现代钻井机械概论ch3.ppt

1、第一、三章现代固体控制设备，参考：祖国津钻孔振动体的工作理论和测试技术石油工业出版社，第二章固体控制流体固体控制固相控制固相控制固相控制是钻井工艺技术的重要组成部分，固相控制的好坏直接影响钻孔的性能，影响钻井工程的质量。固体控制方法：稀释、更换、沉淀、化学处理和机械处理固体控制技术内容：固体控制设备和固体控制工艺固体控制设备：振动筛、除气机、除砂机、除砂机、除泥机、离心机等固体控制系统典型配置：振动筛、除砂机、除泥机、除泥机、离心机，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，4，1，振动筛钻井液固相控制系统的初级处理设备。振动筛的技术水平主要反映了加工能力(吞吐量和分离粒度)工作的稳定性寿命工作

2、的灵活性振动筛处理能力与振动筛的结构、轨迹、振动频率、振动强度、筛板面积和筛板厚度有关。现代振动筛的特点：高速、线性、细木、多层。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，5，发展趋势：1)非振动筛分析设备将成为振动筛的替代品。2)面向节约能源发展，低功耗，低噪音3)超过200个超细，高强度振动形态多样化5)钻井液数据的自动收集，与监控处理系统一起使用的6个分离粒子细而干。工作稳定可靠。寿命长，驱动器系统维护简单。网布采用机械压成的平板式细木布，采用快速拉伸装置，更换方便。筛板架的倾斜角度可以通过螺旋升降机系统调节，方便灵活。3.1国外钻井液固体控制设备开发现状，7，2)产品类型a. ATL-1

3、000型(一般产品)结构特点：双层屏，上层屏水平安装，下层屏为三段串联排列，输入段水平布置，中间段和排放段均倾斜5。3.1国外钻井液固体控制设备的开发现状，8，优点：提高筛板的传输能力，增加吞吐量，减少钻井液液体的损失，减少碎屑的反复破损。主要技术参数：筛网框2层筛网角度010可曹征粗筛网面积1m2粗筛网类型波纹线网面积2.3m2细筛网类型6角孔筛支撑板地面支撑网张力快速松屏锁定动作类型直线振动强度4.1g驱动系统直接驱动，1台5马力电机，3.1国外钻井液固定装置开发现状，9，b. ATL-1200小型C. ATL-1000S/S型技术参数与ATL-1000型基本相同。但是用不锈钢制造，适合腐

4、蚀性环境，寿命比ATL-1000型长。D. ATL-CS型设计用于在大体积位移下处理微小的粘土颗粒，筛处理面积最高为6m2，是ATL-1000型振动筛的两倍。结构材料可以是不锈钢或普通碳钢。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，10，e. ATL干燥结构小，振动强度小。让固相颗粒在体面上停留很久，使颗粒完全脱水，钻井液的液体损失很小。大大减少了体面上碎屑的重复粉碎，使返回循环系统的钻井液更加清洁。，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，11，2，LCM-2D线性振动筛1)结构特征上的倾斜框架结构；网使用平面菱形孔或波纹型逮捕。屏幕3段分布，输入段0，中间段和排放段5；3.1国外钻井液固体控

5、制设备开发现状，12，2)技术参数屏1层网角-105可曹征屏面积3m2屏支撑上部支撑运动类型线性振动强度2.26.1g可曹征屏拉螺栓或高速锁驱动系统直接驱动，1台2.5马力电机，3.1国外钻井液固体控制设备开发现状3，ALS II型振动筛(1) 3茄子调节装置a .体箱角度以液压方式调节，调节范围-33可提高吞吐量和处理效果，防止重晶石的丢失。b .振动角度可调节，曹征范围2565(每调节10)。c .冲击能量是简单的按钮式调节，最大冲击力可以达到6.25g。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，14，2)屏幕面积大屏幕有效面积比同一类型大33%，可以在同一眼水中处理更多液体。3)独特的导向

