机械工程师
MECHANICALENGINEER
一种钻井液加重材料回收系统研究
王洪川，黄洁，唐荣辉，赵涛
（宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡721002）
摘要：国内海洋钻井平台固控系统回收加重材料效果达不到预期，通过改进系统流程，细分清洁池功能，增配混配设备，设定流量监控设备等措施，为固控系统增加了一套加重材料回收系统，该系统回收效果好，能大幅降低钻并液成本，改善钻
并液性能，为海洋钻井平台固控系统的优化设计提供参考。关键词：钻井液：加重材料：固控系统：离心机
中图分类号：TE924 0引言
文献标志码：B
随着海洋油气资源勘探开发目光逐渐从浅海移向深海、由浅油气层转向深油气层、由筒单地质层转向复杂地质层，为保证海洋钻井的正常进行，钻井液经常需加人价格昂贵的重晶石、石灰石等加重材料，如果回收和重复使用加重材料，既可以保证钻井液的性能，也可以有效控制海洋钻井成本。离心机是固控系统中重要的固液分离设备，但现有固控系统主要用它去除钻并液中的岩屑等有害细小固相，而离心机分离回收加重材料，实现加重钻井液增密度降黏度的独有性能并没有得到普及运用。因此，研制一套既适用又经济的加重材料回收系统，将是海洋钻井发展的紧迫任务之一。
1海洋平台二级变频离心机系统 1.1系统流程
DSJ300自升式钻井平台固控系统配置了刮泥器、振动筛、除气器、除砂器、除泥器、中速离心机和高速离心机等设备的五级钻井液净化系统，离心机是第五级固控设备。系统流程如图1，来自除泥器或其它泥浆池的泥浆进人清洁池，通过中速高心机供液泵把清洁池泥浆送入中速离心机，分离10~45μm的固相，分离出的固相通过排砂口进人岩屑甩干机后收集并运回陆地处理，液相继续回流至清洁池：高速离心机供液泵将清洁池泥浆送人高速离心机，分离出2~10μm固相，固相仍然进人岩屑儿干
机后收集并运回陆地处理，清洁液相流回清洁池。 1.2存在问题
海水冲洗供液
中速高心机
度亲期度年剂，
亲自除源器 7
课连通管线
中建高心养供波家
1541 万方数据
液相
清洁池
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高速真心机
海水净洗供液
波和十去密用手机
高速高心机供象
图1二级离心机系统流程图
文章编号：1002-2333(2017)01-0154-02
现场使用发现离心机经常堵塞，钻井液性能不能有
效控制，尤其在处理加重钻并液时表现更加明显，存在以下问题：1)加重材料回收效果不好。中速离心机主要去除 10~45μm的固相，而加重材料直径主要分布在10~45μm 之间，加重材料被作为有害固相直接排放到岩屑用干机进行处理。2)设备寿命缩短。处理加重钻井液时，离心机分离的固相含有大量加重材料，固相黏度大，离心机经常堵塞,大量固相直接排放到岩屑甩干机，也增加了后处理设备的处理难度。3)钻井液净化效果差。未处理的钻井液、中速离心机处理后的钻井液、高速离心机处理后的钻井液混合在一个清洁池中，不能实现加重钻井液增密度降黏度。4)钻井作业风险增加。混合液相的密度、黏度、固相含量等性能参数未得到有效的控制，导致钻井液性能不能有效控制。5)加重材料不能自动混配再利用。原系统大部分加重材料被作为有害固相收集并处理了，新加重材料需要通过人工加料混合，才能进入钻井液循环系统，工人劳动强度大。
2加重材料回收系统研制 2.1思路
1)主要设备不改变，仍使用原二级变频离心机处理系统，通过更改系统流程实现加重材料回收；2)增加加重材料自动混配设备，如喷射泵、搅拌器、泥浆枪等设备应用：3）细分清洁池，增加混合池、稀释池、缓冲池功能：4）喷射泵设置中速离心机供液流程，实现稀释泵作用;5)设置
中速离心机进液口流量计，实现对流量监控。 2.2加重材料回收系统流程
1)固液分离步骤。来自除泥器或其它泥浆池的泥浆进人清洁池，中速离心机供液泵把清洁池泥浆送人中速离心机，对其中10~45μm的固相进行分离，对于轻质钻井液分离的固相，可以通过打开阀门1，关闭阀门2排放到岩屑甩干机进一步处理，对于加重钻井液分离出的固相（主要为加重材料），可以打开阀门2，关闭阀门1进人混合池回收，处理后的液相流入缓冲池；高速离心机将缓冲池中泥浆送人高速离心机，去除有害细小固相，废弃固相进人岩屑甩干机继续处理，清洁液相进人稀释池储存。
2)加重材料自动混配步骤。打开阀门3，喷射泵将稀
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