固控設備全稱固相控制設備,鉆井液固控設備的性能和質量是固相控制技術的關鍵。鉆井液固相控制系統(tǒng)主要包括鉆井液循環(huán)罐、鉆井液凈化處理設備和電器控制設備三大部分,其中鉆井液凈化處理設備主要有振動篩、除砂器、除泥器、除氣器、離心機、砂泵、攪拌器和混合器等,針對環(huán)保敏感地區(qū),還可以配置鉆屑回收及廢液處理裝置。
1.固控設備發(fā)展趨勢
目前,固控設備著重發(fā)展除砂、除泥、除氣器等占用面積小、效能高、壽命長的設備,并與高速離心機一體化,實現自動檢測和按檢測結果實施控制的固控系統(tǒng)。
2.國外固控設備現狀
美國石油工具有限公司固相控制系統(tǒng)由4臺振動篩和兩臺干燥器(即干燥型振動篩)組成。4臺振動篩和一臺干燥器并聯在一起,井內返出的鉆井液由鉆井液分配器分流到4臺振動篩和一臺干燥器進行處理,它們分離出的固相顆粒再由另一臺干燥器進行處理,使顆粒進一步脫水。脫出的液體回收,干燥的顆粒被排掉。
干燥器實際上是強力細目振動篩,篩架上傾10°,以減少液體的損失。4臺振動篩用的篩網是三維細目波形篩網,而不是傳統(tǒng)的平板式線狀篩網,三維結構允許重力迫使迎面而來的固體向下進入褶皺槽,從凸起區(qū)域離開,從每個褶皺的上部把固體分離。因此增加了通過流體的數量,不會淹沒凸起部分,而凸起部分能增加流體流動能力。兩層細篩布附在一層粗篩布的上面,三層篩布粘合在一起,做成波紋狀,然后再粘合在開孔的板上。波形疊加篩網面積比普通平板篩網的面積大約增加了40%,比平板篩網細大約2~3個篩孔尺寸。處理流體的能力增加70%,且不容易堵塞,處理效果很好。
3. 我國固控設備的發(fā)展
近年來,國內鉆井液固相控制設備的理論研究和制造工藝水平都有較大的發(fā)展,特別是在理論研究方面,例如振動篩的工作原理、旋流器的工作原理等,已達到或接近世界先進水平,但國產的固控設備在性能,壽命方面與國外固控設備有一定差距,主要是材料、加工工藝、加工精度和配套使用的通用設備(例如電動機)的質量。高壓(承壓80MPa)、大排量(30L/s)固控設備還沒有。國內振動篩類型少,今后需加快研制開發(fā)干燥型細目振動篩、履帶式非振動篩析設備、海洋鉆井用環(huán)保型專用固控設備及適合多種工況的多功能固控配套系統(tǒng)等,豐富我國固控設備的類型。