固控设备基础知识

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1、固控设备基础知识程瑞亮BasicKnowledgeofSolidControlEquipmentAssociateProfessor目录第一部分固控系统及净化流程第二部分振动筛结构、使用、维护第三部分除砂器、除泥器结构、使用、维护第四部分离心机、搅拌器结构、使用、维护第一部分固控系统及净化流程钻井液固相控制的方法有稀释、替换、沉淀和机械处理。在现代固相控制中，机械处理是最有效的办法，但在具体使用过程中往往是和其他方法并用，以获得更理想的效果。现代钻井液固相控制技术的内容主要包括固控设备和固控工艺两大部分，其中固控设备的性能和质量是固相控制技术的关键。固控设备主要有振动筛、除气器、除砂

2、器、除泥器和离心机等。这些设备根据钻井工程的需要可选配组成钻井液固相控制系统（例如固控系统中设备的常规配制是振动筛、除砂器、除泥器和离心机），系统中各种设备都能有效地工作，才能保证固相控制的整体效果。固相控制设备颗粒尺寸，μm标准筛网振动筛(60～10目)>250细网振动筛(200～60目)74～250特细网振动筛(325～200目)44～74除砂器44～74除泥器8～44低速离心机（2200rpm）5～7高速离心机（3000rpm）2～5各种固控设备分离范围/分离点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

3、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。通常根据筛框的运动轨迹将振动筛分为圆筛、普通椭圆筛、直线筛、均衡椭圆筛四大类第二部分振动筛结构、使用、维护圆型振动筛亦称自定中心振动筛，激振器位于筛箱质心。筛箱作圆形振动时，筛箱的法向和横向加速度相等，筛箱可以水平安装，筛网上没有堆积现象，相应地可以加大处理量，但这类筛子上的固相颗粒抛射角是筛子加速度的函数，当法向加速度为3—6倍重力加速度时，固相颗粒抛射角达70°—80°。这样陡的抛射角使得钻屑在下落时惯性大，易粉碎，相应地增大了砂粒的透筛率，对钻井液的净化不利。现场实践表明，圆型振动筛输砂速度小，透砂率高，

4、当这种筛配用细目筛网时，又有处理量太小，筛网寿命太低等缺点普通椭圆筛又称非均衡椭圆筛,是在筛箱质心的正上方固定有激振装置。这种类振型的振动筛，横向振幅大于法向振幅，横向振幅与法向振幅之比值大于圆形振动的比值，所以，它的平均输送速度大于圆形振动的振动筛，影响了钻井液的处理效果。如果筛加长，还会出现倒流。因此，它要求筛箱倾斜一个角度，利用重力强行排砂，以免砂粒有朝后抛掷的倾向。由此而来，筛箱倾斜确实改善了砂粒的移动性能，但振动筛处理钻井液的量减少了，这正是普通椭圆筛的主要缺点直线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，其寿命明显优

5、于圆形或椭圆振动筛的筛网；趋势2005-Z钻井液直线振动筛另外，由于钻井液受到的过筛阻力较小，使得处理钻井液的量和均步度均比圆型或椭圆振动筛大得多、好得多。但是直线筛也有它的弱点，由于直线筛振动方向不变，作用在卡入筛网孔里的颗粒上的加速度矢量不变(即沿着振动方向)，使得卡入的颗粒不易脱落，而出现“筛糊”现象，使得筛网的有效过流面积减小，造成处理量下降，而且当筛网目数增大时，筛糊现象会更严重。因而，直线筛在使用超细目筛网时，就不可能满足钻井液用量的要求均衡椭圆筛是近几年发展起来的一种新筛型，筛箱上各点的运动轨迹如图,所有椭圆的运动轨迹的长轴和短轴相同，抛掷角的大小和方向完全一致。筛箱处

6、于平动状态。在筛箱的进口处、中点和出口处的输砂速度是一致的。JTZS—Ⅰ钻井液均衡椭圆振动筛均衡椭圆筛结合了圆型振动筛和直线振动筛的基本优点，即椭圆“长轴”是强化岩屑输送的分量，而“短轴”可促使岩屑在筛面上粘成一团的现象减少，消除部分岩屑堵塞筛孔的可能性。根据国外资料及现场试验结果表明，在一般情况下，均衡椭圆筛的处理量较直线筛大20-30%，是一种比较先进的钻井液振动筛，代表着当今钻井液振动筛的发展方向趋势2005-P均衡椭圆振动筛现场振动筛数量的选择为了使振动筛与钻机匹配，就必须考虑钻井泵的最大排量及钻进中产生的钻屑量，即：Q筛≥Q泵+Q屑(1)式中：Q筛——振动筛处理量，L/s;

7、Q泵——钻井泵最大排量,L/s;Q屑——钻进中的钻屑量，L/s由于不同钻机的机械钻速差异较大，单位时间内的钻屑量相对泵排量较小，振动筛采用双联或三联组成。故可将式(1)改写为：Q筛=Q泵n(2)对于双联式振动筛，更换筛网时，必有一单筛停止工作，另一单筛必须能够承担处理全部钻井液的任务，故对于双联筛，式中系数n=2。同理，三联振动筛进行上述作业时;必将有两个单筛承担处理全部钻井液的情况出现，故对于三联筛，n=3/2钻井泵与振动筛的匹配钻井泵型号单泵排量Q泵L