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1、,钻井液固控设备的维护与保养,20071120,石油钻井培训,主要内容:钻井液固控设备简介（总体介绍）钻井液固控设备的作用（总体介绍）钻井液固控设备的工作原理（分别简单介绍）钻井液固控设备的维护保养（分别介绍）钻井液固控设备的安全使用（分别介绍）,一、震动筛（一）作用：是钻井液固相控制系统中的一级固控设备。由井筒内返出带有大量钻屑的泥浆，经过泥浆振动筛的作用，分离出固相钻屑，并使较清洁的钻井液进入第二级分离设备一旋流除砂器。（二）震动筛可除去的钻屑直径随所采用的筛布孔径不同从大于50mm（12目）到0.090mm（100目）。（三）主要结构 1、底座 2、筛箱 3、减震弹簧 4、叠层筛网 5、
2、筛箱平面角度调节机构 6、钻井液缓冲箱 7、钻井液流调控机构 8、隔爆振动电机 9、防爆电源控制开关 10、进液管路 11、预张紧装置 13、压紧装置,（四）工作原理：振动筛采用双激振电机激振，每个激振电机都有一对偏心块，在旋转时能产生圆形激振力。工作时，两个电机反向旋转，在筛箱上合并产生一个纯直线的激振力。直线型激振力正好通过筛箱的质心，在整个筛面长度上产生相同的直线位移。位移能使固相沿着筛网向前持续输送，并且使固相脱离振动筛的筛框末端，排出钻屑。,（五）震动筛的安装1.安装（1）正确安装与使用钻井液振动筛是十分必要的，放置设备时，必须留出操作者能够在振动筛两侧更换筛网的位置。另外，设备必须
3、保证左右两个方向上水平，以确保泥浆分布均匀。（2）不要在参振的筛箱上焊接或安装排砂槽等装置。（3）当电机已经安装并接线后，不得在筛箱上进行焊接。焊接可能将导致电机绕组和轴承损坏。,2.设备使用前准备（1）接电源前，必须先将筛箱两侧的运输固定装置完全松开，旋转90度后紧固在底座槽钢上，以备再次搬迁时使用。（2）检查振动筛上所有的螺母、螺栓是否连接可靠。（3）检查调节筛箱的螺栓是否拧紧，以确保振动筛正常使用。（4）连接电路。（5）安装筛网。,3.电器线路连接（1）确认振动筛输入端的电压符合要求。（2）切断连接到设备上的输入电路。（3）将电缆线连接至振动筛防爆开关的电气输入端。出厂的电气系统装有热敏
4、电阻和自动调节器、独立的过载保护装置，两台电机实现联锁，防止当一个电机出现故障时，导致严重的设备损坏。因此，不要任意改动电气线路。（4）检查线电压是否正常，以确保所有的线路连接可靠。（5）打开两个电机的上护罩，检查电机的旋转方向（一般出厂时已设定好）。（6）电机电源连接后应检查电机转向，不管电机转向如何，但必须确保两电机之间的转向相反,否则振动筛将无法工作。,4.安装筛网 安装筛网须按照下列步骤操作，否则将会降低筛网的使用寿命，或者会使固相颗粒返回循环系统中。（1）如果钻井液正在循环，请打开进液槽的泄流阀。（2）在振动筛运转中冲洗筛网。（3）停机换筛网。（4）松开紧固筛网的张紧螺栓，抽出螺栓，
5、取出筛网。（5）安装钩边筛网时，应彻底将其推到位，不能让筛网伸出。张紧筛网时,先紧没有安装张紧弹簧的一侧，使没有安装张紧弹簧的一侧钩板张紧处于铅垂位置；再紧另一侧的张紧螺母。筛网张紧后，筛网与筛架应同步振动，不能出现脱离现象。,（六）维护、保养、使用注意事项 1、振动筛启动前，应确认供电电压正常。2、启动前应检查主动电机的固定螺栓是否旋紧。3、启动前应检查筛网是否张紧、压紧。4、启动前应检查振动筛上是否有异物存在。5、振动筛在运转过程中应平稳，无异物声音存在，若出现异常声音，应立即停机检查。6、振动筛出厂时，已将振动电机的旋转状态调整好，因此，不可随意改变电机接线。7、若因维修、更换电机等原因
