技術(shù)專題
探秘泥漿循環(huán)系統(tǒng):鉆井工程的“血液”
泥漿循環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)由多種石油鉆井固控設(shè)備組成的復(fù)雜系統(tǒng),主要包括鉆井液振動(dòng)篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、除砂除泥一體機(jī)、液氣分離器、攪拌器、砂泵、剪切泵、離心機(jī)、電子點(diǎn)火裝置、混合漏斗、射流混漿裝置、泥漿罐等。
泥漿循環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)由多種石油鉆井固控設(shè)備組成的復(fù)雜系統(tǒng),主要包括鉆井液振動(dòng)篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、除砂除泥一體機(jī)、液氣分離器、攪拌器、砂泵、剪切泵、離心機(jī)、電子點(diǎn)火裝置、混合漏斗、射流混漿裝置、泥漿罐等。
泥漿循環(huán)系統(tǒng)具有以下功能特點(diǎn):1.箱體外殼均用鋼板壓制成型,外形美觀,強(qiáng)度高。 2.模塊化快速組合設(shè)計(jì),適應(yīng)于不同型號(hào)、規(guī)格的鉆機(jī)配置需求。 3.完整的泥漿處理設(shè)備組合,適應(yīng)現(xiàn)代各種復(fù)雜鉆井工藝的泥漿處理要求。 4.泥漿循環(huán)系統(tǒng)可按用戶要求設(shè)計(jì)和配置。
二、泥漿循環(huán)系統(tǒng)的作用泥漿循環(huán)系統(tǒng)在定向穿越及各類工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
1. 攜帶和懸浮鉆屑并排到地表,穩(wěn)定孔壁,降低鉆進(jìn)時(shí)所需的扭矩和推拉力,冷卻和沖洗孔底鉆具。 在定向穿越過(guò)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(jìn)過(guò)程順暢無(wú)阻。同時(shí),泥漿對(duì)孔壁起到穩(wěn)定作用,通過(guò)在樁孔內(nèi)外形成壓差,使得孔內(nèi)泥漿柱對(duì)孔壁形成環(huán)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(jié)成環(huán)狀滲透圈,有效保護(hù)孔壁,避免滲漏。此外,泥漿還能降低鉆進(jìn)時(shí)所需的扭矩和推拉力,減少鉆進(jìn)阻力。在鉆進(jìn)中,鉆頭旋轉(zhuǎn)并破碎巖層以及鉆具與井壁摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量,而泥漿不斷循環(huán),將這些熱量及時(shí)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(duì)泥漿性能要求高,需采取技術(shù)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(zhǎng)、地質(zhì)條件復(fù)雜,尤其是在粉細(xì)砂層等成孔性差、易沉砂且泥漿漏失率大的地層中,對(duì)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(xiàn)場(chǎng)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(yàn)?zāi)酀{配比,由于水平定向鉆泥漿回收較低,施工過(guò)程中隨時(shí)需要補(bǔ)充大量新配置的泥漿,因此選用造漿率高的優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤(rùn)土配漿,對(duì)保證鉆進(jìn)質(zhì)量和提高鉆進(jìn)速度尤為重要。
其次,在泥漿性能的控制和調(diào)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(rùn)滑性能,在配出基漿的基礎(chǔ)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(rùn)滑劑等。 2.粘度控制:根據(jù)穿越段地層情況,在鉆導(dǎo)向孔階段,泥漿粘度控制在 60 - 65S;在預(yù)擴(kuò)孔和回拖階段泥漿粘度提高 5 - 10S,即達(dá)到 65 - 70S。