圓底泥漿循環罐的結構設計與應用

成小強，張 偉，方永春

（中國石油集團西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

0 引言

作為泥漿的載體，泥漿循環罐的設計直接影響泥漿凈化質量、泥漿泵上水質量、罐底沉沙的數量。圓底罐的結構設計充分化解沉沙沉淀需要的支撐點，而且斜底設計減小沉沙的支撐力，把泥漿泵吸入口放在最低點和喇叭口的設計均有效解決沉沙問題。

1 技術參數

單罐有效容積：70 m3，外形尺寸：長12 000 mm、寬3000 mm、高2500 mm。

2 圓底結構設計

（1）方罐的罐底和罐壁為平面，在攪拌器攪動泥漿運動力與罐壁形成垂直的反作用力。這時泥漿的運動方向就變為底面與罐壁交接線的方向，最終泥漿固相在死角失去運動力而逐漸堆積形成沉沙。

（2）圓底罐實際為半圓弧狀罐底，在攪拌器攪動泥漿運動力與圓弧狀罐壁形成運動曲線，泥漿固相沒有反作用力的支撐和死角聚集，只能跟隨泥漿運動。

（3）圓弧底用8 mm 的Q235 鋼板一次性卷板成型，抗變形能力強。底面沒有焊縫，降低漏失風險。

3 底面坡度設計

（1）圓底罐的底面近似一個長方形面，雖然泥漿一直保持運動，但是密度高的部分始終在下部，一旦有立足點就會日積月累形成沉沙。

（2）底面設計一個坡度，讓泥漿固相在底面失穩，在泥漿運動過程中，固相始終找不到一個平緩的區域立足，只能隨波逐流，保持罐底不沉淀。

4 泥漿泵吸入口設計

（1）將泥漿泵吸入口設計在坡度罐底的低點，保證密度較高的部分先備泥漿泵抽走，通過循環后泥漿固相在一二級凈化設備分離。

（2）根據流體力學原理吸入口采用喇叭口的設計，使泥漿泵抽吸力增大，上水效率升高。同時避免空氣吸入，增加罐底泥漿的運動能力，進一步使泥漿固相失穩。

5 應用效果

圓底泥漿罐設計成功后在新疆油田鉆井得到應用與推廣（圖1），目前應用于克拉瑪依鉆井公司70215 鉆井隊等5 部鉆機（圖2）。

（1）節約人工成本。以前常用的方罐在完井時每支鉆井隊需要6 人24 h，才能清理完罐底沉沙，折合人工工資每人8 h、300 元計算：630024/8=5400 元。

（2）節約工期。鉆井工期節約2 d計算，如每部ZJ70鉆機每天費用為60 000 元，節約工期費用120 000 元。

圖1 圓底泥漿循環罐

圖2 圓底泥漿循環罐使用現場

6 總結

圓底泥漿罐的結構設計是多門學科在鉆井裝備中的改造應用，有效解決了石油鉆井隊泥漿循環罐沉沙問題，減輕了工人體力勞動，為企業創造了效益。