6、，改变了振动电机与控制开关的接线，而振动筛不能有效工作时，将振动电机的端部护罩拆下，接通电源，判别两台振动电机的旋转方向是否相反。若不相反，应将其调接到相反为止。,8、更换振动电机时，要将两台振动电机上的偏心块调整到一致。9、固定振动电机的螺栓，每8小时检查一次，发现松动及时拧紧。10、振动电机每使用500小时，注入适量锂基润滑脂（约80克）。11、电机控制开关为防爆型的，不得随意打开，若需要打开，应关掉电源；装复时，不要漏装、错装，保证其防爆性能。12、筛网的紧固装置，每8小时检查一次，若发现松动及时拧紧。13、张紧筛网时，各张紧螺栓的拉力应为5KN。14、振动筛每使用1000小时，要对筛箱
7、调节机构注入适量润滑脂。15、弹簧损坏时，应及时更换，更换弹簧时应将筛箱总成支起，将簧放入弹簧座上，将筛箱慢慢放下。,二、除砂器（一）概述 钻井液除砂器是钻井液固相控制的重要设备之一，它的作用是清除有害固相，稳定钻井液性能，提高钻井效率。（二）除砂器可除95%大于74m和约50%大于40m的钻屑。它与钻井液密闭循环系统配套使用。（三）结构特点：主要由旋流器组成或旋流器加钻井液振动筛组成，它可以收回底流口排出的全部液相，并使底流排出的固相颗粒自动送出，这样可以随时将底流口调节到合适的尺寸，以便使底流钻井液能成伞状喷射排出，达到旋流最佳固液分离效果。,1、300mm水力旋流器，壳体上部为圆柱形筒体
8、与顶盖平衡，有一切向矩形进液管，壳体中心为轴向溢流管。壳体下部为锥体和下锥体，下锥体一端装有25mm排沙咀（底流口）。水力旋流器有内衬，含砂钻井液直接接触内壁。旋流器锥体为耐磨聚脂材料，耐磨性好。进液管和排液管为165mm的横管，上管和下管分别是钻井液进出旋流器的连接管，停泵后钻井液不会残存在管内造成干涸和冻结。,2、小型钻井液振动筛，用于处理底流钻井液是较理想的，振动筛振激源采用自振电机，使用维护方便。筛网张紧采用后钩边，前卷筒的张紧方式，张紧卷筒两端各有锁体，锁紧体可靠，筛网张紧力均匀，更换筛网方便。筛箱底部为半封闭式，筛箱前部的钻井液出口正好在罐口钻井液槽上方。自振电动机安装在振动筛的前
9、上方，它固定在前一方的支架上，平直固紧。打开电动机两端护罩，调节激振块，可调节激振力。,（四）安装使用与维护 1、安装（1）根据钻井液循环系统的固控工艺流程，除砂器应安装在1号罐上，除砂器的振动筛出口应突出罐边20-30mm，除砂器底座用4个压板固定在罐上，固定应先检查罐面是否水平，严防除砂器后倾。除砂器的钻井液处理量为下沉钻井液循环的1.25倍，目的是以25%溢流钻井液来稀释进入旋流器的钻井液，使进液比重减少，获得理想的分离效果，为达到这一目的，进液由罐边钻井液槽返流1号罐，这样可形成较理想的除砂循环流程。（2）电动机旋向指向筛子前方。,2、调整使用与维修 除砂器在使用前应先检查各部位螺栓有
10、无松动，如有异常响声或故障应及时排除，确认正常后方可使用。除砂器的正常压力应为0.2Mpa-0.35Mpa，底流钻井液成伞状喷射排出，适当加大底流量可使溢流粒度变小，能达到最大限度的清除固相的目的。筛网的更换：更换筛网时应切断电源，松开卷筒轴两端的盖型锁紧螺母（取下），轴向轻打螺母使锁紧螺栓后退，然后使用卷筒轴杠杆转动卷筒轴，即可更换筛网。每班要在卷筒轴两端的平缝中滴入稀油。确保卷筒轴的转动灵活。振动筛前方空心轴上的自振电机，底座螺栓，使用中应经常检查，不得有松动现象。,三、除泥器（一）概述：随着钻井技术的不断进步，水平井、定向井等钻井新技术、新工艺的不断推广应用，钻井液的技术性能与钻井速度和
