固控技术与设备
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二、固控设备
均衡椭圆筛
是近几年发展起来的一种新筛型，筛 箱上各点的运动轨迹如图,所有椭圆的运 动轨迹的长轴和短轴相同，抛掷角的大小 和方向完全一致。筛箱处于平动状态。在 筛箱的进口处、中点和出口处的输砂速度 是一致的。均衡椭圆筛结合了圆型振动筛 和直线振动筛的基本优点，即椭圆“长轴” 是强化岩屑输送的分量，而“短轴”可促 使岩屑在筛面上粘成一团的现象减少，消 除部分岩屑堵塞筛孔的可能性。在一般情 况下，均衡椭圆筛的处理量较直线筛大 20-30%，是一种比较先进的钻井液振动筛， 代表着当今钻井液振动筛的发展方向。
振动筛
通过筛箱定向振动，过滤液体，排出固相 振动筛的技术水平主要反映在处理能力（处理 量和分离粒度）。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 网面积和筛网的粗细有关。
按振动轨迹分类：圆筛、椭圆筛、直线筛、均 衡椭圆筛
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二、固控设备
振动筛
Βιβλιοθήκη Baidu结构
进液仓
各种固控设备分离范围
固相控制设备 颗粒尺寸，μm
标准筛网振动筛(60～10目) 细网振动筛(200～60目)
除砂器 除泥器 中速离心机（1600～2200rpm） 高速离心机（3000～4000rpm）
>250 74～250
44～74 15～44 5～10 2～ 5
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二、固控设备
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二、固控设备
• 筛网的目数与孔长的关系
目数 80 100 120 孔长μm 200 150 125 目数 150 200 325 孔长μm 100 74 44
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二、固控设备
筛网
结构型式：钩边筛网、框架筛网 表面形状：平面网、波浪网
钩边筛网 （平面网）
框架筛网 （平面网）
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一、概述
固相控制的方法：
稀释
替换
沉淀
机械处理
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一、概述
钻井液固相控制技术的内容主要包括固控设 备和固控工艺两大部分，其中固控设备的性
能和质量是固相控制技术的关键。
四级固控设备：振动筛、除砂器、除泥器、 离心机
辅助设备：砂泵、搅拌器、混浆器等
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一、概述
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二、固控设备
椭圆筛
激振中心
又称非均衡椭圆筛,是在筛箱质心的 正上方固定有激振装置。这种类振型的 振动筛，横向振幅大于法向振幅，横向 振幅与法向振幅之比值大于圆形振动的 比值，所以，它的平均输送速度大于圆 形振动的振动筛，影响了钻井液的处理 效果。如果筛加长，还会出现倒流。因 此，它要求筛箱倾斜一个角度，利用重 力强行排砂，以免砂粒有朝后抛掷的倾 向。由此而来，筛箱倾斜确实改善了砂 粒的移动性能，但振动筛处理钻井液的 量减少了，这正是普通椭圆筛的主要缺 点。
质心
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二、固控设备
直线筛
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，其寿命明显优于圆形或椭圆 振动筛的筛网；另外，由于钻井液受到的过 筛阻力较小，使得处理钻井液的量和均步度 均比圆型或椭圆振动筛大得多、好得多。但 是直线筛也有它的弱点，由于直线筛振动方 向不变，作用在卡入筛网孔里的颗粒上的加 速度矢量不变，使得卡入的颗粒不易脱落， 而出现“筛糊”现象，使得筛网的有效过流 面积减小，造成处理量下降，而且当筛网目 数增大时，筛糊现象会更严重。因而，直线 筛在使用超细目筛网时，就不可能满足钻井 液用量的要求。
钩边筛网 （波浪网）
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二、固控设备
振动筛的配制与使用（SY/T 6223-2005）
