钻井用固控设备.
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。
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。
固控设备技术要点讲解
（四）工作原理：振动筛采用双激振电机激振，
每个激振电机都有一对偏心块，在旋转时能产生
圆形激振力。工作时，两个电机反向旋转，在筛
箱上合并产生一个纯直线的激振力。直线型激振 力正好通过筛箱的质心，在整个筛面长度上产生 相同的直线位移。位移能使固相沿着筛网向前持 续输送，并且使固相脱离振动筛的筛框末端，排 出钻屑。
井液的三级净化，可有效地清除悬浮在钻井液中大于30
微米的固相颗粒，是稳定、调节钻井液技术指标不可缺少
的重要设备之一。
除泥器，为双排直线组合式旋流器组和细目振
动筛，通过调节旋流器底流和筛架角度可实现加重 钻井液中的重晶石回收和非加重钻井液的一般使用， 除泥器选用5寸浇注型聚氨脂旋流器，使用范围大， 耐磨损不堵塞，筛架后角可调整，不跑钻井液，
三、除பைடு நூலகம்器
（一）概述： 随着钻井技术的不断进步，水平井、定向井等钻井
新技术、新工艺的不断推广应用，钻井液的技术性能与钻
井速度和钻井质量间的矛盾日益突出，如何经济有效地提 高，特别是稳定钻井液的技术指示，清楚钻井液中的有害 固相，满足钻井新技术工艺的需求，已成为石油钻井技术 发展和进步的重要技术攻关课题。为此除泥器广泛用于钻
（五）震动筛的安装 1. 安装 （1）正确安装与使用钻井液振动筛是十分必要的，
放置设备时，必须留出操作者能够在振动筛两侧更
换筛网的位置。另外，设备必须保证左右两个方向
上水平，以确保泥浆分布均匀。
（2）不要在参振的筛箱上焊接或安装排砂槽等装 置。 （3）当电机已经安装并接线后，不得在筛箱上进 行焊接。焊接可能将导致电机绕组和轴承损坏。
1、Ф300mm水力旋流器，壳体上部为圆柱形筒
体与顶盖平衡，有一切向矩形进液管，壳体中心
钻井液固控系统
加重剂
加重剂是一种密度较大的物质，加入钻井液中可以增加钻 井液的密度，提高对井壁的支撑力，防止井壁坍塌。
降滤失剂
降滤失剂是一种能够降低钻井液滤失量的物质，加入钻井 液中可以减少钻井液在钻井过程中的滤失量，保持钻井液 性能稳定。
防塌剂
防塌剂是一种能够防止井壁坍塌的物质，加入钻井液中可 以减少对井壁的侵蚀和破坏，保持井壁稳定。
钻井液固控系统面临的挑战
01
技术更新换代
随着钻井技术的不断进步和应用需求的不断提高，钻井液固控系统需要
不断进行技术更新和升级。这需要不断投入研发力量，加强技术创新和
产品升级，以满足市场和客户的不断变化的需求。
02
成本控制与市场竞争
钻井液固控系统的成本直接影响到钻井工程的总成本。如何在保证系统
性能和质量的前提下，降低系统成本，提高市场竞争力，是钻井液固控
钻井液固控系统
• 引言 • 钻井液固控系统组成 • 钻井液固控系统工作原理 • 钻井液固控系统应用 • 钻井液固控系统发展趋势与挑战
01
引言
目的和背景
钻井液固控系统是石油钻井工程中用于控制钻屑和钻井液固相含量的重要设备。
随着钻井技术的不断发展，钻井液固控系统的应用越来越广泛，对于提高钻井效率、 降低钻井成本、保障钻井安全具有重要意义。
系统面临的重要挑战。
03
复杂工况适应能力
钻井液固控系统在面对不同地质条件、气候环境和工作压力等复杂工况
时，需要具备较高的适应能力。如何提高系统的稳定性和可靠性，降低
故障率，是钻井液固控系统面临的重要挑战之一。
未来研究方向与展望
新材料与新技术的应用
随着新材料和新技术的不断发展，未来钻井液固控系统将进一步探索和应用新型材料、节能技术和智能控制技术等， 以提高系统的性能、环保性和智能化水平。
油田工程拟投入的主要施工机械设备表
油田工程拟投入的主要施工机械设备表
以下是拟投入油田工程的主要施工机械设备。
这些设备将在油
田工程的各个阶段中发挥重要作用，确保施工的顺利进行。
1. 钻井设备
- 钻机：用于进行油井的钻探作业，包括旋挖井机和摩擦钻机。
