固控设备

钻井液设备

固控设备‌是指在钻井作业中用于处理钻井液中固体颗粒的设备。国外固相控制设备性能良好、工作稳定、寿命长，已实现设备类型的标准化、系列化和专用化。国外的固控设备水平以美国的BRANDT、SWACO、DERRICK等公司为代表，质量和性能处于世界首位。国外特别重视固控系统设备的优化配置和整个固控系统的效率评价，并为此开发了钻井液固相控制专家系统。

1．固控设备组成

钻井液固控设备的性能和质量是固相控制技术的关键。钻井液固相控制系统主要包括钻井液循环罐、钻井液净化处理设备和电器控制设备三大部分，其中钻井液净化处理设备主要有振动筛、除砂器、除泥器、除气器、离心机、砂泵、搅拌器和混合器等，针对环保敏感地区，还可以配置钻屑回收及废液处理装置。

2．固控设备发展趋势

固控设备着重发展除砂、除泥、除气器等占用面积小、效能高、寿命长的设备，并与高速离心机一体化，实现自动检测和按检测结果实施控制的固控系统。

3．国外固控设备现状

美国石油工具有限公司固相控制系统由4台振动筛和两台干燥器(即干燥型振动筛)组成。4台振动筛和一台干燥器并联在一起，井内返出的钻井液由钻井液分配器分流到4台振动筛和一台干燥器进行处理，它们分离出的固相颗粒再由另一台干燥器进行处理，使颗粒进一步脱水。脱出的液体回收，干燥的颗粒被排掉。

干燥器实际上是强力细目振动筛，筛架上倾10°，以减少液体的损失。4台振动筛用的筛网是三维细目波形筛网，而不是传统的平板式线状筛网，三维结构允许重力迫使迎面而来的固体向下进入褶皱槽，从凸起区域离开，从每个褶皱的上部把固体分离。因此增加了通过流体的数量，不会淹没凸起部分，而凸起部分能增加流体流动能力。两层细筛布附在一层粗筛布的上面，三层筛布粘合在一起，做成波纹状，然后再粘合在开孔的板上。波形叠加筛网面积比普通平板筛网的面积大约增加了40%，比平板筛网细大约2～3个筛孔尺寸。处理流体的能力增加70%，且不容易堵塞，处理效果很好。

4．我国固控设备的发展

近年来，国内钻井液固相控制设备的理论研究和制造工艺水平都有较大的发展，特别是在理论研究方面，例如振动筛的工作原理、旋流器的工作原理等，已达到或接近世界先进水平，但国产的固控设备在性能，寿命方面与国外固控设备有一定差距，主要是材料、加工工艺、加工精度和配套使用的通用设备(例如电动机)的质量。高压(承压80MPa)、大排量(30L/s)固控设备还没有。国内振动筛类型少，今后需加快研制开发干燥型细目振动筛、履带式非振动筛析设备、海洋钻井用环保型专用固控设备及适合多种工况的多功能固控配套系统等，丰富我国固控设备的类型。

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