相 的 清除方法 。 钻井液 中清 除有害 固相 的 方法有很 多种 ， 钻井初期 ， 常用 的方法有稀释法 和替换法 。 随着
钻井技 术的 快速 发展 ， 目前 ， 国内 比较 成熟 的清除 钻井 液 中的
有害 固相 的方法是机 械方法 。 既通过机械 设备将钻 井液 中有 害 固相除去 ， 达到 回收 利用的 目的 。