• 总处理量应为钻井泵最大总排量的100%-125%。 • 启动前应先松开筛箱固定装置，后检查电控装置、筛网、挡泥板 等，正常后方可启动运转。 • 接单根作业时不宜停筛。 • 每次停筛时，空筛运转5min-10min，同时将筛网清洗干净。 • 钻井液不需要通过筛网时，打开旁通装置。 • 根据所钻地层及钻井液性能要求选用筛网规格。 • 筛网上不应放置重物，不应用铁锹等硬物铲、刮、敲、打筛网。 • 更换筛网时应仔细检查支撑胶条的损坏情况。 • 新筛网使用时，运转1h后应进行二次张紧。 • 运输前，应用筛箱固定装置将振动筛固定好。 • 振动筛每次使用完后应及时清洗筛面，保持筛面清洁。
钻井液固相控制 技术与设备
聂军
钻井工程技术研究院
目
一、概述 二、固控设备 三、辅助设备
录
四、固控新技术与发展趋势
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一、概述
固控，即固相控制（Solid Control），就是
对钻井液中的固相颗粒的含量进行控制的技 术方法。
有用固相：膨润土、加重材料等 无用固相：岩屑、劣质土等
激振器
筛箱
底座 筛网
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二、固控设备
圆筛
亦称自定中心振动筛，激振器位于筛 箱质心。筛箱作圆形振动时，筛箱的法 向和横向加速度相等，筛箱可以水平安 装，筛网上没有堆积现象，相应地可以 加大处理量，但这类筛子上的固相颗粒 抛射角是筛子 加速度的函数，当法向加 速度为3—6倍重力加速度时，固相颗粒 抛射角达70°—80°。这样陡的抛射角 使得钻屑在下落时惯性大，易粉碎，相 应地增大了砂粒的透筛率，对钻井液的 净化不利。现场实践表明，圆型振动筛 输砂速度小，透砂率高，当这种筛配用 细目筛网时，又有处理量太小，筛网寿 命太低等缺点。
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二、固控设备
均衡椭圆筛
均衡椭圆振动筛在排屑时不仅仅是将岩屑抛出,而且使岩屑 产生转动，能将粘稠的泥团滚动排出, 提高了泥砂的爬坡能力; 而直线筛只是简单地将岩屑抛出,当泥浆粘度大时，直线筛 的筛网较易出现糊堵堆积，一旦遇到爬坡或排出端堆积岩屑， 后续岩屑由于受到下 侧摩擦力的影响往往 产生反旋倒走现象， 进一步加剧岩屑堆积。 因此，均衡椭圆筛排 出的岩屑要比直线筛 排除的固相浓度高。
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二、固控设备
• 直线筛与椭圆筛对比
二、固控设备
振动筛的分离粒度决定于筛网的目数 筛网的目数
筛网上1平方英寸（1英寸×1英寸）面积内的网孔 数量，通常表示为：
横向网孔数×纵向网孔数
如：100×80目（长方孔）或100×100目（方孔）
但实际使用中，以方孔筛网为主，因此100×100 目筛网简称为100目。
二、固控设备
均衡椭圆筛
是近几年发展起来的一种新筛型，筛 箱上各点的运动轨迹如图,所有椭圆的运 动轨迹的长轴和短轴相同，抛掷角的大小 和方向完全一致。筛箱处于平动状态。在 筛箱的进口处、中点和出口处的输砂速度 是一致的。均衡椭圆筛结合了圆型振动筛 和直线振动筛的基本优点，即椭圆“长轴” 是强化岩屑输送的分量，而“短轴”可促 使岩屑在筛面上粘成一团的现象减少，消 除部分岩屑堵塞筛孔的可能性。在一般情 况下，均衡椭圆筛的处理量较直线筛大 20-30%，是一种比较先进的钻井液振动筛， 代表着当今钻井液振动筛的发展方向。
振动筛
通过筛箱定向振动，过滤液体，排出固相 振动筛的技术水平主要反映在处理能力（处理 量和分离粒度）。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 网面积和筛网的粗细有关。
按振动轨迹分类：圆筛、椭圆筛、直线筛、均 衡椭圆筛
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二、固控设备
振动筛
Βιβλιοθήκη Baidu结构
进液仓
各种固控设备分离范围
固相控制设备 颗粒尺寸，μm
标准筛网振动筛(60～10目) 细网振动筛(200～60目)
除砂器 除泥器 中速离心机（1600～2200rpm） 高速离心机（3000～4000rpm）
>250 74～250
44～74 15～44 5～10 2～ 5
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二、固控设备
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二、固控设备
• 筛网的目数与孔长的关系
目数 80 100 120 孔长μm 200 150 125 目数 150 200 325 孔长μm 100 74 44
