钻井固控设备及其发展_XXXX.pptx

钻井固控设备及其发展 中国石油大学（华东） 机电工程学院 齐明侠 0546-8392376qmxia@upc.edu.cn;提 纲 一、固控设备的作用 二、固控设备的组成 三、振动筛 四、除气器 五、除砂器与除泥器 六、离心机 七、其他固控设备 八、固控设备的发展 ;一、固控设备的作用 固控设备：控制钻井液（泥浆）固相成份的设备，是泥浆处理设备的重要组成部分。 1．旋转钻井的钻进过程 破岩：转盘—方钻杆—钻杆--—钻铤—钻头 排屑：泥浆：泥浆泵—水龙头—钻杆— 钻头—环空—地面;2．钻机的三大 工作系统 起升系统 旋转系统 循环系统 循环系统最为复杂;3．循环系统 泥浆流程： 泥浆罐— 泥浆泵— 管汇— 水龙头— 钻具— 钻头— 环空— 井口— 泥浆处理系统— 泥浆罐;4．泥浆的作用 （1）冲洗井底 （2）携带岩屑 （3）平衡地层压力 （4）冷却与润滑钻头 （5）保护井壁 （6）提供井下动力 ;5．对泥浆的要求 ①满足钻井循环的要求 钻井循环对钻井液的要求是泵压低（粘度低），携砂能力强（动切力高），启动泵压低（静切力低），润滑性能好，摩擦力低，磨损小（固体颗粒少）。;②保持井眼的稳定 钻穿的地层要用钻井液的压力柱与地层压力取得平衡，钻井液密度稳定；钻井油气层时要靠钻井液的压力柱来平衡油气的压力要求钻井液密度适当。要求钻井液有克服不稳定地层的性能，例如泥岩吸水膨胀造成井眼收缩；砾岩、火山岩遇水造成跨塌，盐岩遇水而形成溶洞等，即要求有不同性质的钻井液。 ;③保护油气层 钻开油气层后，钻井液与油气层接触，为防止钻井液损害油气层，要求钻井液的失水小、泥饼薄（钻井液失水后，固压差固体颗粒在井壁上形成泥饼环）、固相含量低、滤液的水化作用低（滤液进入地层后与地层中的液体发生的化学作用）等。 ④保护环境和生态 钻井液中常含有原油、柴油和各种油类以及含有大量的化学处理剂，为防止钻井液对环境和生态可能造成的影响，要求使用无害、无毒的钻井液。;5．固控设备的功能 功能——控制钻井液中的固相含量 钻井液中的固相含量增加会明显降低机械钻速， 甚至会导致钻井事故， 使钻井总成本大幅度上升。试验证明固相含量每降低 1%， 钻进速度至少可提高 10%， 而且颗粒越小对机械钻速的影响越大。 钻井液循环系统必须配备钻井液净化装置。;固控设备的作用： （1）清除有害固相，保证钻井连续进行； （2）保证钻井安全，防止事故发生； （3）节能降耗； （4）降污环保。;二、固控设备的组成 1．固控设备的组成 （1）三除一筛 振动筛、除气器、除砂器、除泥器 （2）离心机 （3）其他 砂泵、剪切泵、搅拌器、喷枪、 循环罐，配料装置;2．固控流程;固控流程;固控流程;固控流程;固控系统;三、振动筛 1．要求 ①振动筛的筛箱应具有合理的运动轨迹，即普通椭圆、圆、直线、平动椭圆。 ②配备的振动筛能够处理从井眼返出的全部钻井液。 ③振动筛具有运转平稳、工作可靠，启动和停止过渡时间应小于60s。 ④振动筛整机平均无故障运转时间不少于3000h。 ⑤为保证振动筛的性能要求，振动筛整机动态特性检测应符合下表的要求。;振动筛整机动态特性 ;2．类型与基本原理 分类： （1）按运动轨迹分为： ①普通椭圆振动筛：工作时筛箱做椭圆运动，并绕质心做俯仰运动。 ②圆振动筛：工作时筛箱做圆轨迹运动。 ③直线振动筛：工作时筛箱做直线轨迹运动。 ④平动椭圆振动筛：工作时筛箱做平动椭圆轨迹运动。;（2）按筛网绷紧方式分为纵向绷紧和横向绷紧筛 （3）按筛分层数分为单层筛和双层筛 （4）按筛面倾角分为水平筛和倾斜筛 （5）按振动方式分为惯性振动筛、惯性共振筛、弹性连杆式共振筛、电磁振动筛等 ;振动筛组成： 振动筛是钻井液固相控制系统的第一级处理设备，它工作的好坏直接影响整个固控系统的控制效果。 振动筛由底座、激振器、筛箱、筛网、隔振弹簧等构成。; 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）、工作的稳定性、寿命的长短和操作的灵活性几个方面。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、筛网面积和筛网的粗细有关。 现代振动筛一般是高速、线性、细目、多层振动筛，它在固相控制系统中起着至关重要的作用。;3．圆型振动筛 单轴惯性振动筛是一种采用偏心轴或偏心块作为激振器，使筛箱完成