鉆機(jī)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(yù)防鉆井井下事故、防止傷害、保護(hù)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(jī)、還是輕型的車裝鉆機(jī)、均需應(yīng)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(jī)的施工質(zhì)量，而其使用性能，與固控系統(tǒng)的設(shè)計直接相關(guān)。本文主要對與固控系統(tǒng)的整體設(shè)計思想、固控流程的布置、固控設(shè)備的選用方面進(jìn)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(jìn)，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(fù)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(jìn)行配比，使其最終達(dá)到可以重復(fù)利用的性能，固控系統(tǒng)就是將此過程實現(xiàn)的設(shè)備。 固控系統(tǒng)由密閉泥漿罐、凈化設(shè)備、輔助設(shè)備、各種功能型管線等構(gòu)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(dá)到重復(fù)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(jī)、高速鉆井液離心機(jī)的處理，對泥漿進(jìn)行逐級凈化，可以較好的去除其中的有害固相，達(dá)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(jìn)入井口，為鉆機(jī)進(jìn)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(jìn)行反復(fù)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(jìn)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(jìn)井口。 1.4泥漿泵上水流程 各種型號鉆機(jī)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(guān)，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(shè)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(yīng)是容納鉆井過程中泥漿的最大量，并應(yīng)有足夠的儲備能力。因此根據(jù)不同的鉆機(jī)，設(shè)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(shè)計 泥漿固控系統(tǒng)的凈化設(shè)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(jī)，高速鉆井液離心機(jī)。輔助設(shè)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(shè)備與輔助設(shè) 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(jī)，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(jī)，高速鉆井液離心機(jī)這幾種凈化設(shè)備需要配備齊全，對于3000m、4000m鉆機(jī)，可以不配備高速鉆井液離心機(jī)，對于 3000米以內(nèi)鉆機(jī)或是修井機(jī)，可以只需配備鉆井液振動篩、除砂器、中速鉆井液離心機(jī)。 在固控系統(tǒng)的左端（以井口中心為定位標(biāo)準(zhǔn)），布置泥漿配藥，加重功能流程，4000米以下鉆機(jī)可以將配藥、加重布置在一起，對4000m及以上的鉆機(jī)，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(jī)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(shè)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(shè)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(shè)備的選擇 目前，已投入使用的固控設(shè)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(jī)等。由于這些設(shè)備的作用原理和結(jié)構(gòu)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(shè)備之前必須對固相進(jìn)行粒度分析。 為了滿足不同地區(qū)的鉆井施工，在設(shè)計固控系統(tǒng)時，通常會考慮到可以應(yīng)用到各種不同的鉆井工況，因而選用所有的可用的固控設(shè)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(jié)果，來調(diào)整確定使 用哪種或是哪幾種固控設(shè)備。 2.4泥漿罐及固控設(shè)備的布置 泥漿罐的布置需要根據(jù)鉆機(jī)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(shè)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(shè)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(jī)，高速鉆井液離心機(jī)，并相應(yīng)的布置這些固控設(shè)備的輔助供漿砂泵，泥漿攪拌器等。在布置這些固控設(shè)備及輔助設(shè)備時，需要考慮固控設(shè)備的處理能力，設(shè)備本身的外形尺寸，泥漿罐罐面及底座上各種輔助設(shè)備的布置因素。 2.5固控設(shè)備，輔助設(shè)備的固定及管線連接設(shè)計 各種固控設(shè)備及泥漿攪拌器，配漿漏斗，供漿砂泵等輔助設(shè)備的安裝固定原則是：設(shè)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(shè)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(shè)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(jìn)罐梯子，周邊護(hù)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(shè)置安全通道，1米寬的范圍內(nèi)不存在任何設(shè)備和突起部件，且罐面平整，便于逃生。 2.7防腐設(shè)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(shù) 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(shè)有一條泥漿泵上水管線，每個泥漿罐的管線上設(shè)置一個泥漿泵的上水開口，此開口由一個可以單獨開關(guān)，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(guān)從一個泥漿罐吸入泥漿。此種設(shè)計的采用，可以根據(jù)鉆機(jī)的實際施工情況，避免泥漿必須通過各個泥漿罐，到達(dá)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(shè)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(shè)計布置上用電設(shè)備的電纜通道，此電纜槽內(nèi)的電纜兩端均設(shè)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(shè)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(yīng)用到各種類型鉆機(jī)、修井機(jī)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(jī)的不斷更新，新鉆 機(jī)的生產(chǎn)、老式固控系統(tǒng)的淘汰必將更廣泛的應(yīng)用到各種類型的鉆機(jī)配套中。 5結(jié)論及建議 根據(jù)當(dāng)前固控設(shè)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(jī)時間甚至不使用旋流除泥器。發(fā)展多篩-離心機(jī)固控系統(tǒng)，如果超細(xì)目鉆井液振動篩與大處理量鉆井液離心機(jī)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(qiáng)有力的手段。