圆形罐钻井液固控系统

针对矩形罐固控系统搅拌性能差、清砂困难等问题,中国石油渤海石油装备制造有限公司石油机械厂通过合理的结构设计,研制了一种新型的圆形罐固控系统,可使钻井液达到最佳的搅拌效果,实现100%钻井液吸入、100%废液排放。文章介绍了圆形罐钻井液固控系统的配置、结构、技术参数、试验与应用情况。该系统结构简单、工艺流程科学,对于保持和提高钻井液性能、减少环境污染具有明显的效果。圆形罐固控系统是钻井液固控系统一种新的发展趋势,具有极好的推广应用前景。     

8000m超深井钻机固控系统的研制

国内超深井钻机固控系统技术性能较为落后,钻井液固相含量控制、加重剂的回收及钻井液的处理达不到预期要求。为此,在常规钻机固控系统总体布局、设备配置及工艺流程研究的基础上,对8000m超深井钻机固控系统的工艺流程、管线布置及结构设计进行了优化和完善。8000m钻机固控系统的钻井液罐上部采用矩形结构,布置罐面设备;下部采用弧形结构,布置吸入和清砂管线;清砂门与钻井泵吸入口位于罐体最底部,能够充分吸入和排出钻井液,满足钻井液的零排放要求。现场使用结果表明:该固控系统在各种工况下均能够正常工作,作业能力强,满足设计要求。该系统研制中采用的设计方法可为超深井钻机固控系统的设计提供参考。     

新型钻机固控系统

随着钻井工艺的成熟发展,钻井液固控系统正朝着结构设计更巧妙、占地面积小、运移方式多样化、可靠性、安全性和环保要求不断提高的方向发展。介绍了国内研制的双层移动模块式固控系统、极地钻机钻井液固控系统和圆形罐固控系统的主要技术参数、结构特点和应用情况。双层移动模块式固控系统具有结构紧凑、移动迅速等优点,其新颖独特的清砂方式以及岩屑收集处理系统能够实现钻井岩屑零排放,满足海洋环境钻井要求。极地钻机钻井液固控系统的振动筛罐可随主机移动,它采用700kW以上的柴油热风机给钻机和固控区供暖。圆形罐固控系统与矩形罐固控系统相比,提高了钻井液的配比均匀性、可利用率以及清砂处理效果,并且安装操作简单,能很好地满足钻井要求。     

沙漠快速移运钻机固控系统的研制

为满足中东地区温度0~55℃、湿度100%的沙漠环境钻井作业要求,研制了在使用油基钻井液条件下能够正常工作的沙漠快速移运钻机固控系统。系统采用独特的罐底设计和清砂结构,满足零排放的要求,储备罐、混合橇采用自背橇式结构,吸入罐和振动筛罐能实现整体快速移运,同时该固控系统还配套了消防系统,满足HSE的要求。试验和现场应用结果表明,该固控系统整体性能良好、搬家快捷、符合HSE规范,完全满足沙漠地区钻井作业需求。     

5000 m沙漠钻机固控系统的研制及应用

5 000 m沙漠钻机配套的固控系统普遍存在的问题是系统冗余性能较差、零排放系统不达标以及无法实现快拆和快装。为此,对该固控系统进行了优化设计。优化了管路设计,保证了混合泵、灌注泵吸入性能和冗余功能;快速开关海底阀的设计省力、省时、方便、快捷,利用海底阀实现罐间液位的快速平衡和搬家前的快速清罐。改进了振动筛罐的结构,满足了同一口井交替使用水基钻井液和油基钻井液工况,快速切换钻井液而不影响正常钻井。多功能钻井液储备系统的钻井液罐的通用性设计,满足油区的调配要求;同时自混合功能省去了搅拌器,节约能源、降低成本。已经有34套固控系统参与到沙膜钻机的钻井作业中,最多的已经完成15口井的作业,最少的也已完成1口井。油田现场应用结果表明:固控系统性能稳定、搬家便捷、操作方便,完全满足中东沙漠地区的使用环境。     

