ZJ50固控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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(lái)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(gè)鉆井公司對(duì)泥漿循環(huán)罐的需求很大，僅大慶鉆探對(duì)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(chǎng)，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(rùn)達(dá)到3000萬(wàn)元。

ZJ50固控系統(tǒng)是企業(yè)為大慶鉆井四公司設(shè)計(jì)的泥漿凈化循環(huán)系統(tǒng)。整套系統(tǒng)配備由8個(gè)鉆井液罐、1個(gè)泥漿分配器、3個(gè)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(guò)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(gè)

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(jì)最大處理量為240立方米/小時(shí)。

固控系統(tǒng)由8個(gè)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(jì)滿(mǎn)足鉆井液的＜篩分—除氣—除砂-除泥—離心—離心＞五級(jí)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(jì)泥漿分配器，滿(mǎn)足撈砂取樣要求。泥漿凈化罐四排安裝，即1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)罐為一排，直線排列；5號(hào)、6號(hào)罐為一排，與3號(hào)、4號(hào)罐并排安裝于井口一側(cè)；7號(hào)、8號(hào)罐與4號(hào)、6號(hào)罐安裝在同列。

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

（1）補(bǔ)給倉(cāng)在罐體右端，上裝一臺(tái)15kW攪拌器、一臺(tái)泥漿槍?zhuān)?/p>

（2）沉砂倉(cāng)為錐形倉(cāng)，倉(cāng)下最右端安裝1臺(tái)補(bǔ)給泵，補(bǔ)給泵上部安裝LED防爆燈一個(gè)，補(bǔ)給泵單獨(dú)吸補(bǔ)給倉(cāng)泥漿，排漿出口并聯(lián)至補(bǔ)給管線；倉(cāng)上安裝三臺(tái)振動(dòng)篩；

（3）真除倉(cāng)上安裝一臺(tái)15kW攪拌器、一臺(tái)泥漿槍?zhuān)?/p>

（4）轉(zhuǎn)漿倉(cāng)上安裝一臺(tái)真空除氣器。

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

（1）除砂倉(cāng)、除泥倉(cāng)上各安裝一臺(tái)除砂器、除泥器，除砂、除泥倉(cāng)各裝一臺(tái)15kW攪拌器、一把泥漿槍。泵倉(cāng)內(nèi)側(cè)（井口一側(cè)）雙開(kāi)門(mén)，門(mén)上安裝插栓可掛鎖。其余端滿(mǎn)焊全封閉，倉(cāng)上部留門(mén)便于吊裝更換砂泵，下部留排污口，倉(cāng)內(nèi)安裝LED防爆燈一個(gè)；

