石油钻井循环系统培训

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1、钻井液循环固相控制系统钻井液固相控制技术1.1钻井液固相控制循环系统钻井液，是钻井过程中使用的循环的流体，是液体、固体和化学处理剂的混合物。钻井液的循环，是钻井液经钻井泵加压获得水压头后，通过高压管汇、水龙头输送到钻杆内腔，沿钻杆内腔流到地下，从钻头喷嘴喷射出来，将钻头在地层下破碎的岩屑沿钻杆外的环形空间带回地面，经过振动筛、除砂器、除泥器和离心机等净化设备将钻井液中的岩屑按从大到小的顺序逐级分离得以净化，净化后的钻井液流入钻井液罐待钻井泵吸取再循环。在此过程中随钻头打钻深度增加，地层疏松程度、气体分布、岩石坚硬状况、等复杂的地层情况随时发生变化，需要及

2、时向钻井液增加一些改变性能的材料（如堵漏剂、重晶石粉等），改变钻井液的性能参数，积极应对地层变化，保证钻进的安全顺利的进行。所以，需要一套完整的设备和检测仪器：如钻井液罐、振动筛、除砂器、除泥器、除气器、离心机、混合漏斗、离心泵、搅拌器、液位检测仪、密度计、粘度计等，这些设备和仪器以一定的方式联合使用，对循环中的钻井液在地面的钻井液罐上进行净化、化学药剂材料的添加和检测，形成钻井液固相控制和循环系统。1钻井液循环固相控制系统概述1.2钻井液功能及作用1冷却和润滑钻具。2清洗井底，携带岩屑，并能在地面沉除岩屑和砂子。3在井壁形成坚固的非渗透性的泥饼，保护井

3、壁。4停止循环时悬浮岩屑和加重剂。5帮助录井提取所钻地层的资料。6抑制地层压力，在钻井过程中防止井喷、井漏井塌和卡钻等事故。7将水马力传送到钻头。8承受钻杆和套管的重量。9发现和保护油层。10保护和防止钻杆受腐蚀。1.3钻井液固相控制的意义钻井液固相控制的方法通常有四种：即稀释、替换、机械清除和沉淀。大多数以机械清除最有效、最经济的固相控制方法。国内外统称钻井液未“泥浆”。钻井过程中，从井底返回地面的泥浆中含有大量的岩屑和砂粒，经过泥浆池的自然沉降，因泥浆的粘度和比重较大，其中的固相颗粒只能稍稍的减少，继续使用这种泥浆，必然会有一些岩屑和砂粒随泥浆进入泥

4、浆泵，被再次送入井底，造成泥浆泵易损件和钻头寿命的大大缩短，钻头进尺减少，钻速降低，大量的岩屑和砂粒破坏了泥浆的造壁性能，甚至造成井塌、卡钻等事故。因此，采用振动筛、除砂器、除泥器等泥浆净化设备进行机械分离，尽可能降低泥浆中的固相含量，清除掉岩屑颗粒等有害成份，最大程度回收重晶石、粘土、胶体等有用成份。使泥浆净化，对于改善泥浆泵、钻头、钻具工作条件具有十分重要的意义。钻井实践表明，当泥浆中固相颗粒减少1%时，钻头的寿命延长7～10%，钻速提高29%。1.4钻井液净化基本流程与循环从井筒中返回的钻井液经溢流管进入振动筛，筛除较大的固相颗粒。筛分后的钻井液汇

5、集于振动筛罐的锥形沉砂仓，依次流入除气仓、除砂仓、除泥仓和离心机仓。在除气仓，当钻井液遭气侵性能改变时，需启动除气器将除气仓内的含气钻井液进行脱气处理，处理后再排入除砂仓。若钻井液性能良好，没有气侵，不必进行除气处理，锥形仓的钻井液直接流入除砂仓。在除砂仓，除砂器供液泵吸取钻井液供给除砂器，经过除砂器将钻井液中大于44～74μm的固相颗粒清除，除砂后的钻井液排入除泥仓。在除泥仓，除泥器供液泵吸取钻井液供给除泥器，经过除泥器将钻井液中大于15～44μm的固相颗粒清除，除泥后的钻井液排入离心机仓。在离心机仓，离心机供液泵吸取钻井液供给离心机，经过离心机将钻井

6、液中大于2～15μm的固相颗粒清除后排入吸入罐或储备罐，这样就完成了钻井液四级净化工艺。完成净化的钻井液流入吸入罐、中间罐、混浆罐和储备罐。两台钻井泵通过钻井液吸入管汇可分别从吸入罐、中间罐、混浆罐和储备罐中吸取钻井液打入井筒。功能与作用：配置泥浆、循环泥浆、储备泥浆、沉淀岩屑主要参数：容积、各管线的通径及压力等2基本固相控制设备2.1钻井液罐2.2振动筛振动筛是一种过滤性机械分离设备，它通过机械振动和颗粒间的粘附作用，将大于网孔的固体和部分小于网孔的固体颗粒筛离出来。从井口返出来的钻井液经过振动着的振动筛筛网表面，固相从筛网尾部排出，含有小于网孔的固相

7、颗粒的钻井液透过筛网流入循环系统，从而完成较粗固相颗粒的分离作用。筛分机理，筛箱按照一定的频率、一定的倾角发生振动，固相颗粒沿筛面向前做滑移或投掷运动，完成给料、输送、筛分和冷却等多种作用和功能振动筛具有最先、最快分离钻井液中固相的特点，担负着清除大量钻屑的任务，如果振动筛发生故障，其它固控设备（除砂器、除泥器和离心机等）会因为超载而不能正常连续工作。因此，它是钻井液固控的关键设备。振动筛的组成：底座、筛箱、筛网、激振器和减振器、升降架和控制系统等。类型：按筛箱的振动轨迹分为圆形轨迹—圆振筛、直线形轨迹—直线筛、椭圆形轨迹—椭圆筛。性能参数：1投掷指数D

8、岩屑加速度垂直于筛面分量与重力加速度垂直于筛面分量之比。投掷D指数综合了颗粒跳离