- 钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于将钻头送入地下。
2. 钻井液处理设备
- 钻井液搅拌池：用于将钻井液的各种材料混合均匀。
- 钻井泥浆固控设备：用于处理钻井液中的固体废料，包括振
动筛和离心机。
3. 取心设备
- 取心机：用于从井下取得地质样本，以进行地质调查和分析。
4. 提升设备
- 提升机：用于将油井中的油管、钻杆等设备提升至地面。
5. 油井维护设备
- 抽油机：用于抽取油井中的原油。
- 油井抓插机：用于进行油井抓插作业，包括插管和拔管。
6. 压裂设备
- 压裂车：用于进行地下水压裂作业，以增加油井产能。
以上是拟投入油田工程的主要施工机械设备。
这些设备将在施工过程中发挥重要作用，确保油田工程的顺利进行。
请根据实际情况进行设备选择，并确保设备的正常运行和定期维护。
固控系统
固控系统泥浆的作用：冷却钻头，携带钻屑，平衡地层压力，防止井塌，井涌，等固控系统的作用：去除钻屑，保证泥浆性能。
固控系统的配置：固控系统根据钻井的深度来决定选用的设备，同等井深在不同的地域设备的选择也不同，但不会相差很大。
一般我们回根据钻机的型号选配，从ZJ20-ZJ90，通常情况下，ZJ30钻机一下只需要3级固控设备，即：钻井液振动筛，除砂器，除泥器；ZJ30以上是5级净化设备：钻井液振动筛，真空除气器，除砂器，除泥器，钻井液离心机。
其中泥浆罐最为载体是必不可少的，常用的泥浆罐规格有：95000x2300x2100mm 125000x2400x2300mm，泥浆罐的数量根据钻井泥浆的总容积计算，选择合适的数量以及尺寸。
20钻机泥浆总容积大概是：120m³30钻机：240m³40钻机：260m³50钻机：320m ³70钻机：420m³90钻机：540m³需要处理的循环泥浆量大约是总容积的65%。
各级固控设备的处理量选择满足循环泥浆量或稍大即可。
固控系统的配备的一个原则基本就是这些，具体的则根据钻机型号，或者客户的要求灵活选择。
固控系统中主要设备永远不变，即5级净化设备，振动筛，真空除气器，除砂器，除泥器，离心机。
设备的选择则根据不同的钻机灵活选配，其余辅助设备也不可缺少，除砂器，除泥器必须由砂泵一对一提供动力，离心机可选用液下渣浆泵或螺杆泵供浆。
泥浆罐初振动筛仓，除气仓外必须有搅拌器（原则，宁大勿小）。
有搅拌器的地方必须带泥浆枪，泥浆枪可以冲洗罐的死角以及辅助搅拌器启动。
另外固控系统中的射流混浆装置也是不可少的。
射流混浆装置可以作为一个单独个体存在，也可以直接与混浆罐的尾端连接在一起。
由管汇连接。
固控系统流程描述：泥浆罐的容积高度需要减去底座和罐面方管高度300mm底座一般是由20#工字钢或H型钢与方管焊接组成，铺设8-10m钢板，罐面焊接100mm方管作为各级固控设备的支撑，并铺设花纹板。
钻井泥浆固控设备加重泵工作原理
钻井泥浆固控设备加重泵工作原理探究1. 引言在油气勘探和开发过程中，钻井是一个不可或缺的环节。
而在钻井过程中，钻井泥浆固控设备则起着至关重要的作用。
其中，加重泵作为固控设备中的核心设备之一，其工作原理更是至关重要。
2. 加重泵的定义与作用让我们来了解一下加重泵的定义和作用。
加重泵，顾名思义，是用来加重钻井泥浆密度的设备。
它的主要作用是在钻井中保持井壁的稳定、冷却钻头、运输岩屑和润滑钻杆，从而保障钻井顺利进行。
3. 加重泵的工作原理接下来，我们将深入探讨加重泵的工作原理。
加重泵的工作原理主要涉及到压力、流体力学等知识。
在加重泵内部，泥浆通过叶轮机构受到压力作用，从而形成高速旋转的叶轮。
这一高速旋转的作用会产生一定的离心力，将泥浆加速抛出。
泥浆在叶轮的作用下，也会形成一定的压力，从而提高泥浆的密度。
4. 加重泵的运行过程了解了加重泵的工作原理之后，让我们来看一看加重泵的运行过程。
在实际的钻井作业中，加重泵通常会与其他设备，如搅拌器、搅拌罐等设备协同工作。
泥浆首先进入加重泵的泥浆箱内，然后通过泵射入加重泵内部，进行加重处理。
