合理配套使用泥浆固相控制设备
试论泥浆固控系统的使用
试论泥浆固控系统的使用陈福洪程灭资(河南南阳市油田机械制造有限公司,河南南阳413132)廛恿抖遮瞒要]固控设备(又称泥浆净化设备)的作用,则是清除泥浆中的固相含量,维持泥浆优良性的保证.而优良的泥浆性能是预防钻井井下事故、防止伤害、保护产层、提高钻速、降循威.本的前提。
为此,固控系统使用性能等方面的优劣,将直接影响钻机的施工质量。
[关键词]泥浆;固控;系统在钻井过程中。
钻井液(又称泥浆)的作用是清洗井底、带出岩屑,冷却钻头、钻具。
1固控系统的工作原理及流程1.1固控系统的工作原理在钻井施工中,钻头在高压泥浆的辅助冲刷中不断钻进,岩屑被返出的泥浆带到地面以上。
此时的泥浆中含有大量的较大颗粒岩石,无法重复利用。
为了节约钻井成本,就要将此时泥浆中含有的固体按照其颗粒的大小,逐一地去除,并对净化后的泥浆成份再次配比,使其最终达到可以重复利用的性能.固控系统就是将此过程实现的装备。
该系统通过各部的联合使用,使从井口返出的带有钻屑的泥浆经过逐级净化、配药、加重等程序,使达到重复利用的性能。
泥浆净化流程:从井口返出的带有大量钻屑的泥浆经过井口返流管线依次经过振动筛、除气器、除砂器、除泥器、中速离心机、高速离心机的处理,对泥浆进行逐级净化,可以较好的去除其中的有害固相,达到泥浆再循环利用的程度。
此时泥浆泵可以直接吸人泥浆,打入高压管汇,进入井口,为钻机进行正常的钻井施工提供保证。
剪切配药流程:若泥浆成份需要再次配比。
则剪切泵从配药仓吸入泥浆,对从配药漏斗加入的药品进行反复剪切混合,再将混合后的药品注入配药仓,需要使用的时候,可以将剪切混合后的药品可以打入总泥浆管线,或任意泥浆仓,再经泥桨泵直接打人高压管汇进井口。
加重流程:若需要增加泥浆的比重,则加重砂泵从加重仓吸入泥浆,将从加重漏斗加入的重晶石等配入泥浆中,并将加重后的泥浆送至加重仓,或是其他的泥浆储备仓中,再由泥桨泵打人高压管汇进井口。
泥浆泵上水流程:各种型号钻机泥浆固控系统中泥浆泵的上水管线贯穿除沉砂仓、除气仓之外的各个泥浆仓,在每个仓内,布置一套罐底阀,此阀可在罐面操作其开关,使泥浆泵根据施工的实际情况,可以从任意一个仓吸人泥浆。
泥浆的规范
泥浆的规范泥浆是一种在油气钻井工程中广泛应用的流体,它在钻井过程中具有许多重要的功能,如冷却和润滑钻头,控制井压,固井和泥浆携带断层碎屑等。
为了确保钻井工作的顺利进行,泥浆的规范是非常重要的。
下面是一份1000字的泥浆规范。
一、泥浆的基本要求1. 泥浆的密度应根据井孔压力和井深计算得出,以确保泥浆在钻井过程中能够有效地控制井压。
2. 泥浆的黏度应根据井眼直径和钻头转速计算得出,以确保泥浆能够充分冷却和润滑钻头,同时减少钻井液的漏失。
3. 泥浆的过滤损失应控制在合理的范围内,以避免漏失导致地层稳定性的问题。
4. 泥浆的固相含量应控制在合理的范围内,以避免固相对设备的磨损和堵塞。
二、泥浆的配制和储存1. 泥浆的配制应严格按照技术规范和操作规程进行,以确保泥浆的质量稳定和性能可靠。
2. 泥浆的储存应采取严密的措施,防止泥浆中的固相沉淀和液相挥发。
3. 泥浆的配制和储存设备应定期检查和维护,确保其正常运行。
三、泥浆的循环和处理1. 泥浆的循环应保持稳定,流速应适当,避免出现液体剧烈波动和冲刷井壁的情况。
2. 泥浆中的固相应及时处理,避免固相对设备的磨损和堵塞。
3. 泥浆中的液相应进行适当的处理,以保持其性能和稳定性。