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二、固控设备
筛网
结构型式：钩边筛网、框架筛网 表面形状：平面网、波浪网
钩边筛网 （平面网）
框架筛网 （平面网）
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一、概述
固相控制的方法：
稀释
替换
沉淀
机械处理
13:10:34
一、概述
钻井液固相控制技术的内容主要包括固控设 备和固控工艺两大部分，其中固控设备的性
能和质量是固相控制技术的关键。
四级固控设备：振动筛、除砂器、除泥器、 离心机
辅助设备：砂泵、搅拌器、混浆器等
13:10:34
一、概述
13:10:34
二、固控设备
椭圆筛
激振中心
又称非均衡椭圆筛,是在筛箱质心的 正上方固定有激振装置。这种类振型的 振动筛，横向振幅大于法向振幅，横向 振幅与法向振幅之比值大于圆形振动的 比值，所以，它的平均输送速度大于圆 形振动的振动筛，影响了钻井液的处理 效果。如果筛加长，还会出现倒流。因 此，它要求筛箱倾斜一个角度，利用重 力强行排砂，以免砂粒有朝后抛掷的倾 向。由此而来，筛箱倾斜确实改善了砂 粒的移动性能，但振动筛处理钻井液的 量减少了，这正是普通椭圆筛的主要缺 点。
质心
13:10:34
二、固控设备
直线筛
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，其寿命明显优于圆形或椭圆 振动筛的筛网；另外，由于钻井液受到的过 筛阻力较小，使得处理钻井液的量和均步度 均比圆型或椭圆振动筛大得多、好得多。但 是直线筛也有它的弱点，由于直线筛振动方 向不变，作用在卡入筛网孔里的颗粒上的加 速度矢量不变，使得卡入的颗粒不易脱落， 而出现“筛糊”现象，使得筛网的有效过流 面积减小，造成处理量下降，而且当筛网目 数增大时，筛糊现象会更严重。因而，直线 筛在使用超细目筛网时，就不可能满足钻井 液用量的要求。
钩边筛网 （波浪网）
13:10:34
二、固控设备
振动筛的配制与使用（SY/T 6223-2005）
• 总处理量应为钻井泵最大总排量的100%-125%。 • 启动前应先松开筛箱固定装置，后检查电控装置、筛网、挡泥板 等，正常后方可启动运转。 • 接单根作业时不宜停筛。 • 每次停筛时，空筛运转5min-10min，同时将筛网清洗干净。 • 钻井液不需要通过筛网时，打开旁通装置。 • 根据所钻地层及钻井液性能要求选用筛网规格。 • 筛网上不应放置重物，不应用铁锹等硬物铲、刮、敲、打筛网。 • 更换筛网时应仔细检查支撑胶条的损坏情况。 • 新筛网使用时，运转1h后应进行二次张紧。 • 运输前，应用筛箱固定装置将振动筛固定好。 • 振动筛每次使用完后应及时清洗筛面，保持筛面清洁。
钻井液固相控制 技术与设备
聂军
钻井工程技术研究院
目
一、概述 二、固控设备 三、辅助设备
录
四、固控新技术与发展趋势
13:10:34
一、概述
固控，即固相控制（Solid Control），就是
对钻井液中的固相颗粒的含量进行控制的技 术方法。
有用固相：膨润土、加重材料等 无用固相：岩屑、劣质土等
激振器
筛箱
底座 筛网
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二、固控设备
圆筛
亦称自定中心振动筛，激振器位于筛 箱质心。筛箱作圆形振动时，筛箱的法 向和横向加速度相等，筛箱可以水平安 装，筛网上没有堆积现象，相应地可以 加大处理量，但这类筛子上的固相颗粒 抛射角是筛子 加速度的函数，当法向加 速度为3—6倍重力加速度时，固相颗粒 抛射角达70°—80°。这样陡的抛射角 使得钻屑在下落时惯性大，易粉碎，相 应地增大了砂粒的透筛率，对钻井液的 净化不利。现场实践表明，圆型振动筛 输砂速度小，透砂率高，当这种筛配用 细目筛网时，又有处理量太小，筛网寿 命太低等缺点。
13:10:34
二、固控设备
均衡椭圆筛
均衡椭圆振动筛在排屑时不仅仅是将岩屑抛出,而且使岩屑 产生转动，能将粘稠的泥团滚动排出, 提高了泥砂的爬坡能力; 而直线筛只是简单地将岩屑抛出,当泥浆粘度大时，直线筛 的筛网较易出现糊堵堆积，一旦遇到爬坡或排出端堆积岩屑， 后续岩屑由于受到下 侧摩擦力的影响往往 产生反旋倒走现象， 进一步加剧岩屑堆积。 因此，均衡椭圆筛排 出的岩屑要比直线筛 排除的固相浓度高。
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二、固控设备
• 直线筛与椭圆筛对比
二、固控设备
振动筛的分离粒度决定于筛网的目数 筛网的目数
筛网上1平方英寸（1英寸×1英寸）面积内的网孔 数量，通常表示为：
横向网孔数×纵向网孔数
如：100×80目（长方孔）或100×100目（方孔）
但实际使用中，以方孔筛网为主，因此100×100 目筛网简称为100目。