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泥浆净化,泥浆不落地,固控系统,钻屑干燥机,干燥振动筛,钻井液离心机,螺旋输送机,钻井液振动筛,泥浆清洁器
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固控系统和水基泥浆不落地中离心机的区别

2016年7月28日
| 没有评论
| Categories: 泥浆不落地文章

卧螺沉降三相分离机是水基泥浆固化处理中的核心设备,它是将水基泥浆钻井液中的固体和液体(油和水)要分别分开,尤其是要将油和水分开。固控系统中的离心机简称钻井液离心机也是关键设备,它负责将由除泥器处理后的泥浆钻井液进行进一步处理。它是2相离心机,使用目的是为了将钻井液泥浆中的液体(水)和固体(固相颗粒和胶质)分离。

水基泥浆处理中使用的离心机和固控系统使用的离心机都由两个转子组成,一个叫转鼓,另一个转子是螺旋卸料器(简称螺旋),转鼓高速旋转时,转鼓内浆料随转鼓一同旋转,并受离心力作用,此离心力比重力大许多倍,这样固体颗粒就会从液体中分离出来,并从离心机转鼓轴心,沉降到转鼓内壁上,位于转鼓内的螺旋卸料器以低于转鼓的转速转动并将沉积的固体颗粒推出到出渣口,外转鼓与螺旋卸料器的差转速取决于差速器的传动比及其转速。二相密度不同的清液形成同心圆柱,较轻的液相(油)处于内层,较重的液相(水)处于外层,分别通过轻重相出口排出。

原理图

离心机结构简图

转鼓

转鼓

螺旋

螺旋推进器

固液分离的原理不难理解,关键是两个液相的分离,即油和水的分离。螺旋大端端板相当于油水两相的相位转换器,它把螺旋内部外圈的水转换到了内圈,把在螺旋内部位于内圈的油转换到了外圈,油直接流到转鼓外侧,通过离心机下端的出油口排到油箱。

离心机转鼓细节

向心泵的出水原理:

水被排到大端盖外的泵腔中,如上图所示,泵腔即螺旋大端盖和大后盖内的空腔,它在高速旋转,通过端盖上的筋板,相当于叶轮将水拨动旋转,旋转起的水带有压力进入向心泵。

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离心机螺旋推进器形式及材质要求

2016年7月5日
| 没有评论
| Categories: 固控设备文章

螺旋推进器是钻井液离心机的一个主要部件。它的结构、材料、参数直接关系到钻井液离心机的分离效果、生产能力以及使用寿命。螺旋的只要作用是推送沉渣,但在沉降区和干燥区对其要求又有所不同。在沉降区悬浮液中的固体颗粒逐渐向转鼓壁形成沉渣区,螺旋应有利于移动沉渣而又不致剧烈的将沉渣搅起,造成已分离的沉渣和液相混合。在干燥区螺旋不仅继续移动沉渣而且应为沉渣和水分分离创造有利条件。

螺旋推进器一般由螺旋叶片、内筒和进料室等组成。

螺旋叶片是直接与沉渣接触输送沉渣的部件,常见的形式有:

A:连接整体螺旋叶片,常用并且容易生产制造

B:连续带状螺旋叶片,叶片刚性差,使用不多,主要用于沉淀分离。

C:断开式螺旋叶片

D:有附加叶片的螺旋叶片

螺旋有单头双头之分,由于双头螺旋便于加工并有利于平衡,所以绝大多数是双头螺旋。

螺旋叶片有2种布置,一种是螺旋叶片垂直于转鼓母线,这种便于焊接和校正,设计时常用。一种是叶片垂直于回转轴线。

由于螺旋推进器的叶片直接和沉渣接触,所以叶片对材料有很高的要求,叶片需要具有高度耐磨性,一般会在叶片表面堆焊或喷焊硬质合金,这种加工方式比较困难。目前出现了制造耐磨叶片的新工艺,其特点是用耐磨片用钎焊、熔接或粘结等方式固定在瓦形工件上,然后再将2着的组合件焊接到螺旋叶片上,使离心机保持较高的生产能力。

钻井液离心机

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固控设备对泥浆颗粒的清除

2016年4月7日
| 没有评论
| Categories: 固控设备文章

固控设备

钻井液固控系统主要用于清除钻屑等有害固相及回收重晶石等有用固相。固控系统主要由泥浆罐、钻井液振动筛、除砂器、除泥器、钻井液离心机等主要设备以及砂泵、混浆装置、真空除气器等辅助设备组成。

泥浆罐主要用来储存泥浆以及固控设备的载体,经过固控设备净化的泥浆进入泥浆罐的各个仓室,根据不同的设备进行处理,从而达到清除固相颗粒回收重晶石以及净化泥浆的目的。

固控系统大致处理流程:

钻井液振动筛是固控系统中的第一级处理设备,能清除钻井液中较大的固相,可以清除74μm以上的固相颗粒。是固控系统中必不可少的设备,是后续设备的领头羊。

真空除气器用于清除泥浆中的气体,是固控系统中的第2及固控设备,它能够迅速、有效地清除泥浆中所含的气体,除气器对于恢复泥浆密度,防止潜在井喷、井塌危险的发生其有重要作用。

排在第3级的固控设备是钻井液除砂器,经过真空除气器处理后的泥浆通过砂泵输送进入到除砂器中,除砂器将泥浆较大的砂粒(粒度44μm—74μm)分离出来。

用在除砂器之后的是钻井液除泥器,用于清除15~44μm的固相可以,进一步保证钻井液的性能。

在一些需要节省空间的固控系统中,可以将除除砂器和除泥器以及一台底流筛组成钻井液清洁器,钻井液清洁器能够有效的清除大于15μm的固相颗粒。在一些不复杂的钻井平台中完全可以替代除砂器和除泥器。