四、泥浆的化学药剂使用1. 泥浆的化学药剂应合理选择,且来源可靠。
2. 泥浆中的化学药剂使用应按照使用说明进行,避免过量使用或错用,以避免对环境和人体造成损害。
3. 泥浆中的化学药剂应定期检测和更新,以确保其性能和质量。
五、泥浆的检测和监测1. 泥浆的密度、黏度、过滤损失、固相含量和化学药剂应定期检测,确保其符合规范要求。
2. 泥浆的循环和泵送设备应定期监测,确保其正常工作。
3. 泥浆中的固相和液相应定期分析,以判断泥浆的性能和质量。
六、泥浆的废弃物处理1. 泥浆的废弃物应按照环保要求进行处理,以减少对环境的污染。
2. 泥浆的废弃物应集中存放,并配备合适的处理设备。
3. 泥浆的废弃物处理应按照相关法规和标准进行,确保其安全和环保。
固控设备基本流程
固控设备基本流程
艾潽机械
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。
泥浆仪器设备使用管理情况汇报材料怎么写
泥浆仪器设备使用管理情况汇报材料一、引言泥浆仪器设备是在工程建设和地质勘探中常用的重要工具,在确保工程质量和安全生产中起着至关重要的作用。
对泥浆仪器设备的使用管理情况进行定期汇报是非常重要的。
本文将就泥浆仪器设备使用管理情况汇报的内容和写作要点进行详细探讨,并给出个人的建议和见解。
二、使用管理情况汇报的内容和要点1. 泥浆仪器设备的基本情况在泥浆仪器设备使用管理情况汇报中,需要对泥浆仪器设备的基本情况进行介绍,包括设备型号、数量、使用地点、使用部门等基本信息,从而让汇报对象对泥浆仪器设备有一个整体的了解。
2. 设备使用情况需要对泥浆仪器设备的使用情况进行详细描述,包括设备的运行状态、使用频率、使用时间、使用人员等信息,以便了解设备的实际运行情况和使用效果。
3. 设备维护和保养情况泥浆仪器设备的维护和保养情况也是汇报的重点内容,需要说明设备的维护记录、保养措施、润滑情况等信息,以及针对设备使用中出现的问题和故障所采取的处理措施和效果。
4. 设备管理措施和建议需要对泥浆仪器设备的管理措施进行总结和回顾性的描述,并提出个人的建议和观点,以便对设备的后续管理和使用提出具体的改进建议和意见。
三、个人观点和建议在进行泥浆仪器设备使用管理情况汇报时,我认为应该重视设备的实际使用情况和管理措施的有效性,注重数据和事实的真实性和准确性,同时也要结合实际情况提出具体的改进建议和意见,以期提高设备的使用效率和管理水平。
四、结语泥浆仪器设备使用管理情况汇报是非常重要的,通过全面、深入和灵活地汇报设备的使用情况和管理措施,可以及时发现问题和改进不足,保障设备的正常运行和使用效果。
我希望在以后的工作中,能够加强对泥浆仪器设备的使用管理情况汇报,为工程建设和地质勘探的顺利进行做出更大的贡献。
以上所述,就是我对泥浆仪器设备使用管理情况汇报材料怎么写的个人见解和写作建议,希望能够对您有所帮助。
一、泥浆仪器设备的基本情况泥浆仪器设备是在工程建设和地质勘探中常用的重要工具,在确保工程质量和安全生产中起着至关重要的作用。
泥浆处理设备调研报告
泥浆处理设备调研报告泥浆处理设备是一种用于处理泥浆的装置,常用于油田、地质勘探和环境工程等领域。
通过对泥浆进行分离、过滤、清洗等操作,可以实现泥浆的回收利用或者有效处理。
泥浆处理设备通常包括泥浆分离器、泥浆过滤器、泥浆清洗器等单元。
泥浆分离器主要用于去除泥浆中的固体颗粒、杂质和溶解气体等。
其中,固体控制系统是泥浆处理设备的核心组成部分,通过离心分离的原理将固体颗粒和液体分离。