實(shí)際使用過(guò)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(diào)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(shí)提高潤(rùn)滑劑劑量,適當(dāng)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(qiáng)泥漿的潤(rùn)滑性,減小鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)及推進(jìn)阻力;為增強(qiáng)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(rùn)滑性,降低摩擦阻力,增強(qiáng)攜屑效果,需提高增粘劑和潤(rùn)滑劑劑量,潤(rùn)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(guò)調(diào)整高壓泥漿泵的檔位和轉(zhuǎn)速、泥漿噴嘴的直徑和數(shù)量、控制鉆進(jìn)和回拉速度等來(lái)實(shí)現(xiàn)。 最后,在泥漿的攪拌混合和回收方面: 4.在擴(kuò)孔和回拖期間,往往需要補(bǔ)充大量的泥漿,增加泥漿循環(huán)管路長(zhǎng)度,相對(duì)延長(zhǎng)了膨潤(rùn)土及添加劑的熟化、混合時(shí)間,確保了泥漿的性能達(dá)到既定要求。 5.安裝泥漿循環(huán)系統(tǒng),通過(guò)對(duì)回流泥漿的篩選處理,使回流泥漿循環(huán)使用,一可更有效地保證泥漿的供應(yīng)量;二可減少環(huán)境污染。
固控系統(tǒng)的作用
固控系統(tǒng)在石油鉆井中發(fā)揮著至關(guān)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(huì)在鉆井全過(guò)程中對(duì)鉆井液的物理性能產(chǎn)生諸多不良影響。據(jù)統(tǒng)計(jì),巖屑會(huì)使鉆井液的密度、粘度、動(dòng)切力、失水、泥餅、研磨性、粘滯性和流動(dòng)阻力增加。 在實(shí)際鉆井過(guò)程中,巖屑不僅會(huì)損害油氣層,降低鉆速,還會(huì)增大轉(zhuǎn)盤扭矩,導(dǎo)致起下鉆遇阻,甚至造成粘附卡鉆,引起井漏、井噴等井下復(fù)雜情況。同時(shí),鉆井液中的巖屑會(huì)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)造成嚴(yán)重磨損。例如,在一些鉆井作業(yè)中,由于未有效使用固控系統(tǒng),巖屑對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的磨損率高達(dá) 30% 以上,大大縮短了設(shè)備的使用壽命,增加了維修成本。
固控系統(tǒng)通過(guò)機(jī)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(duì)鉆井液性能的要求。固控設(shè)備主要有振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、離心機(jī)、除氣器等。這些設(shè)備按鉆井液固控工藝的要求合理組合起來(lái),形成一個(gè)整體的固控系統(tǒng)。
以振動(dòng)篩為例,它作為第一級(jí)固控設(shè)備,能夠?qū)⒘6却笥?74μm 的鉆屑顆粒篩分出來(lái),為后續(xù)的固控設(shè)備減輕負(fù)擔(dān)。除砂器、除泥器和離心機(jī)則分別針對(duì)不同粒度范圍的固相顆粒進(jìn)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(wěn)定。
通過(guò)固控系統(tǒng)的有效運(yùn)行,可以大大減少對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的磨損。一方面,降低了設(shè)備維修和更換的頻率,節(jié)約了成本;另一方面,提高了鉆井作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性,減少了井下復(fù)雜情況的發(fā)生概率??傊?,固控系統(tǒng)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(lǐng)域的得力助手
冠能固控泥漿攪拌器在石油鉆井領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)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(duì)鉆井液進(jìn)行連續(xù)可靠的攪拌。
在技術(shù)特點(diǎn)方面,冠能固控泥漿攪拌器具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先,在 5.5kW 以下采用擺線減速機(jī),結(jié)構(gòu)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(dòng),具有傳遞扭矩大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。例如,GNJBQ030D 型號(hào)的泥漿攪拌器,電機(jī)功率為 3kW,轉(zhuǎn)速為 60/70(50HZ/60HZ)轉(zhuǎn) / 分,葉輪直徑 650mm,僅重 154Kg,尺寸為 717×560×471mm,充分體現(xiàn)了其結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
