鉆機泥漿固控系統(tǒng)，是維持泥漿優(yōu)良性的保證，而優(yōu)良的泥漿性能是預防鉆井井下事故、防止傷害、保護產(chǎn)層、提高鉆速、降低成本的前提。因而無論是對于大型撬裝鉆機、還是輕型的車裝鉆機、均需應用于其施工的 過程。為此，固控系統(tǒng)使用性能等方面的優(yōu)劣，將直接影響鉆機的施工質(zhì)量，而其使用性能，與固控系統(tǒng)的設計直接相關。本文主要對與固控系統(tǒng)的整體設計思想、固控流程的布置、固控設備的選用方面進行了描述。 1、固控系統(tǒng)的工作原理 在鉆井過程中，鉆頭在高壓泥漿的輔助沖刷中不斷鉆進，巖屑被返出的泥漿帶到地面以上，此時泥漿中含有大量的較大顆粒巖石，無法重復利用。為了節(jié)約鉆井成本，就要將此時泥漿中含有的固體按照其顆粒大小， 逐一去除，并對凈化后的泥漿成分再次進行配比，使其最終達到可以重復利用的性能，固控系統(tǒng)就是將此過程實現(xiàn)的設備。 固控系統(tǒng)由密閉泥漿罐、凈化設備、輔助設備、各種功能型管線等構成，通過各部的聯(lián)合使用，使從井口返出deem帶有巖屑的泥漿經(jīng)過逐級凈化、配藥、加重等程序，使達到重復利用的性能。 1.1泥漿凈化流程 從井口返出的帶有大量鉆屑的泥漿經(jīng)過井口返流管線依次經(jīng)過鉆井液振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、中速鉆井液離心機、高速鉆井液離心機的處理，對泥漿進行逐級凈化，可以較好的去除其中的有害固相，達到 泥漿再循環(huán)利用的程度。此時泥漿泵可以直接吸入泥漿，打入高壓管匯，進入井口，為鉆機進行正常的鉆井施工提供保證。 1.2剪切配藥過程 若泥漿成分需要再次配比，則剪切泵從配藥倉吸入泥漿，對從配藥漏斗加入的藥品進行反復剪切混合，再將混合后的藥品注入配藥倉，需要使用時，可以將剪切混合后的藥品打入總泥漿管線，或任意泥漿倉，再經(jīng)泥 漿泵直接打入高壓管匯進入井口。 1.3加重流程 若需要增加泥漿的比重，則加重砂泵從加重倉吸入泥漿，將從加重漏斗加入的重晶石等配入泥漿中，并將加重后的泥漿送至泥漿倉或是其他的泥漿儲備罐中，再由泥漿泵打入高壓管匯進井口。 1.4泥漿泵上水流程 各種型號鉆機泥漿固控系統(tǒng)中泥漿泵的上水管線貫穿除沉砂倉，除氣倉之外的各個泥漿罐，在每個泥漿罐內(nèi)，布置一套罐底閥，此閥可在罐面操作其開關，使泥漿泵根據(jù)施工的實際情況，可以任意從一個泥漿罐吸入泥 漿。 2固控系統(tǒng)的設計內(nèi)容 2.1泥漿罐容積的確定 泥漿固控系統(tǒng)的容積應是容納鉆井過程中泥漿的最大量，并應有足夠的儲備能力。因此根據(jù)不同的鉆機，設計不同的固控系統(tǒng)容積，再根據(jù)吊裝，運輸，井場布置等方面的限制，確定泥漿密閉罐的尺寸及數(shù)量。 2.2固控流程的設計 泥漿固控系統(tǒng)的凈化設備依次為：鉆井液振動篩，真空除氣器，除砂器，除泥器，中速鉆井液離心機，高速鉆井液離心機。輔助設備包括：砂泵，泥漿攪拌器，灌注砂泵，加藥加重漏斗，泥漿槍等。凈化設備與輔助設 備通過管線的鏈接，實現(xiàn)泥漿的凈化、配藥等功能。 通常，對于5000m以上的鉆機，鉆井液振動篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、中速鉆井液離心機，高速鉆井液離心機這幾種凈化設備需要配備齊全，對于3000m、4000m鉆機，可以不配備高速鉆井液離心機，對于 3000米以內(nèi)鉆機或是修井機，可以只需配備鉆井液振動篩、除砂器、中速鉆井液離心機。 在固控系統(tǒng)的左端（以井口中心為定位標準），布置泥漿配藥，加重功能流程，4000米以下鉆機可以將配藥、加重布置在一起，對4000m及以上的鉆機，由于泥漿罐較多，可以將配藥、加重分開布置。 對于泥漿泵的上水流程，考慮到鉆機在不同井深對泥漿量的需求不同，或是鉆地層的性質(zhì)、鉆頭類型、工藝措施、泥漿體系等的不同對固控設備的選擇使用不同，泥漿泵的上水管線伸至除砂倉。從除砂倉以后的各個泥 漿倉，均布置有泥漿泵的上水管線上水口，此種設計，可以保障泥漿泵能夠從除砂倉以后的各個倉吸入泥漿。 