技術專題
探秘泥漿循環系統:鉆井工程的“血液”
泥漿循環系統是一個由多種石油鉆井固控設備組成的復雜系統,主要包括鉆井液振動篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、除砂除泥一體機、液氣分離器、攪拌器、砂泵、剪切泵、離心機、電子點火裝置、混合漏斗、射流混漿裝置、泥漿罐等。
泥漿循環系統具有以下功能特點:1.箱體外殼均用鋼板壓制成型,外形美觀,強度高。 2.模塊化快速組合設計,適應于不同型號、規格的鉆機配置需求。 3.完整的泥漿處理設備組合,適應現代各種復雜鉆井工藝的泥漿處理要求。 4.泥漿循環系統可按用戶要求設計和配置。
二、泥漿循環系統的作用泥漿循環系統在定向穿越及各類工程中發揮著至關重要的作用,主要體現在以下兩個方面:
1. 攜帶和懸浮鉆屑并排到地表,穩定孔壁,降低鉆進時所需的扭矩和推拉力,冷卻和沖洗孔底鉆具。 在定向穿越過程中,泥漿就如同定向鉆井的 “血液” 一般重要。它能夠攜帶和懸浮鉆屑并排到地表,確保鉆孔的清潔,使鉆進過程順暢無阻。同時,泥漿對孔壁起到穩定作用,通過在樁孔內外形成壓差,使得孔內泥漿柱對孔壁形成環向靜壓,促使泥漿顆粒滲入孔壁,在一定條件下保持滲透平衡,滲入的泥漿黏結成環狀滲透圈,有效保護孔壁,避免滲漏。此外,泥漿還能降低鉆進時所需的扭矩和推拉力,減少鉆進阻力。在鉆進中,鉆頭旋轉并破碎巖層以及鉆具與井壁摩擦會產生大量熱量,而泥漿不斷循環,將這些熱量及時吸收并帶到地面釋放,起到冷卻和沖洗孔底鉆具的作用。 2. 在定向穿越中,泥漿被視為定向鉆井的 “血液”,對泥漿性能要求高,需采取技術措施控制泥漿的粘度、各種添加劑的配制以及泥漿的壓力和流量。 在定向穿越中,由于穿越距離長、地質條件復雜,尤其是在粉細砂層等成孔性差、易沉砂且泥漿漏失率大的地層中,對泥漿性能提出了很高的要求。泥漿的主要工藝性能是流變性和失水造壁性,現場控制的主要因素包括泥漿的粘度、各種添加劑的配制以及泥漿的壓力和流量。 首先,在基漿配置方面,按照事先確定的試驗泥漿配比,由于水平定向鉆泥漿回收較低,施工過程中隨時需要補充大量新配置的泥漿,因此選用造漿率高的優質鈉基膨潤土配漿,對保證鉆進質量和提高鉆進速度尤為重要。
其次,在泥漿性能的控制和調整方面:
1.泥漿添加劑:為保證泥漿具有良好的流變性、高攜砂性、固壁和潤滑性能,在配出基漿的基礎上,再按基漿重量的 2 - 4‰比例加入各種泥漿添加劑,如增粘劑、固壁劑和潤滑劑等。 2.粘度控制:根據穿越段地層情況,在鉆導向孔階段,泥漿粘度控制在 60 - 65S;在預擴孔和回拖階段泥漿粘度提高 5 - 10S,即達到 65 - 70S。實際使用過程中,泥漿的配比隨地層不同而隨之變化,并選用不同的添加劑。 3.各階段泥漿性能調整:為保證鉆屑攜帶和孔眼清潔,控制泥漿的失水,防止塌孔,需增大固壁劑、增粘劑含量;要及時提高潤滑劑劑量,適當降低粘度和切力,保證泥漿的流變性能良好,使鉆屑順利返出地面,增強泥漿的潤滑性,減小鉆機旋轉及推進阻力;為增強泥漿的造壁性能,防止孔壁塌陷,防止縮徑,需增大固壁劑、增粘劑劑量;為提高泥漿的潤滑性,降低摩擦阻力,增強攜屑效果,需提高增粘劑和潤滑劑劑量,潤滑劑劑量可增至基漿重量的 10‰。 再者,在泥漿壓力和流量的控制方面,定向穿越泥漿壓力和流量的控制原則是高流量、低壓力,通過調整高壓泥漿泵的檔位和轉速、泥漿噴嘴的直徑和數量、控制鉆進和回拉速度等來實現。 最后,在泥漿的攪拌混合和回收方面: 4.在擴孔和回拖期間,往往需要補充大量的泥漿,增加泥漿循環管路長度,相對延長了膨潤土及添加劑的熟化、混合時間,確保了泥漿的性能達到既定要求。 5.安裝泥漿循環系統,通過對回流泥漿的篩選處理,使回流泥漿循環使用,一可更有效地保證泥漿的供應量;二可減少環境污染。
固控系統的作用
