[发明专利]一种节能的固控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能的固控流程，属钻机井场固控领域。

 

背景技术

钻井液固控是钻井液循环系统的核心部分，根据固控分级原理划分，钻井液的处理及固控设备摆放程序是振动筛+除砂器、除泥器+离心机+大中排量离心机，属于四级固控。振动筛是固控系统的第一级龙头设备，而且只有它是全过流处理，因此振动筛可靠性很重要，其工作性能的优劣直接影响后几级固控设备的工作效果和泥浆体系的好坏。振动筛好的工作性能就是振动筛处理量大，排泥流畅，适应高目数筛网的使用，正常工作能达到120目以上。除砂器是固控设备中的第二级固控设备，它的工作原理是旋流器的离心分离与重力排砂相复合。除砂器所处理泥浆是振动筛的透筛溢流泥浆，其处理过程不是全过流，泥浆输送工作动力是由75KW砂泵提供，它的分离点为74个μm左右（分离点是通过分离设备的工作，有一种颗粒在底流和溢流中各占50%，该粒度点叫该设备的分离点）。除砂器的底流还可以经过清洁器进行泥浆回收。除泥器是固控设备中的第三级固控设备，它的工作原理和除砂器一样，只是工作范围不同，除泥器所处理泥浆是除砂器溢流泥浆，其处理过程也不是全过流，泥浆输送工作动力是由75KW砂泵提供，它的分离点为74个μm左右，除泥器的底流还可以经过清洁器进行泥浆回收。离心机是固控设备中的第四级固控设备，它所处理泥浆是除泥器溢流泥浆，它的工作原理是离心机转鼓高速旋转，在离心力的作用下使得泥浆中的固相按颗粒大小梯度沉降，与转鼓有差速螺旋推进器分离将沉降的相应大颗粒固相推出，这就是底流。清质的泥浆母液回流到罐内，这就是溢流。离心机的分离点中速为1一5μm。低速为10一15μm。离心机的工作效率比较高。经过我们多个井场现场的调研分析，统计数据结果为：振动筛：安装率100%，使用率100%，工作正常率96%，达到100高目筛网使用率82%。除砂器：安装率100%，使用率41%，工作正常率8.5%。除泥器：安装率94%，使用率：33%，工作正常率5.7%。离心机：（中速），安装率100%，使用率（非加重泥浆）97%，使用率（加重泥浆）7.7%，工作正常率94%。离心机（高速）：安装率0%。通过现场调研，得到如下结论。1）振动筛使用比较好，能使用高目筛网的比率较高，但这不是全过程的，尤其1开和2开前期造浆很严重时，大部分只能使用40—80目。2）除砂器、除泥器使用效果很差，振动筛使用100目筛网后除砂器、除泥器几乎不出物料，而尤其1开和2开前期造浆很严重时，正常工作率又很低。3）离心机在非加重泥浆体系中使用效果很好，但是加重泥浆体系中无法使用，因为加重的重晶石，铁矿粉被大量分离排出，破坏了加重泥浆体系。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，通过多次现场试验表明，采用由高效振动筛+变频离心机组成的新型两级固控系统，可省掉除砂器和除泥器，节能效果明显。也可采用分级过滤技术，彻底改变现有的固控系统，亦可省去除砂器和除泥器等设备，大大简化固控系统，减轻井队发电机负荷，优化泥浆罐配置，减少过渡泥浆罐数量，增加储备罐数量，从而明显提高固控效率，缩短处理时间，增加钻井的安全性。新技术能够提供一种使泥浆能保持密度且粘度大大降低，使离心机起到保密度降粘度的作用，在大幅度节约泥浆成本的同时保证对泥浆体系性能的控制，还能大大降低固控过程的能源消耗。