钻井液固控设备
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。
钻井泵和钻井液循环系统
4.三缸单作用泵的优缺点 由前所述可知，三缸单作用与双缸双作用泵相比较，具有 下述明显的优点： 1)三缸泵的缸径小，冲程短，冲次高，在功率相同的条 件下，体积小、重量轻。据同一工厂生产的956kw(1300马 力)两种泵相比较，三缸单作用比双缸双作用泵长度短25％， 重量轻27％。 2)缸套在液缸外部用夹持器(卡箍等)固定，活塞杆与介杆 也用夹持器固定，因而拆装方便，无活塞杆密封，有利于 快速维修和延长活塞杆寿命。 3)活塞单面工作，可以从后部喷进冷却液，对缸套和活 塞进行冲洗和润滑，有利于延长缸套和活塞的使用寿命。 4)泵的流量均匀，压力波动小。由前所知，三缸单作用泵 排量不均度比双缸双作用泵小得多，故其流量变化小，压 力波动小。
缺点：三缸单作用泵由于泵的冲次提 高，导致自吸能力降低，通常情况下应配 备灌注系统，即用另一台灌注泵向三缸泵 的吸入口供给一定压力的液体，这样便增 加了附属设备。为了避开灌注问题，我国 一些油田采用高架吸入罐，使吸入液池的 液面高于泵缸中心线，或降低三缸泵的泵 速等。 国内外三缸单作用钻井泵的型式较多。 结构和参数差异较大。
三缸单作用钻井泵动力端与双缸双作用泵类似， 仍由传动轴、主轴、连杆、十字头及底座组成， 但其 主轴(被动轴) 装有三个互成 120°的曲拐(偏心 轮)或为具有三个 互成120°的曲拐 的整体式曲轴。通 过三套连杆滑块机 构把传动轴的旋转 运动变成三个活塞 分别在其液缸内的 往复运动。
单作用泵的每个缸套只有一个吸入和排出阀，故三缸 单作用泵的液力端结构比双缸双作用泵液力端简单得多。 各型三缸单作用泵的结构形式不同，其液力端结构存在 着较大的差异。以下介绍液力端的一些基本结构特点。 1．液力端泵头的布臵形式 按照吸入阀和排出阀的相互位臵，目前三缸单作用泵 头可分为L型，I型(亦称直通型)，T型三种布臵方案。
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
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。
钻井液固相控制
（8-28）
谢谢！
• 影响离心机分离效果的因素主要有三个：进料温度，进料速率，异常工艺 条件。
第二节、固控工艺与原理
• 固液分离基本原理
• 1、沉降原理
• 当固体和液体（或两个液相）间存在着密度差时，便可采用离心沉降方法来实现 固液分离。在离心场中，当颗粒重于液体时离心力会使其沿径向向外运动；当颗
粒轻于液体时，离心力将使其沿径向向内运动。因此，离心沉降可以认为是较轻
第一节 固控设备概述
• 泥浆清洁器(Mud Cleaner)是一组旋流器和一台细目 振动筛的组合。
• 泥浆清洁器主要用于从加重钻井液中除去比重晶石 粒径大的钻屑。加重钻井液在经过振动筛的一级处 理之后，仍含有不少低密度固体的颗粒。这时如果 再单独使用旋流器进行处理，重晶石会大量地流失。 使用泥浆清洁器的优点就在于:既降低了低密度固体 的含量，又避免了大量重晶石的损失。 • 所选筛网一般在100-- 325目之间，通常多使用150目。
第一节 固控设备概述
• • • • 旋流器按其直径不同，可分为除砂器、除泥器和微型旋流器三种类型。 除砂器。通常将直径为150～300 mm的旋流器称为除砂器。 除泥器。通常将直径为100～150 mm的旋流器称为除泥器。 微型旋流器。通常将直径为50mm的旋流器称为微型旋流器。
旋流器直径mm 可分离的颗粒直径mm
第二节、固控工艺与原理
• 固液分离基本原理
• 3、旋流分离原理 • 旋流分离过程本质上是非均混合物中，颗粒对于流体介质的沉降迁移运动。 从受力情况来看旋流分离过程中的颗粒主要受两种力作用：一是运动加速 度引起的施加在颗粒上的力。这包括重力加速度引起的重力和离心机加速 度引起的离心力。二是流体施加在颗粒上的力，当旋流器内离心机加速度 远大于重力加速度时，重力影响可忽略。
固控设备原理结构及常见故障
03 固控设备结构
CHAPTER
主要部件构成及功能
除砂器
去除钻井液中的砂 粒，保持钻井液清 洁。
增粘剂添加器
添加增粘剂，增加 钻井液的粘度和切 力。
搅拌器
搅拌钻井液，使其 均匀混合，防止沉 淀和分离。
除气器
去除钻井液中的气 体，防止气侵和气 塞。
降滤失剂添加器
添加降滤失剂，减 少钻井液的滤失量 。
利用吸附原理，使钻井液中的泥浆在 吸附介质表面被吸附，从而实现固相 和液相的分离。
离心机
利用离心原理，使钻井液在高速旋转 过程中产生离心力，将固相颗粒从钻 井液中分离出来。
结构组成概述
01
振动筛主要由筛箱、激 振器、减震器等组成；
02
除砂器主要由进料口、 旋流器、沉砂口等组成 ；
03
除泥器主要由吸附介质 、进料口、出料口等组 成；
方法四
测试法：通过逐一断开设备各部分进行测试，判 断故障部位及原因。
预防性维护建议
清洁保养：定期清理设备表面灰尘及 污垢，保持设备清洁。
建立维护档案：对每次维护和检查的 情况进行记录，方便追踪设备的运行 状态和及时发现潜在问题。
建议一
建议二
建议三
建议四
定期检查：定期对设备进行全面检查 ，包括电线、插头、开关等易损件。
多功能化
开发具备多种功能的固控 设备，满足不同行业和复 杂工况的需求，提高设备 的附加值和市场竞争力。
06 固控设备操作规范与安全
CHAPTER
操作规程控设备之前，应先检查设备的外观、紧 固件和连接线等是否正常，确保设备处于良好的 工作状态。
严格按照操作步骤进行
分类
固控设备主要包括振动筛、除砂器、 除泥器、离心机等，根据其功能和用 途的不同，可以分为不同类型。
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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
动筛、履带式非振动筛析设备、海洋钻井用环保型专用固控设备及适合多种工况的多功能固控配套系统等，丰富我国固控设备的类型。
扩展阅读：
泥浆固控系统/crane/49.html
泥浆固控设备/。