采用泥浆分离器可以实现泥浆的持续循环使用,降低了泥浆处理的成本。
泥浆过滤器主要用于去除泥浆中的细小颗粒和悬浮物。
通过过滤介质的作用,将泥浆中的固体颗粒拦截下来,使泥浆变得清澈透明。
泥浆过滤器的滤芯通常选择不同孔径的滤网或滤布,根据需要可以选择更细的过滤介质,以实现更高效的过滤效果。
泥浆清洗器主要用于去除泥浆中的有机和无机杂质,包括油污、化学品残留等。
通过采用物理或化学方法,可以将泥浆中的有害物质去除或转化为无害物质,从而达到净化泥浆的目的。
泥浆清洗器通常包括离心分离、洗涤和再生处理等工艺,可以根据不同的泥浆特性和处理要求进行灵活配置。
在泥浆处理设备的选择时,需要综合考虑以下几个因素:1.处理规模:根据泥浆的产量和处理要求确定设备的规模和产能。
一般来说,大规模的泥浆处理设备具有更高的处理效率,但在小规模场景下使用不经济。
2.泥浆特性:不同的泥浆具有不同的成分和性质,需要选择适合的处理设备。
例如,含有大量砂粒的泥浆需要采用能够有效分离砂粒的分离器;含有有机物的泥浆需要采用高效的清洗器。
3.设备性能:包括处理效率、处理周期、能耗等指标。
需要选择具有较高效率、较短处理周期和较低能耗的设备,以提高处理效果和降低运营成本。
4.操作维护:需要考虑设备的易操作性、易维护性和故障率。
选择易操作维护的设备可以降低人力成本和设备故障对生产的影响。
5.成本效益:综合考虑设备的价格、使用寿命和运营成本,选择成本效益较高的设备。
并且,在设备选型时应注意与其他设备的配套使用,以便达到更高的处理效果。
泥浆管控实施方案
泥浆管控实施方案
泥浆在钻井作业中扮演着非常重要的角色,它不仅用于冷却和润滑钻头,还可以帮助将钻屑从井底带出。
因此,泥浆管控是钻井作业中至关重要的一环。
本文将就泥浆管控的实施方案进行详细介绍,以确保钻井作业的顺利进行。
首先,泥浆管控需要进行充分的计划和准备工作。
在开始钻井作业之前,需要对井场地形、地质条件、井口设备等进行全面的调查和评估,以确定泥浆管控的具体方案。
同时,需要根据井深、井眼直径、井壁稳定性等因素,选择合适的泥浆类型和密度,确保泥浆能够有效地控制井壁。
此外,还需要准备好相应的泥浆处理设备和人员,以应对可能出现的各种情况。
其次,泥浆管控的实施需要严格按照相关规程和标准进行。
在钻井作业中,需要密切监测泥浆的性能和状态,及时调整泥浆的密度、粘度、过滤性能等参数,以确保泥浆能够有效地控制井壁,并及时清除钻屑。
同时,需要定期对泥浆进行检测和分析,以及时发现和解决泥浆中可能存在的问题,保证泥浆的质量和性能稳定。
最后,泥浆管控的实施需要加强现场管理和协调配合。
在钻井现场,需要严格执行泥浆管控方案,确保各项措施得到有效实施。
同时,需要加强与其他作业人员的沟通和协调,及时了解井下情况,确保泥浆管控能够与其他作业环节协调配合,最大限度地提高钻井效率和安全性。
综上所述,泥浆管控实施方案是钻井作业中不可或缺的一部分。
通过充分的计划和准备、严格按照规程和标准进行、加强现场管理和协调配合,可以确保泥浆管控的有效实施,保障钻井作业的顺利进行。
希望本文所述内容对泥浆管控实施方案的制定和实施有所帮助。
固控系统的设备选用
固控系统的设备选用
泥浆固控系统的设备有:泥浆罐,钻井液振动筛,真空除气器,除砂器,除泥器,中速钻井液离心机,高速钻井液离心机,以及砂泵,泥浆搅拌器等其他辅助设备。