整个运行过程中，需要严格控制泥浆的流速、压力等参数，以保证加重效果的稳定和可靠。
5. 加重泵的工作原理在固控中的重要性加重泵作为固控设备中的核心设备，其工作原理对固控效果具有决定性的影响。
通过理解和掌握加重泵的工作原理，可以帮助钻井工程师更好地把握固控操作的关键环节，从而更好地应对各种复杂的固井情况。
6. 个人观点与总结钻井泥浆固控设备加重泵的工作原理是一个极其复杂和精密的过程。
通过深入了解和研究加重泵的工作原理，可以帮助我们更好地理解固控设备的运行机制，从而更好地应对复杂的钻井工程。
加重泵作为固控设备的核心设备之一，其工作原理对固控效果具有至关重要的作用。
我个人认为，加重泵的工作原理是一个非常值得深入研究和探讨的课题。
在撰写本文的过程中，我深入研究了钻井泥浆固控设备加重泵的工作原理，梳理了其定义、作用、工作原理和运行过程，并在此基础上提出了个人观点和总结。
固控系统基础知识
真空除气器具备真空抽吸和形成薄层絮流两种功能，主要通过喷射器或真空泵 从真空罐(室)中抽出气体，使罐内保持真空，以便吸入气侵泥浆，尔后进行除 气。这类除气器通常具有以下设备： 1）喷射器或真空泵：用以保持真空罐适当的真空度，将待处理的泥浆吸入， 并排出分离气； 2）特定的锥形挡板：泥浆流经挡板时扩散成薄膜状，从而易于气体逸出； 3）特定型式的离心泵或喷射泵：将脱气泥浆从真空除气室中排出；
1-泥浆进口；2-泥浆盒；3-筛网； 4-筛除固相颗粒；5-底座 6弹簧；7-筛箱；8-液体和细固 相颗粒
小拓展： 筛网的目数
目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一 般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。比如，400目的筛网的孔径 为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。由于存在开孔率的 问题，也就是因为编织网时用的丝的粗细的不同，不同的国家的标准也 不一样，目前存在美国标准、英国标准和日本标准三种，其中英国和美 国的相近，日本的差别较大。我国使用的是美国标准。目数的大小决定了 筛网孔径的大小。而筛网孔径的大小决定了所过筛粉体的最大颗粒Dmax。
3.
除砂器和除泥器
除砂器和除泥器主要由水力旋流器，处理旋流器第六并回收钻 井液的细目振动筛组成。除砂器用来清除30-70μm的固体颗 粒，除泥器用来清楚10-30μm的固体颗粒。为了满足处理全 部钻井液的需求，除砂器和除泥器必须有若干的旋流锥筒组成。 津液压力是0.2-0.4Mpa之间。虚拟器旋流锥筒多，管线长， 进液压力比较大，除砂器锥筒少，管线短，津液压力比较小。
离心机照片
世界著名的固控设备厂商:BRANDT、SWACO、DERRICK 等
国内的固控设备厂商：河北冠能 ，西部石油，西安科迅，中 油固控，华油飞达，艾普固控，TSC等
利用固控设备处理石油钻井废液的分析
设备管理利用固控设备处理石油钻井废液的分析孔炯炯（沧州市华油飞达固控设备有限公司，河北 沧州 061000）摘 要：伴随社会经济的全面发展，工业规模的逐步壮大推动了我国石油产业的繁荣发展。
在对矿产资源实施开发的过程中，不仅会造成土地资源的破坏，甚至还会加剧生态环境的污染情况。
因此，为了有效改善这一问题，就可以通过对固控设备的合理运用，借助固液物理分离工艺对钻井环节中产生的岩屑以及泥浆等污染物实施密闭循环处理，在提升废物再利用价值的同时有效改善钻井废液对生态环境所造成的污染问题。
基于此，本文就重点围绕固控设备对石油钻井废液的处理工艺进行了全面分析。
关键词：固控设备；钻井废液；再利用；建议引言：针对石油天然气工业而言，其中最具代表性的污染物就是钻井过程中所产生的废泥浆及岩屑，如何科学妥善的对其进行合理处理，则是油田一直在探索和攻克的难题。
随着时代的发展，国家对环保事业涌现出了巨大的支持，因此，如何有效运用固控设备来对钻井废液等污染物进行妥善处理，正是文本所要研究的方向。