固控系統在石油鉆井中發揮著至關重要的作用。鉆井液中的固體顆粒分為有害固相和有用固相兩類,而巖屑作為主要的有害固相,會在鉆井全過程中對鉆井液的物理性能產生諸多不良影響。據統計,巖屑會使鉆井液的密度、粘度、動切力、失水、泥餅、研磨性、粘滯性和流動阻力增加。 在實際鉆井過程中,巖屑不僅會損害油氣層,降低鉆速,還會增大轉盤扭矩,導致起下鉆遇阻,甚至造成粘附卡鉆,引起井漏、井噴等井下復雜情況。同時,鉆井液中的巖屑會對循環系統造成嚴重磨損。例如,在一些鉆井作業中,由于未有效使用固控系統,巖屑對循環系統的磨損率高達 30% 以上,大大縮短了設備的使用壽命,增加了維修成本。
固控系統通過機械清除的方式,能夠有效清除鉆井液中的有害固相,保留有用的固相,從而滿足鉆井工藝對鉆井液性能的要求。固控設備主要有振動篩、除砂器、除泥器、離心機、除氣器等。這些設備按鉆井液固控工藝的要求合理組合起來,形成一個整體的固控系統。
以振動篩為例,它作為第一級固控設備,能夠將粒度大于 74μm 的鉆屑顆粒篩分出來,為后續的固控設備減輕負擔。除砂器、除泥器和離心機則分別針對不同粒度范圍的固相顆粒進行清除,確保鉆井液的清潔度。除氣器能夠去除侵入鉆井液的氣體,保證鉆井液性能的穩定。
通過固控系統的有效運行,可以大大減少對循環系統的磨損。一方面,降低了設備維修和更換的頻率,節約了成本;另一方面,提高了鉆井作業的安全性和穩定性,減少了井下復雜情況的發生概率。總之,固控系統在石油鉆井中具有不可替代的重要作用。
冠能固控泥漿攪拌器:多領域的得力助手
冠能固控泥漿攪拌器在石油鉆井領域發揮著至關重要的作用。其主要作用是保持鉆井液的均勻性并使固相顆粒懸浮,對鉆井液進行連續可靠的攪拌。
在技術特點方面,冠能固控泥漿攪拌器具有諸多優勢。首先,在 5.5kW 以下采用擺線減速機,結構緊湊、占地面積小,攪拌效果好;7.5kW 以上則采用渦輪蝸桿式減速傳動,具有傳遞扭矩大、運轉平穩、工作可靠等優點。例如,GNJBQ030D 型號的泥漿攪拌器,電機功率為 3kW,轉速為 60/70(50HZ/60HZ)轉 / 分,葉輪直徑 650mm,僅重 154Kg,尺寸為 717×560×471mm,充分體現了其結構緊湊的特點。
不同功率下的冠能固控泥漿攪拌器也各具特色。低功率的攪拌器適用于一些特定的小型鉆井作業場景,而高功率的攪拌器如 GNJBQ220DD,電機功率達 22kW,轉速為 1100 轉 / 分,葉輪直徑較大,為兩個葉輪設計,能更好地滿足大型鉆井作業對攪拌強度的要求。
總之,冠能固控泥漿攪拌器憑借其獨特的作用、先進的技術特點和多樣化的功率選擇,在石油鉆井行業中占據著重要地位。
二、廣泛的應用行業 (一)石油油氣勘探行業在石油油氣勘探中,冠能固控泥漿攪拌器起著關鍵作用。它能夠高效地攪拌鉆井液,確保鉆井液性能穩定,防止固相顆粒沉降,為鉆井作業提供可靠的保障。例如,在鉆井過程中,泥漿攪拌器可以快速制備出高質量的泥漿,滿足不同深度鉆井的需求。北鉆固控設備泥漿攪拌器采用先進的攪拌技術,具有高效穩定、操作簡便、適應性強等優勢,為石油鉆采提供了極大的便利。
(二)非開挖工程在非開挖工程中,泥漿攪拌器發揮著重要作用。用于非開挖的泥漿凈化攪拌一體機,結構緊湊,能夠實現泥漿的回收凈化和攪拌配漿。通過潛水渣漿泵將泥漿輸送至旋流器進行凈化,再經過振動篩進一步過濾,最后由攪拌裝置進行攪拌配漿,提高了工程效率,降低了工程投入成本。
(三)巖土工程在巖土工程中,泥漿攪拌器具有重要的應用價值。用于巖土工程的泥漿攪拌裝置,能夠對泥漿進行充分的攪拌混合,提高泥漿的利用率。攪拌槳上的刮泥組件可以防止泥漿附著在攪拌槳上,避免堵塞,提高攪拌效率。同時,該裝置還能根據不同工程需求調整攪拌參數,滿足各種不同泥漿的制備要求。
(四)礦山領域在礦山開采等方面,泥漿攪拌器的應用可以提高礦山作業效率。礦用泥漿攪拌機能夠將泥漿攪拌均勻,然后通過輸送泵輸送至相應的坑洞內進行凝固填平。同時,其獨特的刮板設計可以自動清理攪拌罐內壁粘附的泥漿,無需人工手動清理,便于攪拌罐內壁的清潔。
