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固控系統(tǒng)是固相控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，常用的固相控制方法有：稀釋法、替換法、機(jī)械清除法、自然沉淀法和化學(xué)沉淀法。通過(guò)機(jī)械清除法清除鉆井液的有害固相， 從而調(diào)整鉆井液的各項(xiàng)性能。它在提高鉆井速度、保護(hù)油氣層、調(diào)整鉆井液性能和降低鉆井成本方面起著重要作用。固控系統(tǒng)由鉆井液罐、設(shè)備、流程管線及附件組成，可滿足鉆機(jī)鉆井時(shí)用來(lái)凈化、貯存、配置、循環(huán)和計(jì)量鉆井液。鉆井液罐根據(jù)功能可分為振動(dòng)篩罐、中間罐、吸入罐、混合罐、儲(chǔ)備罐和補(bǔ)給罐等。設(shè)備配有振動(dòng)篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、離心機(jī)、離心式砂泵、射流混漿器、攪拌器等。流程由凈化設(shè)備流程、加重流程、清水倒泥漿流程、泥漿泵吸漿流程、泥漿槽流程、平衡管線及補(bǔ)給流程等。附件包含走道、梯子、欄桿等安全防護(hù)裝置。從井口返回的泥漿，攜帶有大量鉆井等有害固相，為確?，F(xiàn)場(chǎng)鉆井液循環(huán)和重復(fù)使用鉆井液，必須不斷而且有效地清除鉆井液中的鉆屑， 根據(jù)去除鉆屑顆粒大小的不同，一般可分為五級(jí)凈化流程：振動(dòng)篩流程、除氣流程、除砂流程、除泥流程、離心機(jī)流程。（見(jiàn)圖 1）
 
設(shè)計(jì)依據(jù)系統(tǒng)化、多角度解決方案
 
固控系統(tǒng)主要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，具體是對(duì)系統(tǒng)容積、設(shè)備選擇和相關(guān)工藝流程的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)布置形式之前，我們需要對(duì)鉆井液罐進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下幾點(diǎn)。環(huán)境溫度：不同環(huán)境溫度對(duì)鉆井液罐、設(shè)備、材質(zhì)要求均不同。中東、西亞地區(qū)屬于沙漠地區(qū)，需增加模塊化運(yùn)輸成本，盡量減少拆裝，此外，沙漠地區(qū)干旱高溫，需增加降溫等輔助設(shè)備；巴西地區(qū)叢林密集，在保證模塊化運(yùn)輸之外，固控系統(tǒng)布置還需緊湊，減少模塊化重量，適合直升機(jī)吊裝；俄羅斯地區(qū)通常為低溫，需要考慮增加保溫棚，采用適合低溫運(yùn)行的電機(jī)設(shè)備，吊裝點(diǎn)等材料需采用抗低溫材料；馬來(lái)西亞是熱帶雨林氣候，為避免大量的雨水對(duì)泥漿的稀釋，通常會(huì)配有防雨棚。運(yùn)輸尺寸：泥漿罐罐體的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮運(yùn)輸成本，運(yùn)輸尺寸須滿足其運(yùn)輸條件同時(shí)適當(dāng)考慮使用方所在國(guó)家的交通條件，尤其是山區(qū)偏遠(yuǎn)地區(qū)或者需要鐵路運(yùn)輸?shù)葪l件都對(duì)罐體的長(zhǎng)度、寬度和高度有限制。井場(chǎng)面積：固控系統(tǒng)布置在整套鉆機(jī)中占地面積較大，如何縮短固控布局也成為縮小井場(chǎng)布置因素之一。我們可對(duì)同一用戶設(shè)計(jì)出多種布置形式的固控系統(tǒng)，提供系統(tǒng)化、多角度的解決方案。
 