低温轨道钻机固控系统的研制

根据低温钻机对配套设备性能的要求,研制了适合俄罗斯7 000 m低温轨道钻机配套的低温固控系统。该固控系统采用多层模块结构,在空间上分为上、中、下3层,依次为顶棚、中间层、钻井液罐。下层钻井液罐底座带有与地面轨道配套的高强度合金钢滚轮,可以实现系统整体移动,工作时通过锁紧机构连接成一个整体,并实现空间内部温度不低于10℃。系统对钻井液采用5级净化处理,能在-45～50℃环境下对钻井液进行配置、贮存、循环和净化等,且保证在-60℃环境下能无损储存。试验及应用情况表明,该固控系统能够满足丛式井作业快速移动和7 000 m低温轨道钻机的配套需要。     

钻井液固控系统优化配置研究

针对油田老式循环固控系统设计不合理、技术性能落后等问题,分析了钻井过程中固相类型、胜利油田的地层特点及当前钻井液固控设备现状,对固控设备流程进行了优化设计,形成了适合胜利油田地层特点的钻井液固控系统优化配置方案。采用新型振动筛可提高钻井液的固相控制能力,减轻循环系统用电功率;钻井液除砂除泥一体机能满足各种条件下钻井液固相控制的要求,减少钻井液排放;高低速离心机串联使用可控制深井加重钻井液的固相,除去较小颗粒有害固相,实现对重晶石的有效回收。现场应用表明,进行钻井液固控系统优化配置后固控效果明显提高。     

油田钻井固控技术新概念浅析

固控系统是保证油田钻井顺利进行的关键设备，直接影响到钻井速度、井身质量及运行成本。随着钻井新技术的应用，对钻井液的固相控制提出了更高的要求。分析了国内外钻井液固控技术的现状，指出了目前油田钻井固控系统存在的不足，提出了新型固控技术的开发要点。新型固控技术主要涉及系统简化和优化、先除气再筛分、改部分处理为全处理、选择性固相控制、钻屑在线处理以及钻井液回收利用等方面。新技术的应用将使钻井液固控系统具有高效、节能、环保的优点，并且能够显著地提高机械钻进速度。     

SY/JQ278-87《钻井液旋流器》标准简介

<正> 众所周知,钻井液旋流器是钻井液固控系统中的主要固控设备之一。按分离固相颗粒大小,旋流器可分为除砂器(分离粒度为74～100μm)、除泥器(分离粒度为25～44μm)和微型旋流器(分离粒度为7～10μm)。旋流器还可与细目振动筛组成钻井液清洁器,用于回收钻井液中的贵重化学液相和重晶石粉。     

苏里格气田废弃钻井液固液分离及回用研究

为了解决长庆苏里格气田清洁化生产中废弃钻井液净化处理难题,研发出了适合于一开低固相钻井液净化处理的固液分离及回用技术,试验成功后推广应用270井次,固液分离出的清液可用于配制二开清水聚合物钻井液,清液回用率达到100%,解决了一开低固相钻井液的回收利用问题。研发了适合于完井钻井液的净化处理技术,现场试验并推广应用290井次,能将现场完井钻井液彻底破胶、脱稳,再经过井队现有固控系统处理后,固相与液相彻底分离,净化后常规井液相密度≤1.05g/cm³,粘度≤30s,水平井液相密度≤1.10 g/cm³,粘度≤32s。固液分离后的液相用于配制现场钻井液,各项性能参数与采用清水配制的基本相同,实现液相全部回用。分离出的固相与现场钻屑一并无害化处理后,也达到苏里格气田钻井液“不落地”要求。     

