ZJ50固控系統(tǒng)的設(shè)計

鮑建軍

（大慶石油管理局松原機(jī)械總廠,吉林 松原 138000）

隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，鉆井泥漿不落地成為了鉆井固控的基本要求，因此各個鉆井公司對泥漿循環(huán)罐的需求很大，僅大慶鉆探對此產(chǎn)品的需求量至少在20套以上，以大慶油田、吉林油田、遼河油田為主的東北市場，預(yù)期將達(dá)到百套的應(yīng)用規(guī)模，產(chǎn)值在3億元以上，利潤達(dá)到3000萬元。

ZJ50固控系統(tǒng)是企業(yè)為大慶鉆井四公司設(shè)計的泥漿凈化循環(huán)系統(tǒng)。整套系統(tǒng)配備由8個鉆井液罐、1個泥漿分配器、3個沉砂罐組成，具有各種凈化管匯。另外，還配有走道、欄桿、扶梯、過橋等安全防護(hù)裝置。

1 系統(tǒng)組成

主要參數(shù)如下。

泥漿罐總有效容積：430立方米

泥漿罐數(shù)量：8個

罐體外形尺寸：12700mm×3000mm×2510mm

罐最大運(yùn)輸尺寸:12700mm×3300mm×3200mm

系統(tǒng)設(shè)計最大處理量為240立方米/小時。

固控系統(tǒng)由8個泥漿罐組成，1#～6#為泥漿循環(huán)罐，7#為備用泥漿罐、8#為混漿罐。沉砂罐負(fù)責(zé)收集泥漿罐排出的有害固相顆粒。按標(biāo)準(zhǔn)的鉆井液處理工藝流程布置，整套系統(tǒng)工藝流程設(shè)計滿足鉆井液的＜篩分—除氣—除砂-除泥—離心—離心＞五級固相控制、泥漿剪切加重、井口補(bǔ)給等要求。返漿管配有可調(diào)支撐架，并且?guī)в泄軍A，可以將補(bǔ)給管線固定在返漿管上。設(shè)計泥漿分配器，滿足撈砂取樣要求。泥漿凈化罐四排安裝，即1號、2號、3號、4號罐為一排，直線排列；5號、6號罐為一排，與3號、4號罐并排安裝于井口一側(cè)；7號、8號罐與4號、6號罐安裝在同列。

一號罐由四個隔倉組成，依次為補(bǔ)給倉（9立方米）、沉砂倉（20立方米）、真除倉（11立方米）和轉(zhuǎn)漿倉（9.5立方米）。

（1）補(bǔ)給倉在罐體右端，上裝一臺15kW攪拌器、一臺泥漿槍；

（2）沉砂倉為錐形倉，倉下最右端安裝1臺補(bǔ)給泵，補(bǔ)給泵上部安裝LED防爆燈一個，補(bǔ)給泵單獨(dú)吸補(bǔ)給倉泥漿，排漿出口并聯(lián)至補(bǔ)給管線；倉上安裝三臺振動篩；

（3）真除倉上安裝一臺15kW攪拌器、一臺泥漿槍；

（4）轉(zhuǎn)漿倉上安裝一臺真空除氣器。

二號罐除泵倉外分為3個倉，分別為除砂倉（15立方米）、除泥倉（16立方米）和中速離心機(jī)倉（16立方米）。

（1）除砂倉、除泥倉上各安裝一臺除砂器、除泥器，除砂、除泥倉各裝一臺15kW攪拌器、一把泥漿槍。泵倉內(nèi)側(cè)（井口一側(cè)）雙開門，門上安裝插栓可掛鎖。其余端滿焊全封閉，倉上部留門便于吊裝更換砂泵，下部留排污口，倉內(nèi)安裝LED防爆燈一個；