不同钻机对固控设备的选用也不尽相同,通常,对于5000m以上的钻机,钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、中速钻井液离心机,高速钻井液离心机这几种净化设备需要配备齐全;
对于3000m、4000m钻机,可以不配备高速钻井液离心机;
对于3000米以内钻机或是修井机,可以只需配备钻井液振动筛、除砂器、中速钻井液离心机。
固控系统中的辅助设备是必不可少,在固控系统的左端(以井口中心为定位标准),布置泥浆配药,加重功能流程,4000米以下钻机可以将配药、加重布置在一起,对4000m及以上的钻机,由于泥浆罐较多,可以将配药、加重分开布置。
泥浆质量控制
泥浆质量控制一、引言泥浆质量控制是钻井作业中至关重要的环节,对于保证钻井作业的顺利进行和井下安全具有重要意义。
本文将详细介绍泥浆质量控制的标准格式,包括泥浆质量控制的目的、要求、方法和步骤等内容。
二、目的泥浆质量控制的目的是确保钻井过程中泥浆的质量符合规定标准,保证井下作业的安全和顺利进行。
通过有效的泥浆质量控制,可以减少事故发生的可能性,提高钻井作业的效率和质量。
三、要求1. 泥浆密度控制要求:根据井深和井眼情况,合理控制泥浆密度,以确保井壁稳定和井眼清洁。
2. 泥浆循环率控制要求:根据钻井液性质和井深等因素,合理控制泥浆循环率,以保证井下作业的正常进行。
3. 泥浆过滤性能控制要求:根据井眼情况和井下作业需求,保证泥浆具有良好的过滤性能,防止井眼塌陷和井壁失稳。
4. 泥浆化学性能控制要求:合理控制泥浆的pH值、盐度等化学性能,以保证井下作业的安全和顺利进行。
5. 泥浆污染物控制要求:对泥浆中的有害污染物进行有效控制,以保证井下作业的安全和环保。
四、方法1. 泥浆密度控制方法:通过调整泥浆中的重质钻井液和轻质钻井液的比例,以及添加重质或轻质物质来控制泥浆密度。
2. 泥浆循环率控制方法:通过调整泥浆泵的转速和排量,以及控制钻井井口的流量来控制泥浆循环率。
3. 泥浆过滤性能控制方法:通过控制泥浆中的固相颗粒大小和浓度,以及添加过滤剂和增稠剂来控制泥浆的过滤性能。
4. 泥浆化学性能控制方法:通过添加酸碱调节剂和盐度调节剂,以及控制钻井液中的离子浓度来控制泥浆的化学性能。
5. 泥浆污染物控制方法:通过添加污染物控制剂和使用污染物处理设备,以及定期监测泥浆中的污染物浓度来控制泥浆的污染物含量。
五、步骤1. 根据井深和井眼情况,确定泥浆密度控制目标。
2. 根据泥浆密度控制目标,调整泥浆中的重质钻井液和轻质钻井液的比例,并添加相应的物质。
3. 根据钻井液性质和井深等因素,确定泥浆循环率控制目标。
4. 根据泥浆循环率控制目标,调整泥浆泵的转速和排量,并控制钻井井口的流量。
泥浆处理管理方案
泥浆处理管理方案1. 引言泥浆是在勘探和生产活动中产生的一种重要废物。
泥浆中含有各种悬浮物、沉积物和有机物质,对环境造成严重的污染。
为了有效地管理并减少泥浆对环境的负面影响,制定合理的泥浆处理管理方案是至关重要的。
本文将介绍一种可行的泥浆处理管理方案,包括泥浆处理设备的选型、处理过程的控制和监测、废泥的处理与处置等方面的内容。
2. 泥浆处理设备选型在泥浆处理流程中,选择合适的处理设备是关键。
以下是一些常见的泥浆处理设备:2.1 滤干机滤干机适用于对泥浆进行脱水处理,通过压力过滤和物理力去除泥浆中的水分。
滤干机具有处理能力高、效率高、节能环保的特点,常用于快速处理大量泥浆。
2.2 离心机离心机可以通过离心力把泥浆中的悬浮物和固体颗粒从液相中分离出来。
离心机具有处理效率高、分离效果好的优点,对于泥浆中颗粒大小分布广泛的情况特别适用。
