6 循环系统_泥浆净化系统

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第一节 概
述
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3) 缩短机械设备寿命：增大磨损，钻头消耗增加，泥浆泵易损 件消耗增加。
井号 固控方式 材 料 消 耗 钻头（只） 拉杆（根） 缸套（只） 活塞（只） 凡尔（套）
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2号井 土池 9 20 7 60 40
6号井 固控系统 6 7 4 25 20
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述
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2）、诱发井下事故：
固相↑导致： A.密度↑－压漏地层； B.黏度↑－钻头易泥包，起钻拔活塞，诱发井喷、 下钻引起压力激动，引起井漏； C.泥饼变松、变厚－失水大，导致井壁塌；井眼变 小，易卡钻；引发压差卡钻。 D.泥饼摩擦系数↑－扭矩增加，动力消耗大，钻具事 故多，钻具寿命短；
1、单轴惯性振动筛
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2、自定心式钻井液振动筛
自定心钻井液振动筛又分为轴偏心式和皮带轮偏心式两种。如图所示为皮带轮偏 心式。即皮带轴孔与几何中心偏离一个距离，其值与单振幅相等；偏心方向与偏心轴
(或偏心块)方向相同。
1—筛网；2—轴承；3—偏心块；4—激振弹簧；5—偏心皮带轮；6—框架
第一节 概
述
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述
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到六十年代随着钻井工艺的发展，对固控的要求越来越高，因而又发展使 用了除泥旋流器，离心机等机械设备。
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当钻井液中侵入气体
后，钻井液的性能随之 改变，也影响砂泵，钻 井泵的正常吸入和工作。 因此钻井液中的气体也 被列入清除之列，清除 钻井液中气体的除气器 也属于固控设备。
机械清除的特点： • 1）设备配套，逐级清除。 • 2）固相控制容易，泥浆性能稳定，泥浆损失少，污染小。 • 3）固控成本较低。
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述
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五十年代以前，主要是用振动筛来清除钻井液中的固相。
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由于振动筛 清除固相的能力 有限，到五十年 代中期，旋流分 离器开始用于钻 井液中的固相控 制。
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优点： 畅。
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直线振动筛与圆运动轨迹振动筛相比有以下优点：
a.由于筛箱的运动轨迹为直线，因此钻屑在筛面上的运动规则，排屑流 b.由于筛面可以水平安臵，因此降低了振动筛的整机高度。 c.由于筛面系直线运动，筛网上的加速度及作用力较均匀，方向保持一 定，而不象圆运动轨迹那样，筛网上的加速度和作用力不断在变换。因此， 在直线筛上可以使用超细筛网，寿命较长。 d.直线筛的钻井液处理量比圆筛大20％～30％。
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应该指出，固控系统通常不仅仅指上述的 各种固控设备，而是包括从泥浆返出井口开始到进 入钻井泵吸入口的整个地面流程。这段流程中包括 了前述的机械固控设备、除气器、泥浆搅拌器、泥
浆池、泥浆配臵设备等。但整个系统中的关键设备
是各种固控设备，即振动筛、除砂器、除泥器、泥 浆清洁器、离心机及除气器。其它的则属于辅助设 备。
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(5) 钻井岩屑在筛面
上的筛分过程远比干物 粒复杂。
由于钻井液粘度的
影响，同时也由于钻屑 吸附了一层水膜，这些
固相颗粒透过筛孔的难
度加大，使筛下物粒度 远小于筛孔尺寸。（糊
筛）
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3、振动筛的类型
1.从钻井液中清除有害固相，使固相含量不超出要求。
2.降低钻井液中细微颗粒的比例，保持合理的固相粒度和级配。
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常用的固控方法有：冲稀法，替换法，自然沉降法，化
学沉降法及机械清除法。
冲稀法：就是为保持固相含量基本不变，往高固相含量
