钻钻钻钻井工井工井工井工艺艺艺艺与装与装与装与装备备备备东北石油大学机电工程系高 胜一一一一. . . . 钻井工艺基本知识钻井工艺基本知识钻井工艺基本知识钻井工艺基本知识二二二二. . . . 钻机类型及组成钻机类型及组成钻机类型及组成钻机类型及组成目目目目 录录录录三三三三. . . . 绞车结构及原理绞车结构及原理绞车结构及原理绞车结构及原理四四四四. . . . 钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理五五五五. . . . 离心泵结构及原理离心泵结构及原理离心泵结构及原理离心泵结构及原理六六六六. . . . 钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具一一一一. . . . 钻井施工基本知识钻井施工基本知识钻井施工基本知识钻井施工基本知识石油钻井：石油钻井：是指利用专用设备和技术，在预先选是指利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的孔眼，一直达到地下油气层的工作。一直达到地下油气层的工作。钻井方法的发展：（钻井方法的发展：（1 1）人工掘井：）人工掘井：15211521年之前。年之前。（2 2）人力冲击钻：）人力冲击钻：1521152118351835年，是靠人力、捞年，是靠人力、捞砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。砂筒、特殊钻头、悬绳、游梁等来完成的。3 3）机械）机械顿钻（冲钻）：顿钻（冲钻）：1859185919011901年，靠机械冲击作用破年，靠机械冲击作用破岩，破岩和清岩相间进行。（岩，破岩和清岩相间进行。（4 4）旋转钻：）旋转钻：19011901年发年发展起来的，旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋展起来的，旋转钻井是靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘钻井、以清洁井底的钻井方法。旋转钻井又分为转盘钻井、井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。井下动力钻具钻井、顶部驱动旋转钻井。钻井施工工序钻井施工工序钻井施工工序钻井施工工序钻前施工钻前施工钻前施工钻前施工1 1 1 1、定井位、定井位、定井位、定井位2 2 2 2、道路勘察、道路勘察、道路勘察、道路勘察3 3 3 3、基础施工、基础施工、基础施工、基础施工4 4 4 4、搬家、搬家、搬家、搬家5 5 5 5、安装设备、安装设备、安装设备、安装设备钻井施工钻井施工钻井施工钻井施工6 6 6 6、一次开钻、一次开钻、一次开钻、一次开钻7 7 7 7、二次开钻、二次开钻、二次开钻、二次开钻8 8 8 8、钻进、钻进、钻进、钻进9 9 9 9、起钻、起钻、起钻、起钻10101010、换钻头、换钻头、换钻头、换钻头11111111、下钻、下钻、下钻、下钻完井施工完井施工1212、完井电测、完井电测1313、下套管固井、下套管固井 固井就是向井内下入一定固井就是向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围尺寸的套管串，并在其周围注入水泥浆，把套管固定的注入水泥浆，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。施井壁上，避免井壁坍塌。施工工序：下套管至预定深度工工序：下套管至预定深度装水泥头、循环泥浆、接装水泥头、循环泥浆、接地面管线地面管线打隔离液打隔离液注水注水泥泥顶胶塞顶胶塞替泥浆替泥浆碰压碰压注水泥结束、候凝。注水泥结束、候凝。 钻井就是利用钻机设备钻井就是利用钻机设备及破岩工具破碎地层形成井及破岩工具破碎地层形成井筒的工艺过程，目地是进行筒的工艺过程，目地是进行地质评价、发现油气藏、开地质评价、发现油气藏、开发油气藏。发油气藏。施工工序：钻进施工工序：钻进洗井洗井 接单根接单根 起下钻起下钻 完钻。完钻。二开钻二开钻进进（技术（技术套管）套管）三开钻三开钻进进（油层（油层套管）套管）钻井液钻井液出口出口井口井口防防溢管溢管注水泥注水泥施工施工一开钻一开钻进进（表层（表层套管）套管）井口防井口防喷器喷器表层套管：表层套管：其作用是封隔地表部分的易塌、易其作用是封隔地表部分的易塌、易漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置，漏地层和水层，安装第二次开钻的井口装置，控制井喷。其下入深度，根据地表部分松软的控制井喷。