固控系统的最后处理设备是钻井液离心机,主要用于清除小于7μm的固相颗粒以及回收重晶石,其回收率达到95~97%。

固控设备全部采用主要用干复杂井况和要求较高的井况,在实际应用过程中,可以跟据钻井作业的需要,采用其中的一级成几级泥浆固控流程。

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泥浆“血液”的净化器固控系统

2016年1月22日
| 没有评论
| Categories: 固控设备文章

泥浆固控系统是整套钻机系统中最为重要的部分之一,被称为钻井“血液”的过滤器。合理的固控系统能够有效地控制钻井液固相含量,降低钻井过程中的复杂情况和事故发生的概率,是实现安全、高效、经济钻井的重要技术手段。

固控系统是由振动筛、除砂器、除泥器、钻井液清洁器、离心机、钻井液罐等设备组成的,一旦某一设备发生故障或整体配套不合适将直接影响整套钻机性能,增大钻井施工过程中发生事故的风险。因此,固控系统的性能对钻井工程具有重要现实意义。

了解固控设备本身的性能及主要特征,并根据地层岩屑颗粒特征、钻井液性质等因素选择合理选出满足要求的固控设备。

通过对固控系统整体性能进行分析测试评价,识别出了固控系统的可能存在的安全隐患及导致因素,包括各级设备部件的隐患以及固控系统故障会引发的钻井施工过程中的事故风险,并作出相应的调控措施。从而降低钻井施工过程中发生事故的风险,提高安全钻井的钻进速度。

固控系统

 

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气侵与固控设备

2016年1月9日
| 没有评论
| Categories: 固控设备文章

固控设备主要包括:钻井液振动筛、泥浆清洁器、除砂清洁器、除泥器和钻井液离心机。气侵就是指气体侵入钻井液中使性能变坏的过程。钻井液中的气体会严重影响固控设备。这种情况在大多数油田应用中被错误的解释和理解。固控中的气侵引起的主要问题是钻井液振动筛的筛网被“糊”,砂泵供给除砂清洁器、除泥器和钻井液离心机的泥浆输出量减少。气侵往往发生在气层的钻进中。

1. 钻井液振动筛与气侵

带有钻屑的钻井液的稳定流量决定了钻井液振动筛的筛分。钻井液必须通过振动筛的筛网,钻屑要么通过筛网,要么被筛网清除掉。钻井液中的气侵现
象对钻井液振动筛的筛分的影响有三种。
a. 气体上窜可以引起钻井液的体积波动,从而超过钻井液振动筛处理钻井液的能力。这主要是因为混入钻井液中的气体,在地表迅速膨胀的同时,使得钻井液波动巨大用处溢流管。液气分离器(钻井液气体分离器)可以解决这一问题。
b. 钻井液中微小气泡的存在是气侵的主要标志,当气泡膨胀至填充筛网金属线之间的空隙时,气泡可能糊住筛网。这种问题可以由脱气装置(真空除气器)清除混入钻井液中的气泡而得到解决。
c. 与气侵相关的泡沫会使钻井液振动筛筛网上留下一层轻而湿的泡沫膜。这些泡沫太轻不能在重力的作用下通过筛布,并且携带额外的泥浆流到钻井液振动筛的底端。钻井液的流失通常不明显从而容易被忽略。在一般情况下,可以用钻井液振动筛喷雾剂或消泡剂来破除泡沫。但是需要注意:这样会有大量的钻屑通过筛网,不能得到筛分去除。
第四个问题与气体无关,是因为钻井液受到盐水或盐侵入而黏度增加。这可能导致钻井液的跑浆,从而使钻井液不通过筛网。如果这种情况发生,则必须将被污染的钻井液从旁通进入泥浆储浆罐里。

2. 泥浆清洁器(除砂清洁器、除泥器)与气侵

泥浆清洁器(除砂清洁器、除泥器)的运转情况通常由水压龙头决定的,水头压力是砂泵所泵入钻井液体积的函数。砂泵对气侵现象很敏感。气体在叶轮中心压力降低区聚集,然后迅速减少砂泵的输出流量。如果砂泵吸入管线处流体压头很低,那么钻井液中少量的气体就可能将泵气锁,从而限制钻井液固控系统的运转。
砂泵的气锁阻止了泥浆清洁器(除砂清洁器、除泥器)的运转。只要溢流管中出现了气体,在固控系统的钻井液输送系统(主要是砂泵)就应该使用脱气装置(真空除气器)。

3. 钻井液离心机与气侵

钻井液离心机的进料泵采用典型的moyno泵,也就是螺杆泵。螺杆泵是渐进式腔式泵,不会像砂泵那样被气锁。但是螺杆泵的排量比砂泵要小。这直接降低了钻井液中的含气比例和离心机的输入压力。钻井液中的气体通过螺杆泵后其压力增加为输入压力,因此气体被压缩从而减少螺杆泵的输出。钻井液离心机输入的泥浆降低必然使泥浆输出减少,从而改变离心机的变切点。
注意:以下的估计都是最小值。随着气体侵入量的增加,钻井液的流动性更好而吸入口的水头降低,所有这些因素都会影响螺杆泵的性能从而影响钻井液离心机的性能。
下面所述的情况适用于螺杆泵,也适用于双缸或三缸钻井泵。

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