的钻井液中加入清水或其它较稀液体，冲稀成低固相含量的钻
二）双轴直线振动筛
对于强制同步的直线振动筛的激振器有两个质量相等的偏心块，通过齿轮 作同步反向旋转将产生直线振动，因此筛箱的运动轨迹为直线。 工作原理:质量相等的两偏心块同步反向旋转，所产生的离心力F相等。在各 瞬间位臵上，离心力F沿振动方向的分力相加，与振动垂直方向的分力相互抵消。 因此激振器只在振动方向形成激振力，使筛箱作直线振动。 大多数钻井液直线筛的掷抛角(振动方向与水平面的夹角)在450～600之间。
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2、泥浆中有害固相的危害 1) 堵塞油气通道，损害油气层： A、钻井液压力大于地层压力时，钻井液向地层渗透，小于 地层油气通道的的固相随之深入，形成堵塞。即污染油层。 B、降低机械钻速（单位时间内钻头所钻井眼的进尺），缩 短钻头、钻具使用寿命。
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从井底返出的钻井液首先经过振动筛清除较大的固相颗粒， 故称振动筛为第一级固控设备，它适合于各种钻井液的筛分。23
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2、振动筛工作特点
(1) 钻井液振动筛筛 分的介质是液体，废弃的是 固相粒。 (2) 它所筛分的钻井液 是一种物化性能变化很大的
液相、固相和化学处理剂组
已应用于石油工业中的钻井液振动筛类型较多。主要有以下类型。
(1) (2) (3) (4) (5) 按筛箱上的运动轨迹分 按筛网绷紧方式分 圆形轨迹筛、直线轨迹筛、椭圆轨迹筛。
纵向绷紧筛和横向绷紧筛。
按筛分层数分 单层筛和双层筛。 按筛面倾角分 水平筛和倾斜筛。 按振动方式分 惯性振动筛、惯性共振筛、弹性连杆式共振筛、
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三、净化系统的组成及功用
1、系统组成
1）循环罐；
2）泥浆4级净化设备 3)加重房及材料房； 4）管线及阀件等组成。
2、 功用
实现泥浆的净化、 循环、配料等。使泥浆中的含砂量降低到0.5%以下。
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第二节 泥浆净化设备之一——震动筛 一 概述
1、作用：
振动筛是钻井必备的几种清 除钻屑的设备之一。钻井液振 动筛是固控系统中的关键设备 （一级固控设备），如果振动 筛不能正常工作，那么后续的 旋流器、离心机等固控设备将 难以正常工作。
成的混合；
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(3) 它所分离的固相颗 粒的粒度由几个微米到 20多毫米。由于要求筛 下物越细越好，因此筛 网使用的最大目数目前 已达到325目。
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(4) 要求钻井液振 动筛具有极好的运 移性、安装简单、 筛网更换方便、操 作粗放、工作可靠、 易损件少等特点。
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第五章 钻井液固控系统
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一、钻井液的作用
钻井液固控系统
第一节 概 述
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钻井液被喻为钻井血液，其性能的好坏直接关系 到钻井的成败。钻井液的最基本作用：
1、清洗井底携带岩屑；（洗井）
2、平衡地层流体压力； 3、平衡井壁岩石侧压力，并在井壁形成泥饼保持
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简单型单轴惯性振动筛
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二 振动筛结构特点
单轴惯性振动筛
自定心钻井液振动筛
惯 性 振 动 筛
箱式激振器双轴直线振动筛
双轴直线震动筛
筒式激振器双轴直线振动筛 自同步双电机驱动的双直线振动筛
均衡椭圆振型振动筛
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一）单轴惯性振动筛
井壁稳定防止井壁坍塌；
4、对于井下动力钻具而言，传递动力； 5、润滑冷却钻头、钻具；
6、利用钻井液准确获得井下资料。
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二、钻井液的固相控制 1、固相的概念及其危害
分散于钻井液中的固体颗粒称为钻井液中的固相。钻井液中的固相：
一是来源于被破碎岩石产生的钻屑（岩屑、劣质土、砂粒等）； 二是为钻井工艺要求而人为加入的（膨润土、重晶石等）。 按固相在钻井液中所起的作用可分为有用固相和有害固相两类。 钻屑是有害固相的主要来源，而且存在于钻井过程的始终，带来很多危害。 因此必须消除有害固相。
上方视野开阔，更换筛网方
便，筛箱整体高度较低，结 构刚度较大。通过齿轮副进