鉆井液固控設(shè)備的研制

鉆井液固控設(shè)備的研制

鉆井液固控是鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的核心。根據(jù)固控分類(lèi)原理，鉆井液處理和固控設(shè)備配置程序?yàn)檎駝?dòng)篩砂分離離心分離離心分離，屬于固定型四種疑難控制。1無(wú)砂模漿的壓覆振動(dòng)篩是固控的第一級(jí)龍頭設(shè)備,而且只有它是全過(guò)流處理,因此振動(dòng)篩可靠性很重要,其工作性能的優(yōu)劣直接影響后幾級(jí)固控設(shè)備的工作效果和泥漿體系的好壞,振動(dòng)篩好的工作性能就是振動(dòng)篩處理量大,排泥流暢,適應(yīng)高目數(shù)篩網(wǎng)的使用,正常工作能達(dá)到120目以上。除砂器是固控設(shè)備中的第二級(jí)固控設(shè)備,它的工作原理是旋流器的離心分離與重力排砂相復(fù)合。除砂器所處理泥漿是振動(dòng)篩的透篩溢流泥漿,其處理過(guò)程不是全過(guò)流,泥漿輸送工作動(dòng)力是由75kW砂泵提供,它的分離點(diǎn)為74個(gè)μm左右(分離點(diǎn)是通過(guò)分離設(shè)備的工作,有一種顆粒在底流和溢流中各占50%,該粒度點(diǎn)叫該設(shè)備的分離點(diǎn))。除砂器的底流還可以經(jīng)過(guò)清潔器進(jìn)行泥漿回收。除泥器是固控設(shè)備中的第三級(jí)固控設(shè)備,它的工作原理和除砂器一樣,只是工作范圍不同,除泥器所處理泥漿是除砂器溢流泥漿,其處理過(guò)程也不是全過(guò)流,泥漿輸送工作動(dòng)力是由75kW砂泵提供,它的分離點(diǎn)為43個(gè)μm左右,除泥器的底流還可以經(jīng)過(guò)清潔器進(jìn)行泥漿回收。離心機(jī)是固控設(shè)備中的第四級(jí)固控設(shè)備,它所處理泥漿是除泥器溢流泥漿,它的工作原理是離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下使得泥漿中的固相按顆粒大小梯度沉降,與轉(zhuǎn)鼓有差速螺旋推進(jìn)器分離將沉降的相應(yīng)大顆粒固相推出,這就是底流,清質(zhì)的泥漿母液回流到罐內(nèi),這就是溢流,離心機(jī)的分離點(diǎn)中速為1~5μm,低速為10~15μm。離心機(jī)的工作效率比較高。離心機(jī)最初引進(jìn)石油鉆井是因?yàn)樵诩又啬酀{中離心機(jī)能增加泥漿密度的同時(shí)可以降低粘度,還可以節(jié)約大量的泥漿藥品,后來(lái)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)離心機(jī)的除固相性能表現(xiàn)的很突出,而增密度降粘度的獨(dú)有性能在現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有得到普及運(yùn)用。2目前，固控設(shè)備的使用1對(duì)川清長(zhǎng)寧鉆公司的固定設(shè)備使用進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)研究。結(jié)果如下(1)振動(dòng)器安裝率100%,使用率100%,工作正常率96%,達(dá)到100高目篩網(wǎng)使用率82%;(2)砂處理安裝率100%,使用率41%,工作正常率8.5%;(3)除泥機(jī)安裝率94%,使用率33%,工作正常率5.7%;(4)離心分離加速安裝率100%,使用率(非加重泥漿)97%,使用率(加重泥漿)7.7%,工作正常率94%;(5)離心分離高速安裝率0%。2振動(dòng)篩使用目(1)振動(dòng)篩使用比較好,能使用高目篩網(wǎng)的比率較高,但這不是全過(guò)程的,尤其1開(kāi)和2開(kāi)前期造漿很?chē)?yán)重時(shí),大部分只能使用40—80目。(2)除砂器、除泥器使用效果很差,振動(dòng)篩使用100目篩網(wǎng)后除砂器、除泥器幾乎不出物料,而尤其1開(kāi)和2開(kāi)前期造漿很?chē)?yán)重時(shí),正常工作率又很低。(3)離心機(jī)在非加重泥漿體系中使用效果很好,但是加重泥漿體系中無(wú)法使用,因?yàn)榧又氐闹鼐?鐵礦粉被大量分離排出,破壞了加重泥漿體系。3除砂、除泥器一體機(jī)建議方案是二級(jí)固控,即振動(dòng)篩+離心機(jī),配備四臺(tái)或五臺(tái)高性能的振動(dòng)篩,最后一臺(tái)振動(dòng)篩上配除砂除泥器成為一體機(jī),接下來(lái)配一臺(tái)40~50m3/h中速大排量離心機(jī),一臺(tái)40~50m3/h高速離心機(jī),這種方案的初發(fā)點(diǎn)是正常情況下,可以同時(shí)啟動(dòng)三臺(tái)或者四臺(tái)振動(dòng)篩,備用一臺(tái)振動(dòng)篩正常情況下保證振動(dòng)篩篩網(wǎng)目數(shù)達(dá)到120目以上,除砂、除泥器一體機(jī)只是作為遇到膠泥地層時(shí)使用的一種備用,通常是不用的。輕質(zhì)泥漿中離心機(jī)主要用于除固相,按順次原理處理,離心機(jī)的工作流程是振動(dòng)篩處理后的泥漿作為中速大排量離心機(jī)的進(jìn)漿,中速大排量離心機(jī)處理量為40~50m3/h,分離點(diǎn)10~20μm,它可以將大顆粒的有害固相從底流口排除去,而除砂后的溢流回到罐中。加重泥漿中,當(dāng)泥漿粘度很大時(shí),而密度適中或偏低時(shí),這說(shuō)明泥漿的超細(xì)固相和膠體固相含量太高,而這種顆粒度是2μm左右,因此,需要對(duì)中速大排量離心機(jī)的底流回收,其底流大部分是重晶石和鐵礦粉,有利于保證密度,而溢流定大部分是超細(xì)固相和膠體固相,必須進(jìn)行處理,可以將其作為高速離心機(jī)的進(jìn)漿,高速離心機(jī)的分離點(diǎn)是1~5μm。因此,高速離心機(jī)工作后可將其膠體固相,超細(xì)微固相的底流流排出到罐外,而將含有水和藥品合成優(yōu)質(zhì)泥漿的輕質(zhì)溢流回流到中速離心機(jī)底流回收倉(cāng)中來(lái)稀釋配漿,泥漿體系就能保持泥漿密度有所上升且粘度大大降低,使離心機(jī)起到保密度降粘度的作用,大幅度節(jié)約泥漿成本的同時(shí)保證對(duì)加重泥漿體系性能的控制。4體系的前期控制1)高效振動(dòng)篩數(shù)量增加大幅提高了處理量,從而可以全過(guò)程使用高目數(shù)篩網(wǎng)(100目以上),使泥漿體系的前期控制有了保障。2)通常情況停止除砂除泥一體機(jī)的使用將節(jié)省55kW×2=110kW的