1 钻井废液基本概况及相关问题探究1.1钻井废液的基本概述钻井废液主要包含了钻井过程中所产生的废泥浆及岩屑，工作人员运用钻机展开钻井工作时钻头对地层岩石进行切削操作会产生大量的岩屑，这些岩屑本身不具有毒害性质，因此可以在与其他污染物进行妥善分离后再进行利用。
针对钻井泥浆而言，其成分来源主要是依据添加剂，常见的泥浆成分主要有水、油、黏土以及泥浆处理剂等，而其污染物则包含了盐类和某些重金属离子等，这些污染物会使土壤结构发生变化，进而危及到绿色植物的健康成长。
此外，废弃物中的有机处理剂还会造成水质中COD和BOD的增高，进而干扰水生生物的健康成长。
废泥浆出现的重要来源主要有三个方面：其一，在地质属性发生变化时，泥浆体系在其更换过程中所产生的废泥浆；其二，钻井工作结束后被弃置在井场的泥浆；其三，在泥浆循环系统运行中所产生的废泥浆。
1.2钻井废液处理过程中的相关问题针对钻井废液处理的相关工艺而言，其主要包含以下几种处理举措：简单处理排放、异地集中处理、焚烧、固化、坑内密封以及微生物处理等方面。
钻井主要设备的基本组成及功用
八、钻机的辅助设备
（1）组成 由供电、供气、供水、供油、器材储存、防喷设施、钻
井液的配制、储存、处理设施及各种仪器仪表等组成。
（2）作用 满足钻井工艺的各种要求。
二、钻井主要设备的基本组成及功用
1、井架 2、天车 3、绞车 4、游动滑车 5、大钩 6、转盘
7、水龙头 （动力水龙头） 8、钻井泵 9、动力机 10、联动机
4、游动滑车
（1）组成： 由上横梁、滑轮 、滑轮轴、侧板 组、轴承、下提 环及侧护罩等组 成。
（2）功用：
与 天 车 组 成 游 动 系 统 。
5、大钩
（1）组成： 由吊环、吊环
销、吊环座、定位 盘、弹簧、筒体、 钩身、轴承及制动 锁紧装置等组成。
（2）功用：
是悬挂水龙头 和钻具；悬挂吊环 、吊卡等辅助工具 ，可起下钻具和下 套管；起吊重物， 安装设备或起放井 架等。
游动系统。
3、绞车
（1）组成： 由支撑系统、传动系统、控制系统、 制动系统、卷扬 系统、润滑及冷却系统等组成。
（2）功用： 是起下钻具和下套管； 控制钻压；上卸钻具螺 纹；起吊重物和进行其 他辅助工作。
伊顿水冷盘刹的应用
2000M钻机绞车
70D钻机绞车
JC50D
卷扬系统
（主滚筒、 副滚筒、各 种猫头等卷 绳装置）
动力设备
10、联动机
联动机是指由动力机至工作机的传动装置。
（1）组成： 由并车、倒车、 减速增扭、变速 变矩及方向转换 装置等组成。
（2）功用：是将动力机发出的动力分配给各工作机。
一、钻机的主要系统和设备有： 起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动 系统、控制系统、动力驱动设备、钻机底座、 钻机的辅助设备。 二、钻井主要设备有： 井架、天车、绞车、游动滑车、大钩、转盘、 水龙头、钻井泵、动力机、联动机、固控设备 、井控设备等。
固控设备原理结构及常见故障
固控设备的工作原理
01
固控设备的工作原理主要是通过 一系列的物理和化学方法，将钻 井液中的固相颗粒进行分离、清 除和回收。
02
常见的固控设备有振动筛、除砂 器、除泥器、离心机等，它们通 过不同的工作原理对钻井液进行 固相控制。
预防措施
03
针对故障原因，采取相应的预防措施，防止类似故障再次发生。
05
固控设备故障案例分析
搅拌系统故障案例
总结词
搅拌系统是固控设备中的重要组成部分，其故障可能导致设备无法正常工作。
详细描述
搅拌系统的故障可能由搅拌桨、电机、轴承等部件损坏引起。这些部件的损坏 会导致搅拌不均匀、效率低下甚至无法工作。例如，搅拌桨的叶片断裂或脱落， 电机无法正常运转，轴承磨损严重等。
其他重要结构
其他重要结构包括密封装置、传动装置、支撑装置等，这些结构在固控设备中起 到关键的作用，如密封装置可以保证设备的密封性，防止泥浆泄漏；传动装置可 以传递动力，使设备正常运转；支撑装置可以支撑设备的重量，保证设备的稳定 性。
