钻井液固相控制设备的使用和维护分析教学内容.ppt

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1、钻井液固相控制设备的使用和维护分析技能训练：一.工作程序振动筛工作振动器使筛架在一定的振击力下产生高频振动，当钻井液流过筛面时，直径大于筛孔的固相不能通过筛孔从筛布上滚下，而钻井液和小于筛孔的固相通过筛孔流下后继续参与钻井液循环。二.技术要求振动筛常用筛布目数(目是指每英寸长度上的网孔数)为12目、16目、20目、40目、60目、80目等，现场使用最密的为200目。钻井时必须使用振动筛，筛布的目数可以根据钻井需求合理选用，并且筛布要绷紧，及时更换，采用转筒式装置时应及时转动。基础知识：1.振动筛的结构振动筛由筛架、筛网、激振器和减振器等部件组成，如图1-

2、1所示图1-1振动筛的结构示意图振动筛的主要特点(1)钻井液振动筛筛分的介质是液体，废弃的是固相颗粒。(2)它所筛分的钻井液是一种物化性能变化很大的液相、固相和化学处理剂组成的混合物。(3)它所分离的固相颗粒的粒度由几个微米到20多毫米。由于要求筛下物越细越好，因此筛网使用的最大目数目前已达到325目。(4)要求钻井液振动筛具有极好的运移性、安装简单、筛网更换方便、操作粗放、工作可靠、易损件少等特点。(5)钻井岩屑在筛面上的筛分过程远比干物粒复杂。由于钻井液粘度的影响，同时也由于钻屑吸附了一层水膜，这些固相颗粒透过筛孔的难度加大，使筛下物粒度远小于筛孔尺

3、寸。振动筛类型(1)按筛箱上的运动轨迹分圆形轨迹筛、直线轨迹筛、椭圆轨迹筛。(2)按筛网绷紧方式分纵向绷紧筛和横向绷紧筛。(3)按筛分层数分单层筛和双层筛。(4)按筛面倾角分水平筛和倾斜筛。(5)按振动方式分惯性振动筛、惯性共振筛、弹性连杆式共振筛、电磁振动筛等。2.振动筛的作用振动筛是一种过滤性的机械分离设备。它通过机械振动将粒径大于网孔的固体和通过颗粒间的粘附作用将部分粒径小于网孔的固体筛离出来。从井口返出的钻井液流经振动着的筛网表面时，固相从筛网尾部排出，含有粒径小于网孔固相的钻井液透过筛网流入循环系统，从而完成对较粗固相颗粒的分离作用振动筛具有最

4、先、最快分离钻井液固相的特点，担负着清除大量钻屑的任务。如果振动筛发生故障，其他固控设备(除砂器、除泥器、离心机等)都会因超载而不能正常、连续地工作。因此，振动筛是钻井液固控的关键设备。工作原理振动筛是泥浆净化系统的核心设备，振动筛是根据筛面产生直线运动轨迹的振动理论设计而成的。利用两台等质径积的振动电机，根据自同步原理，实现了筛箱沿一定方向的直线运动，达到了筛除并排出钻井液中岩屑颗粒的目的。振动筛可根据客户实际工况设计制造适合石油钻井液净化的双联或三联筛，也可作为泥浆清洁器的底流振动筛使用。3.振动筛的选用和组合振动筛能够清除固相颗粒的大小，依赖于网孔

5、的尺寸及形状。现场资料表明，使用12目粗筛网最多只能清除钻井液中固相的10％。为了使更多、更细的钻屑得以清除，应使用80～120目的细筛网。然而，这又会产生以下新的问题：细筛网的网孔面积小于常规筛网，从而减小了处理量；所用的细钢丝强度较低，因而使用寿命较常规筛网短；当高粘度钻井液通过细筛网时，网孔易被堵塞，甚至完全糊住，即出现所谓“桥糊”现象。。为了提高筛网的寿命和抗堵塞能力，现场还经常使用将两层或三层筛网重叠在一起的叠层筛网，其中低层的粗筛网起支撑作用。此外，还有层与层之间有一定空间距离的双层或多层筛网。一般上层用粗筛网，下层用细筛网。上层粗筛网清除粗

6、固相，可减轻下层细筛网的负担，以便更有效地清除较细固相。其缺点是下层筛网的清洗、维护保养和更换较困难。由于筛网越细，越易被堵，因此细网振动筛的振幅高于常规振动筛。通过高振幅的强力振动，可以减轻堵塞程度和避免“桥糊”现象的发生在选用振动筛时，除根据固相粒度分布选择适合的筛网外，还应考虑的另一重要因素是筛网的许可处理量。振动筛的处理能力应能适应钻井过程中的最大排量。影响振动筛处理量的因素，除其自身的运动参数之外，还有钻井液类型、密度、粘度、固相粒度分布与含量以及网孔尺寸等。筛网越细，钻井液粘度越高，则处理量越小。一般情况下，粘度每增加10％，处理量降低2％左

7、右。为了满足大排量的要求，有时需要2或3台振动筛并联使用。问题探究：1.振动筛常见的故障有哪些？如何进行维护2.在钻进过程中，为什么要进行固相含量的控制？1）钻井液固相含量对钻速的影响：①钻速随固相含量的升高而下降设清水时钻速为100％，则固相含量升至7％，钻速下降为50％，即降为清水时钻速的一半。由大量的统计资料表明，固相含量在7％以内，每降低1％，钻速至少可以提高10％。②在不同的固相含量范围内，钻速随固相含量的降低而升高的幅度不同钻井液固相含量在7％(约相当于密度为1.08g/cm3)以下时，钻速提高得很快；而超过7％时，降低固相含量对提高钻逮的效

8、果不明显。③钻井液中粒径小于1m的胶体颗粒对钻速的影响最大由实验得出，粒径小于