11、钻井质量间的矛盾日益突出，如何经济有效地提高，特别是稳定钻井液的技术指示，清楚钻井液中的有害固相，满足钻井新技术工艺的需求，已成为石油钻井技术发展和进步的重要技术攻关课题。为此除泥器广泛用于钻井液的三级净化，可有效地清除悬浮在钻井液中大于30微米的固相颗粒，是稳定、调节钻井液技术指标不可缺少的重要设备之一。,除泥器，为双排直线组合式旋流器组和细目振动筛，通过调节旋流器底流和筛架角度可实现加重钻井液中的重晶石回收和非加重钻井液的一般使用，除泥器选用5寸浇注型聚氨脂旋流器，使用范围大，耐磨损不堵塞，筛架后角可调整，不跑钻井液，140/40目筛网强度高，使用寿命长，灌注液管处设计有溢流装置，可调节工
12、作压力，整体结构紧凑合理，安装调节方便，性能稳定可靠，维护保养简单。（二）除泥器可除去95%大于40m的钻屑 各约50%大于15m的钻屑。,（三）工作原理及结构特点：a.工作原理：除泥器主要由灌注液管、溢流排出管、旋流器组、振动筛及底座、支架等组成。工作时，含有悬浮固相颗粒的钻井液在压力作用下，由灌注进液管经旋流器上部圆柱蜗壳部位的切向入口进入旋流下移，由于钻井液中的固相与液相间存在着密度差，且加上旋流器上大于下小，钻井液越向下运动，获得的角速度就越大，从而获得更大的径向加速度，密度大的就紧靠锥壁加速下移并经底流口排出，而密度底的液相在旋流器的进口处就形成低压涡流，向下旋流运动的液相也将在旋流
13、底部产生挤压而反向上移从溢流口排出返回循环系统。b.经旋流器排出的底流落到振动筛网上，透筛的钻井液和密度大的重晶石返回循环系统，筛上的有害固相被排除。,（四）安装与使用：除泥器在其顶部设计有两个吊环，供装运安装使用，安装时，可视现场情况，将除泥器牢固的装在1罐或2罐的适当位置，然后根据需要，用6钢管或胶管把灌注砂泵的排出口牢固的连接起来，检查设备外部是否有碰坏等情况，去除振动筛压紧板，接通振动筛电机电源，通电检查电机旋转方向和振动筛工作情况，将各运动部位加涂适量油脂，开动灌注泵，检查压力表压力是否在工作压力范围内。如压力过高，可打开进液口处的溢流装置阀门降压。检查各连接部位有无刺漏现象，如有刺
14、漏，可拧紧刺漏部位的卡 螺丝。调整旋流器底流螺母，使其底流成伞状排出。,停用时，应先将砂泵关闭，冬季放尽泵中钻井液，将筛网冲洗干净，关掉振动筛电机电源，检查各部位有否异常。另外，对非加重钻井液的使用时，可将振动筛筛架后部调高，使筛上物尽快排出，对加重钻井液，将筛架放低，以尽可能多的回收重晶石，以减少泥浆成本。（五）维护与保养：除泥器使用完毕后，应彻底清洗筛网，严禁用锨拍打 用其他硬物刷刮筛面，以保证筛网的使用寿命。,四、离心机（高速离心机、中速离心机）离心机是一种专门用于分离钻井液中超细固相颗粒的机械。可分离3-12m的钻屑 和2-10m的重晶石。（一）高速离心机 它能有效分离2-4m以下的超
15、细固相颗粒，满足各种条件下钻井工艺要求，是打深井、探井和各种复杂井的理想固控设备。1)高速离心机有以下特点：1长径比大，分离因素很高。转鼓采用柱锥结构，长径比3.5，这种结构确保钻井液中的超细颗粒充分沉降，通过推进器排出机外。2差速器结构合理，精度高，寿命长。差速器采用单级摆线传动，精度高，性能可靠，确保差速器的使用寿命。,3传动可靠，调速方便。转鼓总成和差速器采用同步带传动，传动可靠。此机设置两个速度，通过皮带轮调速，由于护罩为开式结构调速操作十分方便。4底流和溢流调节方便。离心机排放底流的干湿通过转鼓大端的偏心套调节，偏心套上刻有角度通过转动偏心套可实现同步调节。也可以通过拉出或伸入进液管
16、来调节。,5结构紧凑，布局合理。此种离心机采用双电机驱动整机隔震布局，转鼓总成和电机安装在个机架上，机架与底座之间安装6个橡胶隔震器能有效隔震。底座上安装有专用吊架，能确保整机起吊平衡，便于安装和调试。6安装和操作十分方便。离心机的排砂槽设计在支架上，通过支架上的4个销钉进行定位，在安装时只要将整机放在支架上安即可。总电源与供液泵电源采用快速插头连接十分方便。,2)安装调试 A.安装 1.离心机应安装在2号罐上。首先将升高架吊装到合适置固定牢固，然后吊装离心机到升高架上，放在适当位置。2.将供液泵安装在距离离心机进液管端2米处的泥浆罐上，接好进液软管和冲洗管。3.安装排砂槽和排液管。4.接通电