这些结构的性能也直接影响到固控设备的处理效果和效率，因此对于这些关键部 件的材料和加工精度要求较高。
泵体磨损、轴承损坏、密封泄 漏等。
排放罐故障
罐体腐蚀、罐体开裂、罐盖密 封不严等。
其他常见故障
控制系统故障
控制系统元件老化、电路板损坏、传感器失 灵等。
传动系统故障
传动轴断裂、轴承损坏、齿轮磨损等。
电源系统故障
电源线老化、电源开关损坏、电机缺相等。
辅助设备故障
空压机故障、液压站故障、润滑系统故障等。
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。
7.3 钻井液固相控制设备
目前石油矿场使用的几乎都是单轴惯 性振动筛，它由筛箱、筛网、隔振弹簧及 激振器等组成。
由主轴、轴承和偏心块等构成的激振器，旋 转时产生周期性的惯性力，迫使筛箱、筛网和弹簧 等部件在底座上作简谐振动或准简谐振动，促使由 泥浆盒均匀流至筛网表面的泥浆中的液固相分离， 即液体和较小颗粒通过筛网孔流向除砂器，而较大 颗粒顺筛网表面移向砂槽。 筛网的振动方式决定着钻屑在筛网上的分离粒 度、运移速度、排屑量和液体处理量等。
7.3钻井液固相控制设备 7.3钻井液固相控制设备
概述： 7.3.1 概述： 1.钻井液的固相控制 1.钻井液的固相控制 现代钻机中都要用循环流体： 液体（多数） ；气体；泡沫剂 。 故称钻井循环流体为钻井液(习惯上称为泥浆) 钻井液的主要成分有： (1)水(淡水，盐水，饱和盐水等)； (2)膨润土(钠膨润土，钙膨润土，有机土或抗 盐土等）； (3)化学处理剂(有机类，无机类，表面活性剂 类或生物聚合物类等)； (4)油(轻质油或原油等)； (5)气体(氮气或天然气)。
自然沉降法： 自然沉降法 井内返出的钻井液在地面循环 过程中，因地面钻井液液池体积大，流速低，钻井 液中的岩屑颗粒在重力作用下沉降到底部而被分离， 上部的钻井液再入井循环使用。 化学沉降法：就是在钻井液中加入少量化学沉 化学沉降法 淀剂使分散的微小岩屑一接触这些化学剂就产生絮 凝作用形成较大的颗粒，而迅速沉降。
五十年代以前，主要是用振动筛来清除 钻井液中的固相。
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。
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。
由于不同固控设备仅对一定颗粒尺寸范围 内的固相才能发挥最大效能，因此各种固控设 备应合理组合成为一个系统进行应用。到七十 年代，这种机械固控系统已是现代钻井装备的 重要组成部分。我国的固控技术是八十年代发 展起来的。
ZJ50DT固控系统使用说明书
Z J50D T钻机固控系统使用说明书川油广汉宏华有限公司中国 .四川 .广汉.中山大道南二段邮编：618300 电话：0086-0838-******* Issue Date:August 2005Printed in CHINA目录1、用途与功能 (2)2、主要技术参数 (2)3、主要配套设备 (3)4、固控系统工艺流程与原理 (4)5、固控系统布局及安装 (6)6、固控系统操作、维护与保养 (7)7、主要配套设备的操作、维护与保养 (8)附图：ZJ50DBS钻机固控系统流程图1、用途与功能固控系统是为ZJ50DT钻机的辅助配套设备，系统整体性能满足5000米钻井工艺技术要求。
在钻井作业中，起着储存、调配钻井液，控制钻井液中的固相含量，保持、维护钻井液优良性能，提高钻井效率，保证井下安全的作用。