浅海定向钻井中的聚合物海水钻井液工艺

在胜利油田已完成的126口浅海定向井中有近100口井是用聚合物海水钻井液体系钻成功的。聚合物海水钻井液体系以聚合物PAC141、KPHP、SK-2为主剂,使体系具有较强的抑制地层造浆能力,实现了体系的不分散低固相;采取以液体白油润滑剂为主,以固体润滑剂HZN-102为辅的联合方式,使体系具有很强的防粘卡能力;用无荧光防塌剂MHP和抗高温降滤失剂SMP提高体系的防塌能力。该体系对油层和海洋环境无污染,性能稳定,维护简单,携岩能力强,起下钻正常,复杂情况少,在所钻定向井中共发生6次卡钻,万米卡钻率为25％。     

钻井液循环罐优化设计浅述

完善的固控系统是科学钻井的重要标志之一，文章简要阐述钻井液循环结构设计中的经验和做法，以期为固控系统性能的改进，不断趋于合理和完善提供帮助。     

4000m低温车载钻机固控系统的研制

低温车载钻机固控系统在设计和制作方面的关键技术是保证所有部件能够在-45～50℃正常工作,车载固控系统的关键技术是车载罐体结构设计和固控系统流程设计。为此,对固控系统的容积和结构、钻井液罐体的结构、工艺流程、保暖和供暖系统进行设计,并确定了低温材料的选择方法。现场应用表明,环境温度为-45℃时,固控区保温棚内部温度不低于10℃;在风力达7级的恶劣天气和大雪天,保温棚的结构可靠,密封严密,可确保钻井正常进行;牵引车的运行速度为60 km/h,刹车灵敏、可靠,能将罐体顺利地拖往新井位,完全满足快速移运要求。     

次生有机阳离子聚合物钻井液技术

以无固相清液聚合物钻井液为基础，研制开发了次生有机阳离子形成剂CSJ-1和滤失性能控制剂FL-1，并组成了次生有机阳离子聚合物钻井液。该钻井液总结了阴离子和阳离子聚合物钻井液的特点，具有极强的抑制防塌能力和良好的性能可控性．可配制无固相和低固相体系，可采用PACl41、FA-367或HV-CMC来提高粘度。CSJ-1与阴离子型钻井液处理剂相容性好，具有与阳离子聚季铵相媲美的防塌能力以及增强高分子量聚合物絮凝能力的作用，而且在使用过程中可与常用聚合物处理剂优先发生作用，可用作絮凝剂或(和)防塌剂；FL-1在无固相和低固相体系中均有较好的降滤失效果。该钻井液技术在安塞、靖边等油田各类油气井中应用100多口井，均收到良好效果：有效控制了井塌，井眼规则，提高了电测一次成功率和机械钻速。     

ZCZJ2×3Y-2000型液体钻井液助剂自动加药系统研制

为提高钻井液配置及维护的质量和自动化水平,研制了ZCZJ2×3Y-2000型液体钻井液助剂自动加药系统。该自动加药系统由多仓储液罐、输液计量泵、质量流量计、搅拌器、控制阀及定量配料控制系统等组成,进液计量泵将液体原料桶中的液体钻井液助剂吸入储液罐中暂存。钻井液配制或维护时,定量配料控制系统设定加药参数后,一键式操作可实现出液计量泵将钻井液助剂自动精准输送至泥浆混合系统。该装置的成功应用为钻井液自动精准调控奠定基础,显著提高钻井液配制及维护的自动化和现场HSE水平。     

井下固控装置的研究及应用

在钻井过程中,为保障钻井安全需在钻井液中加入大量固相颗粒,钻井液中固相颗粒对机械钻速的影响较大,研制了一种安装在钻头上方的井下固控装置,该装置通过水力旋流分离原理将钻井液中大部分固相颗粒与钻井液分离并甩入环空区域,使通过钻头的钻井液固相含量大大减少。本装置设计的排固喷嘴有反向喷射作用,可以实现高效清洗井底,提高机械钻速。通过室内分离效果试验确定了装置的锥体角度和最优排量。在胜利油田、胜利海洋钻井进行了现场应用,验证了该装置安装方便,工作可靠,有明显的提速效果,可降低钻井液中的固相含量并有利于提高机械钻速。