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第9 期 ． 2 5． 海洋平台钻井液固控系统优化设计 王海峰 ，董新 ，程文利 ，苏同权 1 ． 海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 3 0 0 4 5 1 2 ． 天津蓝海工程检测技术服务有限公司，天津 3 0 0 4 5 2 [ 摘 要] 本文以海洋平台7 0 0 0 m 钻机为例，通过合理配置钻井液固控设备，优化钻井液固控流程，满足 了钻井工艺流程的 需求，在不增加固控设备的前提下，提高了钻井液的处理效率，各设备匹配达到最佳效果。 [ 关键词]固控系统；钻井液；振动筛；离心机；优化设计 钻井液 固控系统 是钻井工程 中的一个重要组 成 部分 。钻井液中固相含量过高，会减缓钻井速 度 、损坏钻具，严 重的甚至会 引起卡钻等钻井事 故 。 良好 的固控 系统，不仅可 以降低钻井成本， 还可提 高油 田产量 ，延长油 田寿命 。固控 系统根 据钻井 工程 需要配 有振动筛 、除砂器 、除泥器 、 离心机等不 同型式和 级别的净化 设备 。通 过合 理 配置 固控设备 ，优 化钻井液 固控 流程 ，满足钻 井 工艺流程需求 。 1 钻井液固控流程 从钻井井 口返 出的带有大量钻屑 的泥浆 ，经 过井 口返流管线依次经过振动筛 、除气器 、除砂 器、除泥器 、经高速离心机处理 ，对泥浆进行逐 级净化 ，可较好地 除却其 中的有害 固相 ，达到泥 浆再循环利用 的程度 。这 时泥浆泵可 以直接吸入 泥浆 ，打入井底 ，为钻机进行正常钻井施工提供 保证 。 2钻井液固控设备选择 2 ． 1 振动筛 振 动筛 具 有最 先 、最 快 分 离钻 井 液 固相 的 特 点，担负着清 除大量钻屑的任务 。若振动筛发 生 故障，其他 固控设备 除砂 器、除泥器、离心 机等 都会 因超 载而不能正常工作 。振动筛是钻 井液 固控系统 的关键 设备 。在选用振动筛 时，要 求振动筛 的许可 处理量大于等 于钻井液 的最 大流 量 。影 响振动筛处理量 的因素 除 自身的运动 因素 以外 ，还有钻井液类型 、密度 、粘度 、固相粒度 分布和含量 以及 网孔尺寸等 。为满足大排量钻井 的需要 ，通常选择3 ． 4 台振动筛并联使用 。以海洋 平 台7 0 0 0 米钻机为例 ，可 以选择安装4 台De r r i c k F L C 2 0 0 0 系列振动筛。功率 44 k W，处理量 8 0 0GPM ／ e a。 2 ． 2除 气器 钻 井液真空除气器利用真空泵 的抽 吸作用 ， 在 真 空罐 内造 成 负压 区 ，泥浆 在大 气压 的作用 下 ，通过 吸入管进入转子 的空心轴 ，再 由空心轴 四周 的窗 口，呈喷射状甩 向罐壁 ，由于碰撞及分 离轮 的作用 ，使钻井液分离成薄层 ，浸入泥浆 中 的气泡发生破碎 ，气体逸 出，通过真空泵 的抽吸 及气水分离器 的分离 ，气体 由分离器 的排气管排 往安全地带 ，泥浆则 由叶轮排 出罐外 。除气器处 理量通常选择2 4 0 m。 ／ h 。 2 ． 3旋流器 溢 流 口 旋 流 器 是 一 种 内部 没有运动部件的圆锥筒形 装 置 。钻 井 液 由上 部 的 切 线 口进 入 ，在 一 定 的 流 速 条 件 下 ，这 一 切 向 力使 钻 井 液在 筒 内呈 螺 旋 运 动 ，像旋 风 一 样 ， 大 颗 粒 下 沉 ， 由底 部排 出 ，轻 液 由上 部 溢 流 口 返 回池 中 。一 般 把 直径 1 5 2 ． 4 ～ 3 0 4 ． 8 mm 6 ～ 1 2 英 寸 的 旋流 器 叫 “除砂 器 ”，把5 0 ． 8 ～ 1 5 2 ． 4 mm 2 - 6 英寸 的旋流器 叫 t J京 流 口 “ 除泥器 ”。为满足钻井排量的要求 ，把4 个 、6 个、8 个、1 2 个一齐组装起 来，它们的处理量是循 环排量的1 2 5 ～ 1 5 0 ％。 2 ． 3 ． 1 除砂器，型号2 5 0 mm 1 0 英寸 3 ；处理 ⋯● ● - ● _ - ● - ⋯⋯⋯⋯⋯⋯● - ● ● ● ●- ● ●● ●⋯⋯⋯⋯⋯● ● ● ● ● ● ● ● ● ⋯⋯⋯⋯⋯● ● - ● ● ● ● ● - ● _ ● ● ● ⋯⋯⋯⋯● ● ● ● - ● ●- ●- 作者简介 王海峰 1 9 8 2 一， 男， 天津人， 本科毕业， 助理工 程师，在海洋石油工程股份有限公司设计公司从事海洋石油钻井 工艺 、钻井机械设计工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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