（2）中速離心機(jī)倉上部安裝一臺中速離心機(jī)及離心機(jī)供液泵，一臺15kW攪拌器，一把泥漿槍。

三號罐由兩個倉組成，分別為高速離心機(jī)倉（22立方米）和儲備倉（39立方米）。

（1）高速離心機(jī)倉：上放一臺高速離心機(jī)，一臺15 kW攪拌器，一把泥漿槍；

（2）儲備倉：上放兩臺15 kW攪拌器，兩把泥漿槍，頂部放置一具藥品罐，藥品罐帶有7.5kW攪拌器。

四號罐（剪切罐）：除剪切泵倉外分為兩個倉，分別為剪切倉（14立方米）和混漿倉（40立方米）。

（1）剪切倉罐上安裝一臺15 kW攪拌器；一把泥漿槍；

（2）混漿倉安裝兩臺15 kW攪拌器，兩把泥漿槍。

五號罐（加重罐）：除加重泵倉外分為兩個倉，分別為重泥漿倉（31立方米）和混漿倉（16立方米）。

（1）重泥漿倉安裝兩臺15 kW攪拌器，兩把泥漿槍；

（2）混漿倉上安裝一臺15 kW攪拌器，一把泥漿槍。

六號罐（吸入罐）和七號罐整體都為一個倉，中間加加強(qiáng)，配備三臺15kW攪拌器和三套泥漿槍。

八號罐（混漿罐）：除泵倉外整體為一個倉，中間加加強(qiáng)板；配備三臺15kW攪拌器和三套泥漿槍。

2 系統(tǒng)工作原理

泥漿通過返漿管線和泥漿分配器輸送至振動篩，也可以通過閥門控制直接排入沉砂倉中和罐外沉砂池中。泥漿經(jīng)過振動篩處理后進(jìn)入1號罐沉砂倉，通過溢流槽進(jìn)入除氣倉（真除倉），通過真空除氣器處理后排入轉(zhuǎn)漿倉，轉(zhuǎn)漿倉內(nèi)泥漿通過溢流槽和連通管線進(jìn)入除砂倉，除砂倉內(nèi)泥漿通過除砂泵輸送至除砂器處理后排入除砂倉，除砂倉內(nèi)泥漿通過除泥泵輸送至除泥器處理后排入除泥倉，除泥倉內(nèi)泥漿通過中速離心機(jī)供液泵輸送至離心機(jī)處理后排入中速離心機(jī)倉，離心機(jī)倉內(nèi)泥漿通過罐間溢流槽和聯(lián)通管線進(jìn)入其它罐中（當(dāng)高速離心機(jī)使用時，此溢流槽關(guān)閉）。高速離心機(jī)使用時，高速離心機(jī)倉內(nèi)泥漿通過高速離心機(jī)供液泵輸送至高速離心機(jī)，處理后排入高速離心機(jī)倉。高速離心機(jī)倉內(nèi)泥漿通過罐間溢流槽和聯(lián)通管線進(jìn)入其它罐中，供鉆井泵吸取。

經(jīng)過3號罐離心機(jī)倉出來的泥漿進(jìn)入4號罐，剪切泵從4號罐的剪切倉內(nèi)吸入泥漿，可進(jìn)行反復(fù)剪切混合，剪切混合后的藥品可通過管線輸送至藥品罐。經(jīng)過4號罐剪切混合后，泥漿進(jìn)入5號罐，進(jìn)行混配加重。同時5號罐的加重泵可以對2號罐、3號罐、4號罐（不含剪切倉）、5號罐、6號罐、7號罐、8號罐泥漿進(jìn)行混配加重。系統(tǒng)設(shè)計單獨(dú)的泥漿槍管線（3"），動力由兩臺加重泵提供。罐與罐之間管線通過4"由壬膠管連接。1號罐錐形沉砂倉底部安裝一臺補(bǔ)給泵，可吸取補(bǔ)給倉內(nèi)泥漿為井口補(bǔ)給。當(dāng)補(bǔ)給倉需要補(bǔ)充泥漿時，可由加重泵通過泥漿槍管線給補(bǔ)給倉補(bǔ)充泥漿。

在鉆井過程中，根據(jù)需要啟動相應(yīng)的罐底閥，可單獨(dú)或同時吸取2號罐、3號罐、4號罐（不含剪切倉）、5號罐、6號罐、7號罐、8號罐泥漿或清水。

整個系統(tǒng)用水由套裝水罐提供，通過2臺清水泵將清水輸送至罐頂部方管，清水一直輸送到每個用水單元，罐與罐之間清水管路是通過5寸由壬膠管連接。1號罐和2號罐罐面各設(shè)置一個1"不銹鋼球閥配軟管，滿足清洗設(shè)備的需求。3號罐、4號罐、5號罐、6號罐、7號罐、8號罐每個倉設(shè)置一個2"不銹鋼放水球閥，滿足配漿的需求。

3 系統(tǒng)安裝

泥漿罐應(yīng)安裝在水泥預(yù)制基礎(chǔ)上，每個罐下面應(yīng)用三至四條預(yù)制基礎(chǔ)。所有基礎(chǔ)的上平面應(yīng)等高，其高差最大應(yīng)小于10mm。另外，相鄰兩罐的基礎(chǔ)上平面的高差應(yīng)小于5mm，而且所有基礎(chǔ)高度應(yīng)等于鉆井泵基礎(chǔ)的高度。

本系統(tǒng)共有8只鉆井液罐,按照井場平面、鉆井液固控布置圖以井口中心線為基準(zhǔn)，系統(tǒng)安裝時按四排擺放在基礎(chǔ)上，即1號、2號、3號、4號罐為一排，直線排列；5號、6號罐為一排，與3號、4號罐并排安裝于井口一側(cè)；7號、8號罐與4號、6號罐安裝在同列，罐端之間罐壁相距1200mm，罐側(cè)之間罐壁相距1000mm。

為了使安裝工作順利進(jìn)行，建議以泥漿泵為基礎(chǔ)，首先擺放6號罐，使其與兩臺鉆井泵的吸入口對正并裝好吸入管線。然后再依次擺放其它各號罐（擺放前應(yīng)將罐間連接管預(yù)先插入）。各罐就位后再安裝罐頂上的凈化設(shè)備、配藥罐以及欄桿走道、梯子等，最后按使用要求擺放坐崗房。

本套固控系統(tǒng)的吸入管路、連通管路、泥漿槽、加重管路等在罐間的連接都采用由壬連接。安裝時，一只罐就位后，應(yīng)先將該罐與下一只罐間的連通管插進(jìn)由壬外殼上，并推向根部，然后吊裝另一只罐，讓該罐的由壬外殼對準(zhǔn)連通管。罐就位后，再將連通管移向?qū)γ?，讓連通管處于中間位置。然后錘擊由壬緊固好。4″中壓泥漿槍管線膠管和5″清水及泥漿管線膠管也同時安裝到位。

4 結(jié)語

ZJ50固控系統(tǒng)在大慶油田得到了大量的應(yīng)用，用戶對此系統(tǒng)評價極高。系統(tǒng)安裝使用方便，泥漿循環(huán)流程使鉆井液得到最大的凈化，沉砂罐的使用使得鉆井環(huán)境得到有效的保護(hù)。由于儲備罐的加入，使得這套系統(tǒng)還被大量的應(yīng)用到了7000米深鉆井固控系統(tǒng)中。