2.3 沉淀池沉淀池是一种常见的泥浆处理设备,通过重力作用将泥浆中较重的固体颗粒沉淀到池底,再将上清液排出。
沉淀池具有结构简单、维护方便等优点。
3. 泥浆处理过程的控制和监测为了保证泥浆处理的效果和稳定性,需要进行相应的控制和监测。
3.1 流量控制在泥浆处理过程中,合理控制流量是非常重要的。
过大的流量可能导致设备堵塞或运行不稳定,过小的流量则会降低处理效率。
因此,需要根据处理设备的能力和泥浆的输送需求,合理设置流量控制装置。
3.2 固体颗粒含量监测固体颗粒含量是评估泥浆处理效果的重要指标。
通过定期抽取样品进行固体颗粒含量的测量,可以及时了解处理效果,优化处理过程。
常用的监测方法包括离心法、显微镜观察法等。
3.3 pH值和悬浮物监测pH值和悬浮物是评估泥浆的处理质量的关键参数。
通过监测泥浆中的pH值和悬浮物含量,可以及时调整处理条件,确保处理过程稳定。
监测方法包括pH计测量、悬浮物测定仪等。
4. 废泥的处理与处置泥浆处理过程中产生的废泥需要进行处理和处置,以减少对环境的影响。
泥浆质量控制
泥浆质量控制一、引言泥浆质量控制是钻井作业中非常重要的环节,它直接影响到钻井的安全和效率。
合理的泥浆质量控制可以保证钻井过程中的稳定性和可靠性,减少事故的发生,提高钻井作业的效率。
本文将详细介绍泥浆质量控制的标准格式,包括泥浆质量控制的目的、方法、要求以及常见的控制措施。
二、泥浆质量控制的目的泥浆质量控制的目的是确保钻井过程中泥浆的性能稳定和符合要求,以保证钻井作业的顺利进行。
具体目标包括:1. 保持泥浆的循环性能,确保泥浆能够顺利地从井口流入井底并返回地面。
2. 控制泥浆的黏度、密度和流变性能,以满足钻井作业的需求。
3. 控制泥浆中固相颗粒的含量,防止固相颗粒对钻井设备的磨损和堵塞。
4. 控制泥浆中的气体含量,防止气体的溢出和井喷。
三、泥浆质量控制的方法泥浆质量控制的方法主要包括实验室分析和现场监测。
实验室分析是通过对采集的泥浆样品进行化学和物理性质的测试,以评估泥浆的质量。
现场监测是通过实时监测钻井液系统的参数和性能指标,及时发现问题并采取相应的措施。
四、泥浆质量控制的要求泥浆质量控制的要求是基于钻井作业的具体需求和环境条件而定的。
一般来说,泥浆质量控制应满足以下要求:1. 泥浆的密度应符合井口静压力的要求,以保证井口的稳定性。
2. 泥浆的黏度应适中,既要保证泥浆能够顺利地循环,又要保证钻井液能够有效地携带切削屑。
3. 泥浆的流变性能应符合钻井作业的需求,如控制钻井液的流动速度和切削屑的悬浮性能。
4. 泥浆中的固相颗粒应控制在合理的范围内,防止对钻井设备的磨损和堵塞。
5. 泥浆中的气体含量应控制在安全范围内,以防止气体的溢出和井喷。
五、常见的泥浆质量控制措施为了满足泥浆质量控制的要求,可以采取以下常见的控制措施:1. 调整泥浆的密度:根据井口静压力的要求,通过添加或减少重质物质来调整泥浆的密度。
2. 调整泥浆的黏度:根据钻井液的循环能力和切削屑的悬浮性能要求,通过添加或减少黏度剂来调整泥浆的黏度。
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合理配套使用泥浆固相控制设备任安德2017年11月16日1 概述钻井固相是泥浆中所含固体成分,其体积或质量百分比即为我们通常所说的泥浆固相含量。
钻井固相按其作用可分为两类:有用固相和有害固相。