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(yè)場(chǎng)景,而高功率的攪拌器如 GNJBQ220DD,電機(jī)功率達(dá) 22kW,轉(zhuǎn)速為 1100 轉(zhuǎn) / 分,葉輪直徑較大,為兩個(gè)葉輪設(shè)計(jì),能更好地滿足大型鉆井作業(yè)對(duì)攪拌強(qiáng)度的要求。
總之,冠能固控泥漿攪拌器憑借其獨(dú)特的作用、先進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn)和多樣化的功率選擇,在石油鉆井行業(yè)中占據(jù)著重要地位。
二、廣泛的應(yīng)用行業(yè) (一)石油油氣勘探行業(yè)在石油油氣勘探中,冠能固控泥漿攪拌器起著關(guān)鍵作用。它能夠高效地?cái)嚢桡@井液,確保鉆井液性能穩(wěn)定,防止固相顆粒沉降,為鉆井作業(yè)提供可靠的保障。例如,在鉆井過(guò)程中,泥漿攪拌器可以快速制備出高質(zhì)量的泥漿,滿足不同深度鉆井的需求。北鉆固控設(shè)備泥漿攪拌器采用先進(jìn)的攪拌技術(shù),具有高效穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),為石油鉆采提供了極大的便利。
(二)非開(kāi)挖工程在非開(kāi)挖工程中,泥漿攪拌器發(fā)揮著重要作用。用于非開(kāi)挖的泥漿凈化攪拌一體機(jī),結(jié)構(gòu)緊湊,能夠?qū)崿F(xiàn)泥漿的回收凈化和攪拌配漿。通過(guò)潛水渣漿泵將泥漿輸送至旋流器進(jìn)行凈化,再經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)一步過(guò)濾,最后由攪拌裝置進(jìn)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(yīng)用價(jià)值。用于巖土工程的泥漿攪拌裝置,能夠?qū)δ酀{進(jìn)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(shí),該裝置還能根據(jù)不同工程需求調(diào)整攪拌參數(shù),滿足各種不同泥漿的制備要求。
(四)礦山領(lǐng)域在礦山開(kāi)采等方面,泥漿攪拌器的應(yīng)用可以提高礦山作業(yè)效率。礦用泥漿攪拌機(jī)能夠?qū)⒛酀{攪拌均勻,然后通過(guò)輸送泵輸送至相應(yīng)的坑洞內(nèi)進(jìn)行凝固填平。同時(shí),其獨(dú)特的刮板設(shè)計(jì)可以自動(dòng)清理攪拌罐內(nèi)壁粘附的泥漿,無(wú)需人工手動(dòng)清理,便于攪拌罐內(nèi)壁的清潔。
(五)冶金行業(yè)在冶金過(guò)程中,冶金攪拌器設(shè)備作為一種高效、可靠的混合和攪拌設(shè)備,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它能夠?qū)⒉煌煞值墓腆w、液體或粉體物料進(jìn)行均勻混合,確保物料的化學(xué)成分和物理性質(zhì)達(dá)到工藝要求。同時(shí),還能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,提高反應(yīng)速率和產(chǎn)物收率,實(shí)現(xiàn)溫度的均勻分布和控制。
(六)煤炭行業(yè)在煤炭開(kāi)采和加工中,泥漿攪拌器可以優(yōu)化煤炭生產(chǎn)流程。例如,在煤炭洗選過(guò)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(shí),還可以防止煤泥沉淀,保證洗選設(shè)備的正常運(yùn)行。
(七)水電行業(yè)在水電工程中,泥漿攪拌器確保水電項(xiàng)目的穩(wěn)定進(jìn)行。例如,在水電站建設(shè)過(guò)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(shí),還可以將泥漿攪拌均勻,用于橋梁表層基礎(chǔ)固化等工程,提高工程質(zhì)量。
固控系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
固控系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,發(fā)揮著重要的作用。