6、器屏幕进口上部安装了百叶窗式导向器，液体均匀分布在屏幕上，有效减少液体对屏幕的影响，有助于提高屏幕寿命。4)方便的筛网安装张力装置无需专用工具即可实现筛网安装和张力。5)筛网数最多可达325网状，3.1国外钻井液固体控制设备的开发现状，15，2，新型非振动筛分析设备振动筛高频高强度振动，会引起刨花反复破碎，零件损坏等一系列问题。为了减少或避免振动筛的缺陷，近年来在国外开发了多种茄子非振动分析设备，可以作为振动筛的替代品，也可以部分代替水力旋流器和离心机。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，16，1，Courtney Dehn牙齿发明的PANSEP筛分析设备环，非振动，连续传输式筛分析装置。

7、屏幕安装在灵活的屏幕上，屏幕块通过轴连接，形成闭环结构。屏幕分为内外或上下两层，上身装大屏幕，筛粗颗粒，同时对下半身起保护作用。安装碟子下去的屏幕。可以根据需要选择网频。设备运行时，电动机驱动链轮，链轮驱动屏幕旋转。同时，钻井液通过流动分配管流向旋转的筛板，通过上下筛板筛选两次。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，17，2，William Woodburn牙齿发明的屏幕分析设备，履带式屏幕由9个导轮(20-28)旋转，同时钻井液通过进水口30流入屏幕。3.1国外钻井液固体控制设备的开发现状，18，在运动中通过筛网过滤器流向液体回收池50，固相粒子留在体面，从运动到输出端排出。另外，为了防止

8、粒子粘在屏幕上，在莲蓬头60上向筛子上喷射清水。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，19，3，水力旋流器除砂机和除泥机的总称，普通钻井液固体控制设备。水力旋流器是离心装置，分离粒子的效果与转子的结构和工作参数有关。1、国外旋风共同特性聚合物材料制造，耐高温、耐磨、可更换的低成本、法兰连接可靠性、无泄漏。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，20，2，CTP复合锥三相分离旋流器复合锥旋风锥至少2个角度三相输入旋流器流体为三相流(油、水、固体)，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，21，1)工作原理三相流进入转子在涡流场中，油相、水、固相都受到离心力的作用，但质量不同，受的离心力也不同，

9、因此可从任何旋涡剖面油、水、固体中分离出来。第一个圆锥(圆锥角大的圆锥)固体相从液体中分离出来，在离心力的作用下被推到基壁上，沿着基壁向下，从裴廓孔排出。(威廉莎士比亚、离心力、离心力、离心力、离心力、离心力、离心力、离心力、离心力、离心力)，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，22、2及3级锥形油与水分离。油在旋涡表面的中心，水在油的外部。由于漩涡的中心压力小，大气从暗流口高速流入，与中央的油混合，形成上游流，从溢流口溢出。水从蓄水池里排除。CTP旋转器能否分离三相取决于旋转器的结构和运行参数，因此必须通过严格的数学计算来确定旋转器的结构和运行参数。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状

10、，23，4，钻井液清洁器水力旋流器与振动筛相结合的两阶段或多级处理设备。配置：上部为旋转器(除砂器或除泥器)，下部为精细振动筛。3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，24，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，1，2阶段处理钻井液清洁器工作流程一阶段旋流器将钻井液分为低密度溢流和高密度潜流，底部流动在振动筛上；两步振动筛将高密度底流再分为两部分。一部分是通过屏幕的稀流体，另一部分是留在筛子上的粒子。25，2，最近开发的典型产品(BRANDT公司)1)ATL-16/2英寸钻井液清洁器3级处理设备，吞吐量3.75m3/min。配置：一套除砂机(2个漏斗)、一套除泥机(16个漏斗)、一个ATL-

11、1200英寸线性振动筛(120325木)2)ATL-2800型钻井液清洁器二期处理装置、吞吐量3.75m3，3.1国外钻井液固体控制设备发展现状，26，5，离心机钻井液固液分离专用设备，能全速供应、离心沉降、排放等多种工艺。主要包括重晶石回收、小固体去除、钻井液固体含量降低、钻井液密度、粘度控制、钻井液性能保证和快速钻井平均钻井现场一般使用沉降离心机。分类1)重晶石回收离心机速度约为1800r/min，离心力约为700g，低密度固相分离点为6-10m，高密度固相分离点为4-10 m，吞吐量为38-151L/min。3.1国外钻井液固体控制设备开发现状，27，2)大容量离心机主要用于去除低密度固