布置形式單一與結(jié)合形式滿足需求
 
固控系統(tǒng)布置形式多樣化趨勢(shì)明顯，按適用地區(qū)分：適用于低溫環(huán)境的“保溫型”、便于快速移動(dòng)的“輪拖式”、滿足熱帶雨林運(yùn)輸限制的“直升機(jī)吊裝式”；按移運(yùn)速度分為全輪拖型、列車式、叢式井型；按井場(chǎng)布置分：“一字型”、“L 型”和“列車型”。上述各形式固控系統(tǒng)不僅可以圖 1 鉆井液凈化設(shè)備流程51P+E技術(shù)應(yīng)用 Technology & Equipment·Technology Application 技術(shù)·裝備單一使用，也可以將多種形式結(jié)合設(shè)計(jì)以滿足客戶使用需求。全 輪 拖 型 及 全 輪 拖 型 + 防 雨棚（見(jiàn)圖 2、圖 3）：鉆井液罐均為移運(yùn)拖車形式，采用雙橋液壓起升結(jié)構(gòu)，拖車底盤主要由車橋、輪胎、 輪 輞、 懸 掛、 車 架、 制 動(dòng) 系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、支撐設(shè)備等組成；拖 車 最 高 移 運(yùn) 速 度：30km/h；最 小 離 地 間 隙：250mm； 輪 距：2,400mm； 后 懸：800mm; 牽 引高度：1,400mm；間隙回轉(zhuǎn)半徑：2,200mm； 牽引銷總成：SAE 31/2（90#A 型焊接式）；為滿足快移的目的，將防雨棚做成可折疊形式，在不大面積拆裝防雨棚骨架的前提下，快速折疊棚頂，使防雨棚與鉆井液罐同時(shí)移動(dòng)。叢式井 + 列車式 + 保溫型（見(jiàn)圖 4、圖 5）：該系統(tǒng)將固控區(qū)分成兩個(gè)區(qū)，一是振動(dòng)篩罐區(qū)，二是中間罐、 吸入罐、 儲(chǔ)備罐、 混合罐區(qū) （簡(jiǎn)稱其它區(qū)域）。振動(dòng)篩罐安裝于鉆機(jī)底座上，可隨底座同時(shí)移運(yùn)到下一井口位置，其它區(qū)域始終安放在固定位置，兩個(gè)區(qū)域通過(guò)輸送管線連接。為解決高寒地區(qū)工人工作的環(huán)境問(wèn)題，通常會(huì)在上述系統(tǒng)中增加保溫棚，該保溫棚由房體與罐體按列車式布局組成 7 個(gè)模塊，各模塊之間具有間距 4，保溫房主結(jié)構(gòu)為方管框架和瓦楞鋼板，房頂和端墻用巖棉板，模塊之間用橡膠發(fā)泡板進(jìn)行密封，起到很好的保溫效果。直升機(jī)吊裝式（見(jiàn)圖 6）：為滿足山地、叢林、沙漠腹地等公路運(yùn)輸難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的油氣勘探開發(fā)需要，設(shè)計(jì)出一種直升機(jī)吊裝鉆機(jī)配套的固控系統(tǒng)，該固控系統(tǒng)可滿足 5,000 米鉆機(jī)的配套使用要求，同時(shí)運(yùn)輸模塊質(zhì)量控制在 4t以內(nèi)。模塊化程度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)快速拆卸與安裝，提高效率，降低成本，滿足炎熱潮濕地區(qū)的鉆井工況和環(huán)境要求。
 
未來(lái)展望鉆井液廢棄物無(wú)害化
 
推廣綠色鉆井，即用高標(biāo)準(zhǔn)的HSE 嚴(yán)格設(shè)計(jì)符合要求的固控系統(tǒng)，通過(guò)減少鉆井廢棄物最終達(dá)到環(huán)保的要求?，F(xiàn)已設(shè)計(jì)出符合油基和水基系統(tǒng)的泥漿不落地系統(tǒng)，即鉆井廢液與巖屑處理應(yīng)采用不落地處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鉆井廢液與巖屑的固液分離達(dá)到無(wú)害化處理。圖 7、圖 8、圖 9 為油基泥漿不落地系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)鉆井巖屑中油基泥漿的回收再利用，大大降低鉆井成本，減少?gòu)U物的排放。圖 10 為水基泥漿不落地系統(tǒng)，包含三部分系統(tǒng)：固液分離系統(tǒng) +水處理系統(tǒng) + 固化系統(tǒng)，其中固液分離系統(tǒng)是基本，水處理系統(tǒng)和固化系統(tǒng)可作為選擇性的項(xiàng)目，可根據(jù) 不 同 的 COD、TDS、SS 等 含 量配置水系統(tǒng)，也可根據(jù)客戶要求配置相應(yīng)的固化系統(tǒng)。作為設(shè)計(jì)人員，我們可根據(jù)各國(guó)客戶對(duì)鉆機(jī)的使用情況設(shè)計(jì)出符合要求的固控系統(tǒng)，當(dāng)然，我們還應(yīng)進(jìn)一步完善和改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本、提高效率、以符合 HSE 的要求。