正因为泥浆固相含量及颗粒大小与钻井综合成本有着如此重要的关系,泥浆固相控制才在钻井工程中显得至关重要。
泥浆固相控制就是要清除泥浆中的有害固相,保存有用固相。
以满足钻井工艺对泥浆性能的要求。
固相控制的方法很多常用的有大池子沉淀、稀释法、替代法、机械法、化学絮凝法五种。
稀释法是用清水或其他较稀的液体来稀释泥浆;替代法是利用清水或性能符合要求的泥浆来替代出一部分固相较高的泥浆,从而减轻总的固相含量;机械法是通过振动筛、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,将泥浆中的固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开,根据需要进行取舍,以达到控制固相的目的;化学方法是利用不分散体系泥浆来控制钻屑,使之不分散或絮凝,他常常是机械或其他方法的补充。
其中由于机械法固控效果好,成本低,且尚无新的固控方法可以替代,故在钻井施工中被普遍采用。
对泥浆循环固控系统研究探索主要针对流程的科学设计,同时以流程为主线来合理配置固控设备,其最终目的是为了更好地满足钻井作业的需要,因此,首先要从钻井工艺要求的角度考虑,其次要符合高效、节能、环保的要求,另外,要安装方便、操作简单、降低劳动强度。
2 泥浆的分类和作用2.1 泥浆的分类泥浆是粘土颗粒分散在介质中而构成的。
构成泥浆的分散体不止是粘土颗粒,而分散介质也不止是水。
以分散和分散介质不同来划分泥浆的分类和组成(见表2.1)。
表2.1 泥浆的分类注:上表均系指一般比重的泥浆。
若重泥浆,则分散体里还有加重剂颗粒。
目前普遍使用水基泥浆和油基泥浆。
2.2 泥浆的作用泥浆是关系钻井成败的主要因素之一。
泥浆的主要作用如下:(1)携带和悬浮钻屑。
泥浆的一个基本作用,就是要把钻头破碎的岩屑从井底带出井眼,保持井眼净化。
(2)稳定井壁:泥浆的组成必须对钻遇的泥页岩的水化膨胀和分散具有较强的抑制作用,同时,泥浆的滤失性能应有利于在井壁上形成薄而韧、摩擦系数小的泥饼。
(3)冷却和冲洗钻头,清扫井底岩屑。
(4)平衡井底压力:泥浆密度能在较大范围内调节,以建立与地层压力相平衡的液柱压力,防止喷、漏、塌、卡等井下复杂情况发生。
2.3 泥浆中固相分类根据泥浆中固体的性质可将其区分为两大类:(1)活性固体:这些固体在水中水化分散,它们的物理化学性质受水中的离子和泥浆处理剂的影响,这些固体如粘土和以粘土为主要成分的岩屑。
(2)惰性固体:这些固体不溶于水,在水中也不水化分散,如重晶石、石灰石、砂等。
根据固体对泥浆性能的影响,泥浆中的固体又可分为:(1)有用固体:包括膨润土(颗粒一般小于2m )、重晶石等加重料和一些泥浆处理剂。
(2)有害固体:(或称无用团体)是指岩屑、劣质粘土和砂粒,它们的颗粒直径皆大于10mμ。
各种不同的固体其颗粒直径范围如下:常用的重晶石大部分颗粒处于2~74mμ范围内(95%通过200目筛),在钻进过程中地层岩石不断地被钻头破碎,钻屑进入泥浆,而它们大部分是有害固体,因此要保持泥浆固相含量低和胶体含量低必须解决以下问题:(1)让钻碎的岩屑和粘土,由井底带至地面整个过程不水化、不分散。
(2)让钻屑尽快地由井底返至地面,迅速地从泥浆中清除出去。
(3)让泥浆中维持适当数量的小于2mμ的胶体颗粒。
总之,为了提高钻井速度、保证井下安全和维持泥浆良好性能,不仅要保持泥浆低固相含量,而且要尽可能降低泥浆中小于2mμ的胶体颗粒的数量。