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

三號(hào)罐由兩個(gè)倉(cāng)組成，分別為高速離心機(jī)倉(cāng)（22立方米）和儲(chǔ)備倉(cāng)（39立方米）。

（1）高速離心機(jī)倉(cāng)：上放一臺(tái)高速離心機(jī)，一臺(tái)15 kW攪拌器，一把泥漿槍?zhuān)?/p>

（2）儲(chǔ)備倉(cāng)：上放兩臺(tái)15 kW攪拌器，兩把泥漿槍?zhuān)敳糠胖靡痪咚幤饭蓿幤饭迬в?.5kW攪拌器。

四號(hào)罐（剪切罐）：除剪切泵倉(cāng)外分為兩個(gè)倉(cāng)，分別為剪切倉(cāng)（14立方米）和混漿倉(cāng)（40立方米）。

（1）剪切倉(cāng)罐上安裝一臺(tái)15 kW攪拌器；一把泥漿槍?zhuān)?/p>

（2）混漿倉(cāng)安裝兩臺(tái)15 kW攪拌器，兩把泥漿槍。

五號(hào)罐（加重罐）：除加重泵倉(cāng)外分為兩個(gè)倉(cāng)，分別為重泥漿倉(cāng)（31立方米）和混漿倉(cāng)（16立方米）。

（1）重泥漿倉(cāng)安裝兩臺(tái)15 kW攪拌器，兩把泥漿槍?zhuān)?/p>

（2）混漿倉(cāng)上安裝一臺(tái)15 kW攪拌器，一把泥漿槍。

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

八號(hào)罐（混漿罐）：除泵倉(cāng)外整體為一個(gè)倉(cāng)，中間加加強(qiáng)板；配備三臺(tái)15kW攪拌器和三套泥漿槍。

2 系統(tǒng)工作原理

泥漿通過(guò)返漿管線和泥漿分配器輸送至振動(dòng)篩，也可以通過(guò)閥門(mén)控制直接排入沉砂倉(cāng)中和罐外沉砂池中。泥漿經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩處理后進(jìn)入1號(hào)罐沉砂倉(cāng)，通過(guò)溢流槽進(jìn)入除氣倉(cāng)（真除倉(cāng)），通過(guò)真空除氣器處理后排入轉(zhuǎn)漿倉(cāng)，轉(zhuǎn)漿倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)溢流槽和連通管線進(jìn)入除砂倉(cāng)，除砂倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)除砂泵輸送至除砂器處理后排入除砂倉(cāng)，除砂倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)除泥泵輸送至除泥器處理后排入除泥倉(cāng)，除泥倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)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(cāng)，離心機(jī)倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)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(shí)，此溢流槽關(guān)閉）。高速離心機(jī)使用時(shí)，高速離心機(jī)倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)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(cāng)。高速離心機(jī)倉(cāng)內(nèi)泥漿通過(guò)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(guò)3號(hào)罐離心機(jī)倉(cāng)出來(lái)的泥漿進(jìn)入4號(hào)罐，剪切泵從4號(hào)罐的剪切倉(cāng)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(guò)管線輸送至藥品罐。經(jīng)過(guò)4號(hào)罐剪切混合后，泥漿進(jìn)入5號(hào)罐，進(jìn)行混配加重。同時(shí)5號(hào)罐的加重泵可以對(duì)2號(hào)罐、3號(hào)罐、4號(hào)罐（不含剪切倉(cāng)）、5號(hào)罐、6號(hào)罐、7號(hào)罐、8號(hào)罐泥漿進(jìn)行混配加重。系統(tǒng)設(shè)計(jì)單獨(dú)的泥漿槍管線（3"），動(dòng)力由兩臺(tái)加重泵提供。罐與罐之間管線通過(guò)4"由壬膠管連接。1號(hào)罐錐形沉砂倉(cāng)底部安裝一臺(tái)補(bǔ)給泵，可吸取補(bǔ)給倉(cāng)內(nèi)泥漿為井口補(bǔ)給。當(dāng)補(bǔ)給倉(cāng)需要補(bǔ)充泥漿時(shí)，可由加重泵通過(guò)泥漿槍管線給補(bǔ)給倉(cāng)補(bǔ)充泥漿。

在鉆井過(guò)程中，根據(jù)需要啟動(dòng)相應(yīng)的罐底閥，可單獨(dú)或同時(shí)吸取2號(hào)罐、3號(hào)罐、4號(hào)罐（不含剪切倉(cāng)）、5號(hào)罐、6號(hào)罐、7號(hào)罐、8號(hào)罐泥漿或清水。

整個(gè)系統(tǒng)用水由套裝水罐提供，通過(guò)2臺(tái)清水泵將清水輸送至罐頂部方管，清水一直輸送到每個(gè)用水單元，罐與罐之間清水管路是通過(guò)5寸由壬膠管連接。1號(hào)罐和2號(hào)罐罐面各設(shè)置一個(gè)1"不銹鋼球閥配軟管，滿(mǎn)足清洗設(shè)備的需求。3號(hào)罐、4號(hào)罐、5號(hào)罐、6號(hào)罐、7號(hào)罐、8號(hào)罐每個(gè)倉(cāng)設(shè)置一個(gè)2"不銹鋼放水球閥，滿(mǎn)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(gè)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(chǎng)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(shí)按四排擺放在基礎(chǔ)上，即1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)罐為一排，直線排列；5號(hào)、6號(hào)罐為一排，與3號(hào)、4號(hào)罐并排安裝于井口一側(cè)；7號(hào)、8號(hào)罐與4號(hào)、6號(hào)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(hào)罐，使其與兩臺(tái)鉆井泵的吸入口對(duì)正并裝好吸入管線。然后再依次擺放其它各號(hào)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(shí)，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(duì)準(zhǔn)連通管。罐就位后，再將連通管移向?qū)γ妫屵B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(shí)安裝到位。

4 結(jié)語(yǔ)

ZJ50固控系統(tǒng)在大慶油田得到了大量的應(yīng)用，用戶(hù)對(duì)此系統(tǒng)評(píng)價(jià)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(chǔ)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。