(一)石油開(kāi)采領(lǐng)域在石油開(kāi)采中,固控系統(tǒng)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(chǔ)存循環(huán)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(duì)鉆井液性能的要求。例如,石油固控系統(tǒng)能夠使鉆井液循環(huán)利用,減少泥漿排放,具有明顯的環(huán)境保護(hù)作用。在石油鉆井過(guò)程中,巖屑是鉆井液中最主要的有害固相,會(huì)損害油氣層、降低鉆速、增大轉(zhuǎn)盤扭矩等,而固控系統(tǒng)通過(guò)振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、臥螺離心機(jī)、除氣器等設(shè)備的協(xié)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(lǐng)域在水平定向穿越工程中,固控系統(tǒng)對(duì)鉆井泥漿的性能起著關(guān)鍵作用。鉆井泥漿應(yīng)具有適當(dāng)?shù)恼扯群土鲃?dòng)性、較強(qiáng)的護(hù)壁作用和潤(rùn)滑性能,以滿足穿越施工的需求。固控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)泥漿中的固體顆粒進(jìn)行控制,清除有害固相,保留有用固相,滿足穿越工藝對(duì)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(duì)設(shè)備磨損、影響泥漿流變性能的鉆屑。固控系統(tǒng)采用機(jī)械清除等方法,如利用固相控制系統(tǒng)分離固相,包括泥漿振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、臥式螺旋離心機(jī)和循環(huán)大罐等設(shè)備,有效分離固相,提高泥漿性能,為管線回拖提供有效的潤(rùn)滑作用,降低管線的回拖力。
(三)地?zé)徙@井工程領(lǐng)域在地?zé)徙@井工程中,固控系統(tǒng)也扮演著十分重要的角色。地?zé)峋@井目的不僅是鉆達(dá)目的層開(kāi)發(fā)中深層地?zé)崮?,還要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約。固控系統(tǒng)的凈化系統(tǒng)能通過(guò)機(jī)械分離鉆井液中攜帶上來(lái)的泥漿、巖屑、清洗水等,使鉆井液可以循環(huán)利用,不但節(jié)約了配漿的成本,而且避免了環(huán)境污染。在進(jìn)行溫泉工程設(shè)計(jì)時(shí),針對(duì)不同類型的地質(zhì)狀況,會(huì)采用不同的鉆探類型,如變質(zhì)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(tǒng)在整個(gè)鉆井過(guò)程中,能夠提高地?zé)峋|(zhì)量,降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)。
液氣分離器
冠能固控的液氣分離器是根據(jù)API和ISO標(biāo)準(zhǔn)制造,用于鉆井井壓不平衡情況下,防止劇烈的壓力波動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)深井鉆機(jī)來(lái)說(shuō),液氣分離器是安全作業(yè)的必備設(shè)備。
在石油鉆井現(xiàn)場(chǎng),液汽分離器一般位于泥漿回收系統(tǒng)旁邊,在正常情況下,回收的泥漿將直接進(jìn)入泥漿篩網(wǎng)進(jìn)行固體分離。在這種情況下,一般應(yīng)用不到液氣分離器。如果氣層被打破,出現(xiàn)發(fā)生井噴的可能,則液氣分離器將會(huì)被應(yīng)用。冠能固控的氣液分離器結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,氣體分割的泥漿擊打在擋泥板上進(jìn)行分離,然后氣體分離器將分離的氣體固定在一個(gè)撬座上,這樣液氣分離器就可以被折疊起來(lái)更方便的移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)。并且節(jié)流管匯也可以安裝在撬座上,在鉆井泥漿進(jìn)入液氣分離器之前,節(jié)流管匯首先會(huì)降低泥漿的壓力。
大多數(shù)情況下,液氣分離器會(huì)與一個(gè)點(diǎn)火裝置連接。液氣分離器會(huì)將易燃?xì)怏w與有毒氣體排放并引導(dǎo)至點(diǎn)火裝置燒毀。在任何工作現(xiàn)場(chǎng),安全永遠(yuǎn)是第一位。
冠能固控能夠?yàn)樗泄炭乜刂圃O(shè)備要求以及完整的泥漿回收系統(tǒng)提供一站式的解決方案。如有任何要求,請(qǐng)隨時(shí)我們聯(lián)系。