3 泥浆固相控制系统3.1 泥浆循环系统流程根据钻井作业的要求,可以将泥浆循环系统的各个流程按其功能划分如下几个基本流程:(1)泥浆罐容积流程(泥浆贮存单元);(2)出浆分配罐流程(分配泥浆到不同处理单元);(3)泥浆固控设备流程(固相控制单元);(4)泥浆加重(混浆)流程;(5)泥浆泵吸入流程;(6)泥浆的常规除气流程;(7)钻井起下钻计量罐及灌浆流程;(8)泥浆储备灌及储备流程;(9)气侵放喷液气分离器系统;(10)泥浆罐电路系统。
各个流程在整个泥浆循环系统中有着相对的独立性,其作用是由钻井工艺来决定的,反过来为钻井服务。
3.2 泥浆罐的容积流程泥浆循环系统根据其作用分别由六种罐组成:第一种是固控设备罐(安装振动筛、一体机的罐),第二种是中间罐也叫过渡罐(离心机安装在此罐上),第三种是加重(混浆)罐,第四种是泥浆泵吸入罐,第五种是计量罐(容积为10m3),第六种是存贮泥浆罐;每个罐(含隔仓)都安装有15KW 泥浆搅拌器,每个罐(含隔仓)都设定有固定标尺,能及时观察罐内泥浆体积。
整个罐通过走道网板联接,罐边设置有可收放的栏杆,栏杆之间有联接,在振动筛、泵房和加重罐处设置有三套或三套以上的梯子。
3.2.1 出浆分配罐流程泥浆从井口返出后经回溢管连接到泥浆分配罐流程,分配罐接口及作用如下:(1)流入泥浆振动筛接口,有几台泥浆振动筛就有几个接口;(2)回溢管接入口;(3)分离器泥浆脱气后流出接口;(4)计量罐返浆接口;(5)泥浆直排入罐接口;(6)泥浆直排入外池接口。
3.2.2 泥浆固控设备流程泥浆固控是泥浆循环系统的核心部分,根据固控分级原理划分,固控设备的处理及摆放程序是振动筛→除砂器→除泥器→中速离心机→高速离心机。
图3.1 泥浆固控设备流程3.2.2.1 振动筛是第一级固控设备,而且只有它是全过流处理,并直接影响后几级固控设备的工作效果和泥浆体系的好坏。
振动筛处理量大,排浆流畅,适应200目以上高目数筛网是当前振动筛的基本要求。
公司目前使用的GXS-Ⅱ振动筛处理量为60L/S,最大激振G力(g)达8.2,经过现场使用,反映效果很好。
表3.1 GX/S型直线/平动椭圆双轨迹振动筛主要参数3.2.2.2 除砂器是第二级固控设备。
它的工作原理是旋流器的离心分离与重力排砂相复合的工作原理,其处理过程不是全过流,工作动力是由55KW 砂泵提供,它的分离点为74mμ左右(分离点是通过分离设备的工作,有一种颗粒在底流和溢流中各占50%,该粒度点叫该设备的分离点)除砂器的底流还可以经过清洁器进行泥浆回收。
表3.2 旋流器直径与分离点参数注:1)直径为150~300mm的旋流器称为除砂器。
在输入压力为0.2MPa时,除砂器处理泥浆的能力为20~120m3/h。
正常工作状态下能够清除大约95%大于74mμ的钻屑和大约50%大于30mμ的钻屑。
2)直径为100~150mm的旋流器称为除泥器。
在输入压力为0.2MPa时,其处理能力为10~15m3/h。
正常工作状态下可清除约95%大于40mμ的钻屑和约50%大于15mμ的钻屑。
3.2.2.3 除泥器是第三级固控设备。
除泥器的进浆是除砂器的溢流。
除泥器的工作原理和除砂器一样,只是工作范围不同,其分离点为43mμ左右。
为了满足钻井工艺对泥浆的要求,目前循环系统的固控系统都采用除砂除泥一体机,都能保证固相的控制及泥浆性能的稳定。
表3.3 除砂除泥一体机主要参数3.2.2.4 中速离心机是第四级固控设备。
中速离心机以除砂器和除泥器的溢流浆可作为进浆。
中速离心机的工作效率高,能降低泥浆密度的同时可以降低粘度,还可以节约大量的泥浆助剂。
