2.2.1钻井液净化工艺流程图。钻井过程中，钻井液净化处理是由净化设备对钻井液一级级进行固、液分离，目前共分五级、通常称为五级净化：振动筛→除砂器→除泥器→离心机→除气器。对于深井钻机，钻井液均采用五级净化。井口返出的泥浆通过五级净化设备净化后，由钻井泵重复泵入井内循环使用。下面为7000m钻机固控系统典型工艺流程图（其中从左到右，从上到下依次为5、6、1、2、3、4号罐）。

　　图17000m钻机固控系统工艺流程图

　　2.2.2主要配套的固控设备。

　　主要配套的固控设备，如表1所示。

　　2.2.3钻井液净化循环流程组成。

　　（1）钻井液净化循环流程。如图2所示，从井口返回的泥浆，从高架泥浆槽经泥浆分配器，传送至3台振动筛；经过振动筛处理后的泥浆，由真空除气器除气后，排入除砂仓；然后由2台55KW砂泵依次送入除砂器、除泥器的旋流器内，处理后的泥浆由2#罐的离心机处理后，可进一步剪切或加重后再由钻井泵泵入井内。在泥浆处理过程中，可选择使用净化设备的台数及处理时间，从而使泥浆的固相含量和粘度控制在理想的范围内，以满足钻井工艺的要求。

　　表17000m钻机主要配套的固控设备

　　序号设备名称数量技术参数

　　1直线振动筛3台ZS/Z-1

　　2真空除气器1台ZCQ240

　　3除砂器1台CS300X2

　　4除泥器1台CN125X10

　　5离心机1台LW450×1000N2

　　6砂泵6台SB6X8-121/2，

　　功率：55kw

　　7剪切泵1台WJQ5X6-10，

　　功率：55kw

　　8补给泵1台SB3X4-91/2”，

　　功率：11kw

　　9射流混合漏斗3台加料速度：重晶石300kg/min

　　10旋流混合漏斗1台膨润土：150kg/min

　　11搅拌器11台JB-15，功率：15KW

　　12搅拌器3台JB-7.5，功率：7.5KW

　　13搅拌器1台JB-5.5，功率：5.5KW

　　14泥浆枪14只压力：6.4Mpa

　　图2钻井液净化循环流程图

　　（2）钻井泵吸入流程。在钻井过程中，两台钻井泵的吸入方式有自吸和灌注2种：能自吸5号罐内泥浆；通过两台灌注泵能吸3号（不吸离心机供液仓）、4号（不吸剪切仓）、5号、6号罐的泥浆。在钻井泵吸入管线上安装有滤清器、泥浆过滤器，采用快装式过滤装置。在钻井泵采用灌注吸入时，2台灌注泵通过闸门组可分别向2台泥浆泵强制灌注泥浆，并互为备用，即当任1台灌注泵故障时，另1台可代替其进行工作。

　　（3）补浆流程。补浆仓位于1号罐端头，1台补给泵安装在沉砂仓下方，补给仓内的泥浆来自泥浆枪管路，是经过净化处理后的泥浆。在起钻过程中可以用补给泵随时向井内补充泥浆。

　　（4）加重流程。在六号罐右端设专门的泥浆加重系统，用于泥浆的配制与加重。泥浆加重系统由2台加重泵、2个混料漏斗、吸入管汇，可抽吸3-6号罐各仓的泥浆、排出管汇—可将泥浆输送至3-6号罐各仓内。2台加重泵与混料漏斗互为备用，即当任1台灌注泵与混料漏斗故障时，另1台可代替其进行工作。低压加重系统除加重与配置泥浆外，还可为泥浆枪管路供液，并通过泥浆枪管路通到补浆罐内，从而将经过净化处理后的泥浆输送至补浆罐。

　　（5）剪切混合流程。对于聚合物等难以分解、水化和搅拌的泥浆材料，可通过剪切泵和混合漏斗得到快速均匀的混合。剪切泵从4号罐分隔出的剪切仓内吸入处理液进行反复剪切混合，剪切混合后的药品可通过输送管线输送至位于2号罐面上的药品罐内，药品罐内的药品可通过输出管线和泥浆槽流入2-4号泥浆罐。

　　（6）清水管路流程。在各个泥浆罐的一侧设清水管线，通过罐壁上边缘的矩形钢管输送到各泥浆罐，其出口安装镀锌接头和3/4”不锈钢球阀可分别向各罐内注水稀释泥浆、冲洗设备及用于其它用途。在适当位置设放空阀。在4号罐末端设3?”进水阀，在1号罐前端设3?”回水阀。

　　（7）泥浆枪管路流程。在各个泥浆罐的另一侧设泥浆枪管路，通过罐壁上边缘的矩形钢管输送到各泥浆罐。钻井泵与加重泵两者均可为泥浆枪供液，中压泥浆枪管线承压能力6.4Mpa，与高压管汇闸门组用3”高压胶管联接。泥浆罐中每个隔仓设1只罐面高压泥浆枪，带高压闸板阀及可转向联轴节（可360°旋转）。

　　3结语

　　通过分析了现代钻井所用固控系统的先进技术以及发展方向，根据油田现场工艺需要，设计出一套7000m深井钻机固控系统的典型工艺流程，在以下两个方面进行详尽分析设计。

　　（1）通过完钻井眼容积法计算出固控系统钻井液的最小容积，增加50%的安全容积得出在用容积，并储备与在用容积相同的容积，加上加重容积，从而计算出7000m钻机固控系统的有效容积。

　　（2）详尽阐述了7000m深井钻机典型固控系统的设计，包括固控系统技术参数，固控设备的选型，各个工艺流程等，使深井钻机的研究及其配套发展更为完善。

　　净化设备的配套和使用在钻井过程中是很关键的设备，它直接影响着钻井的安全，速度以及效益，或者说是队伍的士气，净化设备的配备是全套钻机不可缺少的一部分。经实践表明：当泥浆固相颗粒每减少1%时，钻头的寿命将增加7%-9%，钻井速度可提高10%。上述7000m深井钻机典型固控系统遵循油田现场工艺要求，合理进行了工艺流程设计，能够有效地清除有害固相，保存有用固相，保持钻井液性能，并得到油田现场的实际检验，取得了良好的经济效益。

　　参考文献

　　[1]龚伟安.钻井液固相控制技术与设备[M].北京：石油工业出版社，1995.

　　[2]张玉华，李国华，熊亚萍，王金帅.钻井液固控系统配套现状及改进措施[M].石油矿场机械，2007，36（12）.

　　[3]SYT6223-2005钻井液净化设备配套安装使用和维护[M].北京：石油工业出版社，2005.

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