17、源。,B.开机前的准备 1.清除影响离心机运转的杂物。2.用手转动主电机皮带轮和副电机皮带轮，如有阻卡现象应及时排除。3.检查传动皮带张紧情况是否合适。4.卸下差速器放油丝堵，当放油孔与水平面成30度时，如有机油 流出，差速器注油合适，否则应补充30号机械油。5.卸下偶合器放油丝堵，当放油孔与水平面成45度时，如有油流出，偶合器注油合适，否则应补足透平油。6.打开分流阀和关闭进液阀。7.紧固护罩。8.检查电机运转方向是否与标示方向一致。,C.离心机的运行 1.打开电源开关。2.启动副电机，注意观察运行情况，如有异常应停机检查并排除。3.启动主电机，注意观察运行情况，如有异常应停机检查并排除。4
18、.打开进液阀，启动供液泵向离心机供液。如无异常应逐步关闭分流阀，直到全流量为止。如果发觉离心机负荷过重可适当打开分流阀。5.当离心机排砂槽排放的固相过干或过湿时，可调节溢流挡板或进液量。,D.离心机的停机 1.关闭供液泵电机。2.打开阀门分别清洗转鼓内壁和排砂槽，清洗时间不得少于120秒。3.关闭清洗阀门。4.关闭主电机，2分钟后关闭副电机。5.关闭总电源。,3)溢流和底流的调节方法 A增加或减少离心机进液量可相应改变溢流中的固相含量。B调整溢流孔板位置可调节底流的干湿，溢流孔板反时针旋转时，转鼓液圈厚度增大底流变湿，反之，底流变干。C增加进液管插入离心机的深度底流变干，反之，底流变湿。,4)
19、维护保养 A转鼓两端有四个黄油嘴，左右支持轴承座和左右推盘轴上各一个。每运行10小时向支持轴承注高温高速 钡基润滑脂一次(润滑脂耐温-60-150C)，每运行250小时向推盘油嘴注油一次，每次注油一枪。B差速器采用30号机械油润滑。新机运行200小时应更换机油，加柴油4公斤清洗，再加新机油。以后每运行1000小时更换一次，如发生泄漏应及时检修。C偶合器加20或30号透平油。如发生泄漏应及时检修。,D每次使用完后，应当认真清洗机内和排砂槽，每200小时应打开转鼓护罩认真清除机内泥沙并清洗干净。E长期不使用离心机，应当加盖蓬布，防止风砂和雨水侵蚀。5)注意事项：A.离心机供液量不得超过每小时35立
20、方米否则易引起过载。B.离心机运转时，禁止打开转鼓护罩。C.机冬季不使用离心机时，应放尽机内液体。D.操作员未经培训，禁止使用离心机。,(二)中速离心机 中速离心机是一种专门用于分离钻井液中超细固相颗粒的机械。为了清除钻井液中的有害固相颗粒，通常采用振动筛，除泥器和除砂器。理论研究和实践证明，振动筛，除砂器和除泥器不能分离的超细固相颗粒对钻井的危害性更大，将严重影响钻井速度和成本。因此，采用离心机分离是一种快捷而经济的手段，它能有效分离5-7微米以上的超细颗粒，满足各种条件下钻井工艺的要求。,1)离心机有以下特点：1.长径比大，分离因素高。转鼓采用拄椎结构，长径比2，这种结构却保钻井液中的超细
21、颗粒充分沉降，通过推进器排出机外。2.差速器结构合理，精度高，寿命长。差速器采用两个行星轮系串联，整体式行星架和高精度齿轮以及轴承和密封件，确保差速器的使命寿命。3.底流和溢流调节方便,离心机排放底流的干湿,通过转鼓大端的溢流挡板转动一定角度来调节，增加液池深度，底流变湿；相反，底流变干。,4.结构紧凑，布局合理。离心机为双电机驱动布局，转鼓总成安装在一个底座上，由于各转动件经严格平衡，运转平稳，噪声低。控制箱于主机分离，防止主机振动而影响电器正常工作。5.冲洗方便，效率高。在离心机升高架上，安装一台专用清洗泵，分别清洗转鼓内部和外表，护罩2)结构及工作原理 离心机包括主机系统、供掖泵、排砂槽