表3.4 中速离心机主要参数3.2.2.5 高速离心机是第五级固控设备。
高速离心机工作后可将其胶体固相和超细微固相的溢流排出到罐外,而将含有相对较大颗粒的固相或含重晶石的底流回收到特定罐中并加入一定的水和药品合成优质的泥浆。
表3.5 高速离心机主要参数4 固相控制设备选用4.1 振动筛振动筛是固控系统中最重要的净化设备,作为泥浆的第一级净化,其作用是将从井口返出的泥浆中大于70m 的较大颗粒除去,并且不产生破碎,以便下一级净化设备对泥浆进一步净化。
振动筛性能的优劣除直接影响第一级处理的质量外,对下级净化处理设备性能的发挥也有很大的影响。
4.1.1 振动筛的选用振动筛的使用性能主要反映在处理能力、工作的稳定性、寿命的长短和操作的灵活性等几方面,振动筛的处理能力与振动筛的结构、运动轨迹、振动频率、振动强度、筛网面积和筛网的目数有关系。
目前较为先进的振动筛一般多是高速、线性、细目、多层的振动筛,能够较好地满足钻井工程的要求。
振动筛分离钻屑的能力由筛网决定,所以某种振动筛的性能好坏,从现场使用者的角度来看,很大程度上是由该筛实用筛网目数、筛网的面积决定的。
图4.1 振动筛分离曲线图从上图可以看出,振动筛筛网的目数不同,筛分的固相颗粒的粒径也是不同的。
30目筛网的筛分颗粒的最小粒径为540mμ,50目筛网的筛分颗粒的最小粒径为280mμ,60目筛网的筛分颗粒的最小粒径为230mμ,200目筛网的筛分颗粒的最小粒径为170mμ,120目筛网的筛分颗粒的最小粒径为110mμ,200目筛网的筛分颗粒的最小粒径为74mμ,325目筛网的筛分颗粒的最小粒径可达到44mμ。
根据钻井作业要求,配备的泥浆振动筛的固相分离粒径最小为74mμ,振动筛应安装200目的筛网。
在选用振动筛时,泥浆的许可处理量是一项重要的参数。
为了使振动筛与钻机匹配,就必须考虑泥浆泵的最大排量及钻进中产生的钻屑量。
表4.1 钻井泵的排量表公司钻机配备的钻井泵主要为1600型钻井泵2台,见表4.1可知,泥浆固控系统需要配备3台振动筛,所需振动筛的处理量约为180sL/,单个振动筛的处理量为60sL/。
4. 2 除砂器、除泥器(一体机)的选用4.2.1 除砂器是用于清除泥浆中砂子颗粒的一种分离设备,除泥器是用于清除泥浆中粘泥颗粒的一种分离设备。
除砂器与除泥器的工作原理是一样的,都是由一组水力旋流器和一个处理旋流器底流并回收泥浆的小型超细网目振动筛组成。
除砂器主要适用于加重的水基泥浆,其有效分离粒径为44~74mμ,若用于处理油基泥浆时,有效分离粒径会减小到70mμ。
除泥器主要适用于固体含量较低的非加重水基泥浆,有效分离粒径为8~40mμ,若用于处理油基泥浆时,有效分离粒径则增大为40~50mμ。
水力旋流器的直径、进料口尺寸及进料管形状、流通形式、溢流口尺寸及溢流管插入深度、底流口尺寸等都是影响旋流器工作特性的重要因素。
旋流器的处理量与自身直径的平方成正比,溢流中的固相粒也随直径的增大而增大。
溢流管插入过深或过浅都会使溢流中固相粒径增大。
底流口尺寸过大或过小对底流的排出均不利。
公司使用的旋流器主要有100和250mm两种规格,处理量大致相同,都在150~200hm/3左右,而其固相分离能力主要由旋流器的直径决定。
图4.2 旋流器固相分离曲线图从图4.2中可以看出,旋流器处理固相颗粒的曲线比较平缓,即使使用很小口径的旋流器也很难将很大直径的固相颗粒100%的清除干净,这就是旋流器无法代替振动筛和离心机的原因。