2、固控系统技术参数2.1 泥浆罐数量 4个2.2 系统总容积： 246 m32.3罐体最大外形尺寸 14000mm×3000mm×2700mm2.4 各泥浆罐有效容积：振动筛罐 34.8m3中间罐 70.8m3加重罐 63.3m3储备罐 77.5m32.5 各主要管径规格井口溢流管 DN350（14″）罐间渡槽连通管 DN300（12″）泥浆泵吸入管 DN250（12″）除砂、除泥泵吸入管 DN200（8″）除砂、除泥泵排出管 DN150（6″）加重泵吸入管 DN200（8″）加重泵排出管 DN150（6″）剪切泵吸入管 DN150（6″）剪切泵排出管 DN125（5″）中压泥浆管线 DN75（3″）由壬连接，压力6.4MPa 清水管线 DN75（3″）由壬连接，压力0.5MPa 3.主要配套设备3.6.1 振动筛 3台型号： derrick FLC20003.6.2除气器 1台型号： ZCQ2/63.6.3 除砂清洁器 1台型号：ZQJ250×2/1.5×0.63.6.4 除泥清洁器 1台型号：ZQJ100×10/1.5×0.63.6.5 泥浆搅拌器型号： JB-15 14台型号： JB-7.5 2台3.5.6 卧式螺旋卸料沉降离心机 1台型号：LW450×1000N3.6.7 砂泵 2台型号： SB6"×8"-75kw3.6.8 砂泵 1台型号： SB6"×8"-30kw3.6.9 砂泵(加重泵) 2台型号： SB6"×8"-55kw3.6.10 剪切泵 1台型号： WJQ5*6JC-553.6.11混合漏斗 3套型号：ZHP150-7.03.6.12 补给泵 2台型号: SB6"×8"-11kw3.6.13 旋转泥浆枪DN50 17只4、固控系统工艺流程与原理固控系统流程原理参见附图（ZJ50DT钻机固控系统流程图）整套系统工艺流程设计满足钻井液的<筛析—离心分离>固相控制及泥浆加重、添加化学药剂调配钻井液性能的要求。
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钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
1.开机前，清除影响离心机运转的杂物，检 查紧固护罩。 2.用手转动主电机皮带轮和辅电机皮带轮， 如有阻卡现象应及时排除；检查电机运转方向 是否与标示方向一致。 3.打开电源开关，先启动辅电机，注意观察 运行正常后，再启动主电机，如有异常应停机 检查并排除。 4.打开进液阀，启动供液泵向离心机供液。 如无异常应逐步关闭分流阀，直到全流量为止。 如果发觉离心机负荷过重可适当打开分流阀。
•
除砂器
锥体直径为100 ～ 150 mm （4～6吋）的旋流器称为除泥器； 油田常用除泥器锥体直径为100～ 125mm（4～5吋）。在输入压力为 0.2 ～0.35MPa时，其处理能力在 200 m3/h。
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除泥器
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
旋 流 器 使 用 注 意 事 项
1. 旋流器在安装时，进、溢流管线应固定牢靠， 尽量避免拐弯。 2. 旋流器一般通过砂泵供液，应注意检查和清 理，防止上水口被沉砂淤积堵塞，导致影响 供液量及压力。 3. 使用时先启动旋流器配套的小振动筛，在各 连接管线正常的情况下才能启动砂泵供液。 4. 砂泵运转正常后，观察压力表读值应稳定在 0.2 ～ 0.35MPa 间的一个值，如压力过高， 可打开进液口处的溢流装臵阀门降压底流口 排砂正常。
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离 心 机 使 用 注 意 事 项
5.当离心机排砂槽排放的固相过干或过湿时， 可调节溢流挡板或进液量。 6.需要停机时，首先关闭供液泵电机。 7.启动清洗泵电机，打开阀门分别清洗转鼓 内壁、外表和排砂槽，清洗时间不得少于60秒。 （如无清洗泵，可直接用井场水源清洗。） 8.关闭清洗泵电机。 9.关闭主电机，2分钟后关闭辅电机。
钻井液固相控制设备
固控设备
机械方法：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，
将钻井液中的固相按密度和颗粒大小不同而分
离开，以达到控制固相的目的。
钻井液固相控制设备
固控设备
固相按颗粒大小分类
粘土（或称胶粒）：粒径＜2 μ m； 泥 ： 粒径2～73 μ m； 砂（或称API砂）：粒径＞74 μ m
