泥浆净化除砂器

泥浆净化除砂器在我局钻探施工中

应用研究报告

新疆地质矿产勘查开发局

二Ｏ一一年三月二十日

泥浆净化除砂器在我局钻探施工中

应用研究报告

编写单位：新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队

新疆地质矿产勘查开发局第一地质大队

新疆地质矿产勘查开发局物资管理中心

新疆地质矿产勘查开发局第一水文地质大队项目负责：

编写人：

审核：

提交单位：新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队

提交时间：2011年3月20日

对《泥浆净化除砂器在我局钻探施工中应用研究报告》的

初审意见

《泥浆净化除砂器在我局钻探施工中应用研究报告》（以下简称《报告》）是在认真研究已有工作成果的基础上、结合小口径岩芯钻探实际泥浆净化工作编写的，2011年3月15日大队组织人员对该《报告》进行了审查，初步形成以下意见：

1、《报告》是按照有关要求进行编写的，报告内容齐全，章节安排合理，图文并貌；在综合研究分析以往泥浆净化设备的基础上，提出新的、适用于小口径岩芯钻探的泥浆净化设备。

2、《报告》技术路线正确、思路清晰、技术方法选择得当。《报告》章节完整，内容全面，目标任务明确，依据充分，工作布臵合理，同意上报。

第九地质大队科学技术委员会

2011年3月15日

目录

第一章前言 (1)

第二章钻井液中的固相 (2)

第一节固相含量高的不利影响 (2)

第二节降低固相含量的方法 (4)

第三章泥浆净化器的结构参数及工作原理 (7)

第一节泥浆净化器的组成 (7)

第二节 XZ-2型泥浆净化器 (10)

第四章泥浆净化器应用效果 (17)

第一节室内实验 (17)

第二节野外使用 (18)

第五章泥浆净化器使用操作方法 (27)

第六章泥浆净化器应用结论 (29)

第七章结束语 (30)

第一章前言

钻井工作者都希望有一种优质泥浆，以便强化钻井措施，安全快速钻进。泥浆的良好性能单凭化学处理非但费用昂贵，而且性能难以稳定，它还必须依赖于有效的机械处理设备，去控制泥浆的固相含量(实际工作中，常常以清水稀释辅助于机械处理，以提高机械处理效果)。因此，机械固相控制是维护保证钻井泥浆良好性能的重要环节，也是常规钻井技术的组成部分之一。

在钻井泥浆中，对泥浆性能和机械钻速等指标影响较大的固相颗粒尺寸多在15微米以上，它占固相总量的70%左右。人们力求通过较有效的机械设备随时予以清除。

随着钻井技术的发展，对泥浆性能的要求越来越高。实践证明，通过对泥浆固相的控制来改善泥浆性能的技术，已发展为一项与稳定井内情况和提高钻井速度密切相关的重要的钻井泥浆辅助工艺。要想为钻井提供优质泥浆，需有一套完善的、适用的泥浆净化设备，这是维持钻井泥浆优良性能的保证。

2009年12月，经第九地质大队申请，新疆地质矿产勘查开发局工勘处批准，由新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队、第一地质大队、物资管理中心、第一水文地质大队共同总结、研究泥浆净化除砂器在我局钻探施工中的应用情况，并编写了本报告，为我局今后钻探施工中的钻井泥浆技术工作提供有利参考。

第二章钻井液中的固相

泥浆中的固相按其作用可分为两类：一类是有用固相，如膨润土、化学处理剂、重晶石粉等；另一类是无用固相，如钻屑、劣质膨润土、砂粒等。所谓钻井液固相控制，就是要消除有害固相，保存有用固相，以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。通常，将钻井液固相控制简称为固控。

固控的重要性正在受到重视，它已成为直接影响安全、优质、高效钻井和保护油气层的重要因素。固控是实现优化钻井的重要手段之一。搞好固控就能为科学钻井提供必要的条件。正确地进行固相控制可以保护油气层，降低钻井扭矩和摩阻，降低环空抽吸的压力波动，降低压差卡钻的可能性，提高钻井速度，延长钻头寿命，减轻设备、管材的磨损，提高钻井液循环系统易损件的寿命，增加井眼的稳定性，改善下套管条件，减轻环境污染，降低钻井液费用等。现场统计数据表明，在低密度范围内，钻井液中固相含量每减少1%(相当于钻井液密度下降0.01)，一般在软地层机械钻速可提高8%左右。可见搞好固控所获得的效益是十分显著的。

第一节固相含量高的不利影响

泥浆中过量无用固相的存在是破坏钻井液性能、降低钻速并导致各种井下复杂情况的最大隐患。人们在长期实践和不断研究中，总结出泥浆中过高的无用固相会给钻井工作带来以下几点不利影响：

一、固相对钻进速度的影响

泥浆固相含量高，比重变大，井底压差增大，提高了液柱对岩石的压持效应，不利于孔底碎岩。泥浆固相含量高，携带钻屑能力减弱，大量较大颗粒钻屑无法及时排出孔外，造成钻头重复破碎岩屑，并因此增大钻具磨损，进而影响钻进速度。

二、固相对泥饼质量的影响

钻井过程中，泥浆的失水量与固相颗粒含量会直接影响其在孔壁形成泥饼的质量。钻井液失水量小，泥饼薄而韧，护壁良好，是我们追求的目标。固相含量过高，泥浆失水量增大，导致泥页岩地层吸水水化膨胀，孔壁失稳，造成提下钻不畅，诱发孔内事故。另外，泥饼过厚而且松散还会因增大了钻具与井壁的接触面而易引发粘附卡钻事故。

三、固相对循环系统的影响

固相含量越大，对循环系统的机械磨损就越大。泥浆中过多会加速泥浆泵缸套、活塞的磨损，进而增加维修时间并导致钻井效率的降低。固相含量过高，还会导致钻杆内壁结垢现象，影响内管的打捞并被迫提钻处理结垢钻杆而中断正常工作程序，钻探效率也将因辅助作业的用时大量增加而显著降低。

四、废浆排量增加，造成环境污染

在钻井过程中，由于钻屑不断进入泥浆中，若不及时清除，会使泥浆的性能发生变化。当泥浆含砂量大于4%时，则视其为废浆，需排放换用新浆。大部分泥浆是属于碱性溶液，随意排放不仅会破坏植