其下入深度，根据地表部分松软的易塌、易漏地层和水层的深度而定。一般在易塌、易漏地层和水层的深度而定。一般在100100米左右。米左右。技术套管：技术套管：用于封隔用泥浆难以控制的复杂地用于封隔用泥浆难以控制的复杂地层；无法堵塞的严重漏失层；非目的层的油气层；无法堵塞的严重漏失层；非目的层的油气层；压力相差悬殊油、气、水层等。层；压力相差悬殊油、气、水层等。油层套管：油层套管：用于以把不同压力和不同性质的油、用于以把不同压力和不同性质的油、气、水层分割开来，建立一条油、气流至地面的气、水层分割开来，建立一条油、气流至地面的通道，保证能长期生产，满足合理开采油、气和通道，保证能长期生产，满足合理开采油、气和增产措施的要求。油层套管的下深根据目的层的增产措施的要求。油层套管的下深根据目的层的深度和不同的完井方法而定。深度和不同的完井方法而定。导管：导管：用于将钻井液引到固控设备上，深度用于将钻井液引到固控设备上，深度一般为一般为1010米以内。一般在钻前准备时完成。米以内。一般在钻前准备时完成。二二二二. . . . 钻机类型及组成钻机类型及组成钻机类型及组成钻机类型及组成 类型：类型：根据钻井深度分为浅井钻根据钻井深度分为浅井钻机、中深井钻机、深井钻机，根据驱机、中深井钻机、深井钻机，根据驱动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻动方式分为机械驱动钻机、电驱动钻机，根据搬迁方式分为撬装钻机和车机，根据搬迁方式分为撬装钻机和车装钻机。装钻机。 组成：组成：石油钻机主要由动力机、石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。一传动机、工作机及辅助设备组成。一般有八大系统（起升系统、旋转系统、般有八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统），具备起下钻能力、辅助设备系统），具备起下钻能力、旋转钻进能力、循环洗井能力。旋转钻进能力、循环洗井能力。机械驱动机械驱动机械驱动机械驱动钻机类型及特点钻机类型及特点钻机类型及特点钻机类型及特点类型类型：机械驱动钻机是指以柴油机为动力，通过液力变矩器、链条、机械驱动钻机是指以柴油机为动力，通过液力变矩器、链条、齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机，主要包括齿轮齿轮、三角胶带等不同组合的传动形式所驱动的钻机，主要包括齿轮传动、胶带传动和链条传动三种形式，具有制造方便成本低的特点。传动、胶带传动和链条传动三种形式，具有制造方便成本低的特点。现状现状：目前机械驱动石油钻机主要为链条钻机，采用链条作为主传目前机械驱动石油钻机主要为链条钻机，采用链条作为主传动副，动副，2424台柴油机台柴油机 变矩器驱动机组，用多排小节距套筒滚子链条变矩器驱动机组，用多排小节距套筒滚子链条并车，统一驱动各工作机组，一般仍用胶带传动钻井泵。并车，统一驱动各工作机组，一般仍用胶带传动钻井泵。大庆大庆大庆大庆130130130130钻机传动示意图钻机传动示意图钻机传动示意图钻机传动示意图2#联动机联动机3#联动机联动机1#联动机联动机2#钻井泵钻井泵1#钻井泵钻井泵猫头轴猫头轴转盘转盘辅助刹车辅助刹车空压机空压机离合器离合器输入轴输入轴滚筒轴滚筒轴电驱动电驱动电驱动电驱动钻机类型及特点钻机类型及特点钻机类型及特点钻机类型及特点 类型：类型：电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。电驱动钻机包括直流电机驱动和交流变频电机驱动两种形式。 电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、电驱动钻机具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。安装移运方便、可靠性高、噪音小、污染小、节能等特点。直流电机驱动：直流电机驱动：直流电动钻机是采用直流电动钻机是采用AC-SCR-DCAC-SCR-DC方式，将柴油发电机方式，将柴油发电机组并网发出的电力通过组并网发出的电力通过SCRSCR可控硅整流后驱动直流电机。可控硅整流后驱动直流电机。交流变频电机驱动：交流变频电机驱动：交流变频钻机则是采用交流变频钻机则是采用AC-VFD-ACAC-VFD-AC方式，通过方式，通过VFDVFD电电传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流，采用交传动控制系统将柴油发电机组所发出的电力变为变频可调的电流，采用交流变频器驱动无碳刷交流变频电机。