22、、升高架和控制柜。主机系统由转鼓总成、差速器、进液管系统、主机护罩、副机护罩、主电机、副电机、齿型三角带、偶合器、排砂槽和底座组成。,转鼓为柱锥结构，在锥筒和直筒内壁焊有筋条，以防止泥砂磨损筒体，在锥筒端部开有四个矩型方孔以便排砂，在排砂孔中间对称安装两个刮泥器。锥直筒两端安装有大小推盘，在大推盘上安装有六个溢流挡板，通过调节挡板的角度改变底流的干湿。推进器安装在转鼓内部，为柱锥结构单螺旋推进，螺旋叶片外沿喷焊耐磨合金粉。在叶片的芯轴上开若干排液孔，当液体进入芯轴内腔时，在离心力的作用下进入推进器，高速旋转的转鼓使流体中的固相颗粒迅速沉降，在转鼓内壁形成泥环。,由于差速器的作用使推进器与转鼓之
23、间有一个滞后的转速差，因此，推进器将固相颗粒推到小端，从排砂口排出。被分离的液体从大端的溢流口排出机外。差速器为2个串联的行星轮系，除齿圈外所有齿轮均渗碳淬火磨齿，具有很高的精度。在差速器的端部装配有凸轮离合器，当推进器超负荷时凸轮钢株打滑，所有电器断电。液力偶合器安装在主电机轴上，通过齿型带与转鼓轴相连，使启动和运转更加平稳。,3)安装调试和操作规程 A安装 1.离心机应安装在2号泥浆罐上。首先将升高架吊装到合适位置固定固。然后吊装离心机到升高架上，放在适当位置。2.将供液泵安装在距离离心机进液管端2米处的泥浆罐上,接好进液软管和冲洗管线 3.安装排砂槽和排液管。4.接通电源。,B.开机前的
24、准备 1.清除影响离心机运转的杂物。2.有手转动主电机皮带轮和副电机皮带轮，如有阻卡现象应及时排除。3.检查传动皮带张紧情况是否合适。4.卸下差速器放油丝堵，当放油孔与水平面成45度时，如有机油流出，差速器注油合适，否则应补充30号机械油。5.卸下偶合器放油丝堵，当放油孔与水平面成45度时，如有油流出，偶合器注油合适，否则应补足透平油。6.打开分流阀和关闭进液阀。7.紧固护罩。8.检查电机运转方向是否与标示方向一致。,C.离心机的运行 1.打开电源开关。2.启动副电机，注意观察运行情况，如有异常应停机检查并排除。3.启动主电机，注意观察运行情况，如有异常应停机检查并排除。4.打开进液阀，启动供
25、液泵向离心机供液。如无异常应逐步关闭分流阀，直到全流量为止。如果发觉离心机负荷过重可适当打开分流阀。5.当离心机排砂槽排放的固相过干或过湿时，可调节溢流挡板或进液量。,D.离心机的停机 1.关闭供液泵电机。2.启动清洗泵电机，打开阀门分别清洗转鼓内壁、外表和排砂槽，清洗时间不得少于60秒。（如无清洗泵，可直接用井场水源清洗。）3.关闭清洗泵电机。4.关闭主电机，2分钟后关闭副电机。5.关闭总电源。,4)溢流和底流的调节方法 A增加或减少离心机进液量可相应改变溢流中的固相含量。B调整溢流孔板位置可调节底流的干湿，溢流孔板反时针旋转时，转鼓液圈厚度增大底流变湿，反之，底流变干。C增加进液管插入离心
26、机的深度底流变干，反之，底流变湿。,5)维护保养 A转鼓两端有四个黄油嘴，左右支持轴承座和左右推盘轴上各一个。每运行100小时向支持轴承注2号锂基润滑脂一次，每运行500小时向推盘油嘴注油一次，每次注油一枪。B差速器采用30号机械油润滑。新机运行200小时应更换机油，加柴油4公斤清洗，再加新机油。以后每运行1000小时更换一次，如发生泄漏应及时检修。C偶合器加20或30号透平油。如发生泄漏应及时检修。D每次使用完后，应当认真清洗机内和排砂槽，每200小时应打开转鼓护罩认真清除机内泥沙并清洗干净。E长期不使用离心机，应当加盖蓬布，防止风砂和雨水侵蚀。,6)注意事项：A.离心机供液量不得超过每小时40立方米否则易引起过载。B.离心机运转时，禁止打开转鼓护罩。C.机冬季不使用离心机时，应放尽机内液体。D.操作员未经培训，禁止使用离心机。,Thanks,