12、相，转速约为1900-2200r/min，离心力约为800g，固相分离点为5-7m，吞吐量约为378-756L/，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，28，近年来，国外在离心机的设计上主要提高离心机的吞吐量和离心机的转速，提高了离心机的分离因素。此外，离心机的材料多采用不锈钢，提高了耐蚀性。HS-3400离心机吞吐量：0.6m3/min转速：3250r/min分离系数：2100分离点：3m，3.1国外钻井液固体控制设备的发展现状，29，近几年国内钻井液固相控制设备的理论研究和制造工艺水平有了很大提高。我国制造固体控制设备的工厂：华北石油第一机械厂南洋石油机械厂宝鸡石油机械厂从固体控制产品的

13、系列化和配套生产来看，华北石油第一机械厂比较齐全，设备制造工艺也比较先进，产品已通过ISO 9002质量体系认证。3.2国内钻井液固体控制设备的发展现状，30、钻井液中固相颗粒的类型、大小和含量对钻井液性能影响很大，应根据钻井工程的要求合理控制。在控制过程中，各种装置的匹配组合使用非常重要，直接影响整个固体控制的效果。一、钻井液固体控制系统的整体组成钻井液固体控制系统主要由钻井液循环罐、钻井液净化设备和传记控制设备三部分组成。1.钻井液循环罐作用：提供了在钻井过程不同阶段执行必要循环和储备所需的钻井液，并提供了各级净化所需的循环条件。3.2国内钻井液固体控制设备的开发现状，31，组成：循环水箱

14、，混合罐，所需备用罐。注：钻井液循环罐在满足钻井工程要求的情况下，应最小化罐大小。2、设备配置1)循环桶一般由几个隔板组成，可配置振动筛、除砂机、除气机、除泥机、离心机、砂泵、搅拌机等，还具有用于循环净化的各种管道、阀门、钻井液罐等辅助设置。钻井液净化过程：从井返回的钻井液一次净化设备除砂机泥浆罐清淤机钻井液池，3.2国内钻井液固体控制设备的开发现状，32、在循环水箱顶部安装泥浆罐，贯穿水箱纵向方向。泥浆槽有很多地方设有闸门，净化后的液体可以徐璐根据其他需要随机排放到每个罐中。2)水箱由两个隔板组成，隔板之间使用阀门或液位平衡器进行液位调节。3)混合罐包括搅拌机、混合泵、切断泵、搅拌机等设备。

15、3.2国内钻井液固体控制设备的发展现状，33，罐与罐之间的连接有刚性和可扩展耦合(或气轮胎密封耦合)牙齿，便于安装和拆除。每个罐都装有步行台和护栏，每个步行台和护栏在坦克上用铰链连接，设备转移时可以轻松地固定在罐壁上，随罐一起运输。3.2国内钻井液固体控制设备的开发现状，34，3，系统配电根据钻井液净化循环的现场要求，循环净化设备的传记控制由分机号和集中的联合方式组成。对于高功率传记产品(如砂泵电机)，使用分机控制。控制柜安装在马达附近，便于观察设备的运行。低功耗传记设备(振动筛、除砂机、除泥机、搅拌机等)集中控制在徐璐其他易拉罐表面。3.2国内钻井液固体控制设备的发展现状，35、电力分配的几个茄子要求：1)油箱之间装有接线盒，可以利用安全插头方便拆卸，进行电缆间连接。2)每个传记装置的布线和连接器根据井防爆要求进行传记配置。3)如果有环境要求，还可以配置钻屑回收和废液处理装置。3.2国内钻井液固体控制设备的发展现状，36，由华北石油管理局第一机械厂开发的ZYG320型钻井液固体控制系统由6个水箱和1套混合室组成，整个循环系统构成了5级净化设备，可以根据钻井作业的要求实现钻井液15级净化。系统总有效容积240m3，钻井液最大吞吐量360m3h，具有足够的钻井液储备功能，可以满足深井和大流量补充钻井液的需要。系统内的各坦克单位不仅设备和技术先