(五)冶金行業在冶金過程中,冶金攪拌器設備作為一種高效、可靠的混合和攪拌設備,發揮著至關重要的作用。它能夠將不同成分的固體、液體或粉體物料進行均勻混合,確保物料的化學成分和物理性質達到工藝要求。同時,還能促進化學反應的進行,提高反應速率和產物收率,實現溫度的均勻分布和控制。
(六)煤炭行業在煤炭開采和加工中,泥漿攪拌器可以優化煤炭生產流程。例如,在煤炭洗選過程中,泥漿攪拌器可以將煤泥與水充分混合,提高洗選效率。同時,還可以防止煤泥沉淀,保證洗選設備的正常運行。
(七)水電行業在水電工程中,泥漿攪拌器確保水電項目的穩定進行。例如,在水電站建設過程中,泥漿攪拌器可以攪拌防滲材料,保障水利工程的防滲效果。同時,還可以將泥漿攪拌均勻,用于橋梁表層基礎固化等工程,提高工程質量。
固控系統的應用領域
固控系統在多個領域都有著廣泛的應用,發揮著重要的作用。
(一)石油開采領域在石油開采中,固控系統主要用于分離處理鉆井液中的巖屑、泥砂等顆粒,維持鉆井液性能以及儲存循環鉆井液。它能有效清除鉆井液中的有害固相,保留有用固相,滿足鉆井工藝對鉆井液性能的要求。例如,石油固控系統能夠使鉆井液循環利用,減少泥漿排放,具有明顯的環境保護作用。在石油鉆井過程中,巖屑是鉆井液中最主要的有害固相,會損害油氣層、降低鉆速、增大轉盤扭矩等,而固控系統通過振動篩、除砂器、除泥器、臥螺離心機、除氣器等設備的協同作用,能夠有效清除這些有害固相,提高鉆井效率,降低鉆井成本,保障鉆井安全。
(二)水平定向穿越工程領域在水平定向穿越工程中,固控系統對鉆井泥漿的性能起著關鍵作用。鉆井泥漿應具有適當的粘度和流動性、較強的護壁作用和潤滑性能,以滿足穿越施工的需求。固控系統通過對泥漿中的固體顆粒進行控制,清除有害固相,保留有用固相,滿足穿越工藝對泥漿性能的要求。水平定向穿越泥漿中的有害固相主要是指對設備磨損、影響泥漿流變性能的鉆屑。固控系統采用機械清除等方法,如利用固相控制系統分離固相,包括泥漿振動篩、除砂器、除泥器、臥式螺旋離心機和循環大罐等設備,有效分離固相,提高泥漿性能,為管線回拖提供有效的潤滑作用,降低管線的回拖力。
(三)地熱鉆井工程領域在地熱鉆井工程中,固控系統也扮演著十分重要的角色。地熱井鉆井目的不僅是鉆達目的層開發中深層地熱能,還要實現經濟節約。固控系統的凈化系統能通過機械分離鉆井液中攜帶上來的泥漿、巖屑、清洗水等,使鉆井液可以循環利用,不但節約了配漿的成本,而且避免了環境污染。在進行溫泉工程設計時,針對不同類型的地質狀況,會采用不同的鉆探類型,如變質巖鉆探、沉積巖鉆探、火成巖鉆探,甚至采用綜合鉆探法。而固控系統在整個鉆井過程中,能夠提高地熱井質量,降低鉆井風險。
液氣分離器
冠能固控的液氣分離器是根據API和ISO標準制造,用于鉆井井壓不平衡情況下,防止劇烈的壓力波動。對于大多數深井鉆機來說,液氣分離器是安全作業的必備設備。
在石油鉆井現場,液汽分離器一般位于泥漿回收系統旁邊,在正常情況下,回收的泥漿將直接進入泥漿篩網進行固體分離。在這種情況下,一般應用不到液氣分離器。如果氣層被打破,出現發生井噴的可能,則液氣分離器將會被應用。冠能固控的氣液分離器結構很簡單,氣體分割的泥漿擊打在擋泥板上進行分離,然后氣體分離器將分離的氣體固定在一個撬座上,這樣液氣分離器就可以被折疊起來更方便的移動到現場。并且節流管匯也可以安裝在撬座上,在鉆井泥漿進入液氣分離器之前,節流管匯首先會降低泥漿的壓力。
大多數情況下,液氣分離器會與一個點火裝置連接。液氣分離器會將易燃氣體與有毒氣體排放并引導至點火裝置燒毀。在任何工作現場,安全永遠是第一位。
冠能固控能夠為所有固控控制設備要求以及完整的泥漿回收系統提供一站式的解決方案。如有任何要求,請隨時我們聯系。