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
旋 流 器 使 用 注 意 事 项
5.停泵时间较长或者起钻需停用时，应先将砂泵 关闭，冬季放尽泵中泥浆，将筛网冲洗干净， 关掉振动筛电机电源，检查各部位有否异常。 6.调整旋流器底流螺母，使其底流成伞状排出， 底流砂堵的原因是调节不当，造成干底排出， 或者是含砂量太多，造成旋流器过载。排除 方法是：把底流口调到最大，并掏除堵塞泥 沙；增加旋流器数量。 7.筛布损坏后及时更换，筛网安装时，张紧程度 要适当。
钻井液固相控制设备
-- 离心机
钻井液固相控制设备
-- 离心机
离心机工作时，钻井液通过进浆管进入离 心机，然后在输送器轴筒上被加速，并通 过在轴筒上开的进浆孔流入滚筒内。由于 滚筒的转速极高，在离心力作用下，密度 或体积较大的颗粒被甩向滚筒内壁，使固 液两相发生分离。其中固体被输送器送至 滚筒的小端，经底流口排出；而含有细颗 粒的流体以相反方向流向滚筒大端，从溢 流口排出。滚筒内液层的厚度靠调节离心 机端面上数个溢流孔来控制。输送器能够 连续地推动沉降下来的固体颗粒向小端移 动。当移至离心机的干湿区过渡带时，由 于离心力和挤压力的作用，大多数自由水 被挤掉，留在颗粒表面的主要是吸附水。 油田大多数离心机处理量在40－60m3/h
钻井液固相控制设备
振动筛
振 动 筛 使 用 注 意 事 项
“桥糊”——当高粘度的钻井液通过筛网时， 筛网被渐渐堵塞，直至完全糊住，这种现象叫 “桥糊”作用，也叫糊筛ห้องสมุดไป่ตู้需要增加振动筛的 数量、加入水或者加稀释剂处理。新配臵的大 分子在未充分水化，循环均匀前，尽管钻井液 漏斗粘度很低，也会出现糊筛现象。 “堵筛”——与网孔大小相近的钻屑楔入网孔 造成的堵塞现象叫做“堵筛”，也叫“砂堵”。 一般在钻流沙层或堵漏钻井液返出时易出现此 情况。
钻井液固相控制设备
振动筛
振动筛常用筛布目 （目—指每英寸长度上的 网孔数）为20目、40目、 60目、80目、100目、160 目、200目等.大港油田现 场使用的振动筛一般为40 －160目。
钻井液固相控制设备
振动筛
振动方式：二维振动和三维振动
影响振动筛处理量的因素， 除振动筛的运动参数之外， 还有钻井液类型、密度、粘 度、固相粒度分布与含量以 及网孔尺寸等。筛网越细， 钻井液粘度越高，则处理量 越小。
钻井液固相控制设备
工作原理
--水力旋流器
含有悬浮固相颗粒的钻井液在压力作用下， 由灌注进液管经旋流器上部圆柱蜗壳部位的切 向入口进入旋流下移，由于钻井液中的固相与 液相间存在着密度差，且加上旋流器上大于下 小，钻井液越向下运动，获得的角速度就越大， 从而获得更大的径向加速度，产生更大的近靠 锥壁加速下移并经底流口排出，而密度底的液 相在旋流器的进口处就形成低压涡流，向下旋 流运动的液相也将在旋流底部产生挤压而反向 上移从溢流口排出返回循环系统。
钻井液固相控制设备
旋流器直 径/mm 可分离的 固相颗 粒直径 /μm 50 75 100
--水力旋流器 150 200
4 ～ 7 ～ 10 ～ 15 ～ 32 ～ 10 30 40 52 64
旋流器由灌注液管、溢流排出管、旋流器组、 振动筛及底座、支架等组成
钻井液固相控制设备
--水力旋流器
锥体直径150 ～ 300 mm的 旋流器称为除砂器。油田常用的 除砂器锥体直径为250mm（10吋） 在输入压力为0.2～0.35 MPa时， 砂器标称处理量200 m3/h。
钻井液固相控制设备
振动筛
振 动 筛 使 用 注 意 事 项
1.在振动筛旁安装水管线，停泵时间较长或 者起钻时，需要及时清洗筛网，防止钻井液 堵塞。 2.筛网安装时，张紧程度要适当，否则筛网 寿命会大大缩短；筛布损坏后及时更换。 3.以钻井液流到筛面后，覆盖筛网总长度的 75% ～ 80%为宜。 4.除堵漏、新配各种体系的钻井液等特殊情 况外，无论正常钻进还是循环时，均应该使 用振动筛。