2.3固控設備的選擇 目前，已投入使用的固控設備主要有：鉆井液振動篩，真空除氣器，除泥器，除砂器，鉆井液離心機等。由于這些設備的作用原理和結構的不同，因此所分離的固相顆粒的粒度都有一定的范圍。 泥漿中固相顆粒的大小與所鉆地層的性質(zhì)、鉆頭類型，工藝措施，泥漿體系等的不同而有較大差別，因此，在選用設備之前必須對固相進行粒度分析。 為了滿足不同地區(qū)的鉆井施工，在設計固控系統(tǒng)時，通常會考慮到可以應用到各種不同的鉆井工況，因而選用所有的可用的固控設備，在使用過程中，使用者只需要根據(jù)對井口返出的泥漿的分析的結果，來調(diào)整確定使 用哪種或是哪幾種固控設備。 2.4泥漿罐及固控設備的布置 泥漿罐的布置需要根據(jù)鉆機的井場大小，其他裝備的布置，以及泥漿配漿材料的運輸，排污坑的合理位置等因素確定。 固控設備的布置在泥漿罐上，根據(jù)凈化顆粒大小的能力不同，依次布置的固控設備有：鉆井液振動篩，真空除氣器，除砂器，除泥器，中速鉆井液離心機，高速鉆井液離心機，并相應的布置這些固控設備的輔助供漿砂泵，泥漿攪拌器等。在布置這些固控設備及輔助設備時，需要考慮固控設備的處理能力，設備本身的外形尺寸，泥漿罐罐面及底座上各種輔助設備的布置因素。 2.5固控設備，輔助設備的固定及管線連接設計 各種固控設備及泥漿攪拌器，配漿漏斗，供漿砂泵等輔助設備的安裝固定原則是：設備必須安裝可靠，拆卸方便，且與罐面連接部位必須坐落在拉筋上，具有著力點。與設備連接的管線或是罐間的連接的安裝原則是： 避免完全的硬連接，以防拆裝困難。 2.6其他安全操作及使用的設計 為了固控系統(tǒng)的安全方便使用，每套系統(tǒng)均布置上罐梯子，進罐梯子，周邊護欄，罐間平臺，罐前后漂臺等裝置。并根據(jù)用戶要求，可配備罐區(qū)遮陽防雨棚。 在罐面設置安全通道，1米寬的范圍內(nèi)不存在任何設備和突起部件，且罐面平整，便于逃生。 2.7防腐設計 由于泥漿為具有一定腐蝕性的液體，因此固控系統(tǒng)中的泥漿罐及各部件均有防腐功能。較為有效且成本相對較低的方法是：在泥漿罐內(nèi)與泥漿接觸的表面涂富鋅底漆及重防腐瀝青漆，罐面外噴防銹底漆及面漆。 3特色技術 3.1多處泥漿泵上水口，即自除砂泵開始，其后的每個泥漿罐均設有一條泥漿泵上水管線，每個泥漿罐的管線上設置一個泥漿泵的上水開口，此開口由一個可以單獨開關，閥體在泥漿罐內(nèi)，操作手柄置于罐面的罐底閥 控制，泥漿泵可以通過閥門的開關從一個泥漿罐吸入泥漿。此種設計的采用，可以根據(jù)鉆機的實際施工情況，避免泥漿必須通過各個泥漿罐，到達最后一個泥漿泵的泥漿罐后才可以使用，減少了泥漿用量，多種設備的 使用等。 3.2隱蔽電纜槽 利用罐底面與底座之間的空間，設計布置上用電設備的電纜通道，此電纜槽內(nèi)的電纜兩端均設計有快速插頭，運輸時，不必拆下，只需掛在罐皮上即可。此種設計可以避免罐皮上掛電纜槽，不僅降低制造成本，又可以 防止電纜槽在運輸或安裝時易被磕碰變形，從而損壞電纜。 4使用現(xiàn)狀 目前，泥漿固控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應用到各種類型鉆機、修井機的施工中，而且對固控系統(tǒng)的使用要求，hse方面的要求不斷提高。具備功能齊全，使用安全，操作方便等優(yōu)點的固控系統(tǒng)隨著老式鉆機的不斷更新，新鉆 機的生產(chǎn)、老式固控系統(tǒng)的淘汰必將更廣泛的應用到各種類型的鉆機配套中。 5結論及建議 根據(jù)當前固控設備的要求，減少固控級數(shù)，降低成本，提高可靠性已經(jīng)成為一種趨勢。為此，要想使固控效率更高，費用更低，今后固控科研的主攻方向是研究處理量大，可靠性高，分離效率高的多篩系統(tǒng)，減少除砂 器的開機時間甚至不使用旋流除泥器。發(fā)展多篩-離心機固控系統(tǒng)，如果超細目鉆井液振動篩與大處理量鉆井液離心機的研制工作取得突破，無疑對固控系統(tǒng)將是一場革命，不但可以去除除砂器和除泥器，從而降低能 耗，簡化了系統(tǒng)，提高了可靠性，而且對泥漿的粘度，固相含量和密度的控制提供了強有力的手段。