流变频器驱动无碳刷交流变频电机。电驱绞车示意图电驱绞车示意图电驱绞车示意图电驱绞车示意图电驱转盘示意图电驱转盘示意图电驱转盘示意图电驱转盘示意图电驱钻井泵示意图电驱钻井泵示意图电驱钻井泵示意图电驱钻井泵示意图三三三三. . . . 绞车结构及原理绞车结构及原理绞车结构及原理绞车结构及原理 绞车是钻机的起升设备，主要用于起下钻具、下套管，绞车是钻机的起升设备，主要用于起下钻具、下套管，控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、控制钻压、送进钻具及起放井架等功能。一般包括滚筒轴、猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成，按轴娄猫头轴、传动制动机构、润滑机构及壳体等组成，按轴娄分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车，按滚筒数分为单滚筒分为单轴、双轴、三轴及多轴绞车，按滚筒数分为单滚筒和多滚筒绞车。和多滚筒绞车。输入轴输入轴钻机绞车工作示意图钻机绞车工作示意图钻机绞车工作示意图钻机绞车工作示意图猫头轴猫头轴离合器离合器辅助刹辅助刹车车气囊式气囊式离合器离合器链轮链轮牙嵌式牙嵌式离合器离合器滚筒滚筒轴承轴承链条链条电磁刹车电磁刹车猫头轴猫头轴刹车气缸刹车气缸离合器排档杆离合器排档杆刹车鼓刹车鼓滚筒滚筒冷却风机冷却风机气控排档气控排档箱箱四四四四. . . . 钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理钻井泵结构及原理钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵，由钻井泵多为卧式三缸单作用往复式活塞泵，由动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及动力端总成、液力端总成和各部位的润滑系统及冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转冷却系统组成。由动力机带动泵的曲轴回转曲曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下运动。在吸入和排出阀的交替作用下实现压送实现压送与循环冲洗液的目的。与循环冲洗液的目的。钻井泵工作原理钻井泵工作原理钻井泵工作原理钻井泵工作原理 动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇，完成排出过程。排出管进入高压管汇，完成排出过程。排出管进入高压管汇，完成排出过程。排出管进入高压管汇，完成排出过程。钻井泵结构图钻井泵结构图钻井泵结构图钻井泵结构图空气包空气包被动轴被动轴连杆连杆泵头泵头输入管输入管输出管输出管活塞杆活塞杆十字头十字头钻井泵工作示意图钻井泵工作示意图钻井泵工作示意图钻井泵工作示意图拉杆拉杆曲轴曲轴曲轴曲轴传动轴传动轴传动轴传动轴连杆连杆连杆连杆转盘结构图转盘结构图转盘结构图转盘结构图水平轴水平轴锁销锁销大伞齿轮大伞齿轮小伞齿轮小伞齿轮大方瓦大方瓦方补心方补心主轴承主轴承防跳轴承防跳轴承 转盘是用转盘是用转盘是用转盘是用来承托管柱重来承托管柱重来承托管柱重来承托管柱重量，提供扭矩量，提供扭矩量，提供扭矩量，提供扭矩和转速。转盘和转速。转盘和转速。转盘和转速。转盘实质上相当于实质上相当于实质上相当于实质上相当于一个特殊结构一个特殊结构一个特殊结构一个特殊结构的角传动减速的角传动减速的角传动减速的角传动减速器，主要由箱器，主要由箱器，主要由箱器，主要由箱体、转台、主体、转台、主体、转台、主体、转台、主轴承、副轴承、轴承、副轴承、轴承、副轴承、轴承、副轴承、齿圈、齿圈、齿圈、齿圈、 输入轴输入轴输入轴输入轴总成、锁紧装总成、锁紧装总成、锁紧装总成、锁紧装置、方瓦、箱置、方瓦、箱置、方瓦、箱置、方瓦、箱盖等部分组成。盖等部分组成。盖等部分组成。盖等部分组成。水龙头结构及工作原理水龙头结构及工作原理水龙头结构及工作原理水龙头结构及工作原理水龙头通过提环挂在大钩上，上部通水龙头通过提环挂在大钩上，上部通过鹅颈管与水龙带相连，下部接方钻杆，过鹅颈管与水龙带相连，下部接方钻杆，连接下井钻具。水龙头主要由鹅颈管、连接下井钻具。水龙头主要由鹅颈管、冲管总成、中心管、壳体、提环和主轴冲管总成、中心管、壳体、提环和主轴承等组成，主要功用悬持旋转着的钻杆承等组成，主要功用悬持旋转着的钻杆柱，承受大部分以至全部钻具重量；向柱，承受大部分以至全部钻具重量；向转动着的钻具内输送高压钻井液。转动着的钻具内输送高压钻井液。大钩结构及工作原理大钩结构及工作原理大钩结构及工作原理大钩结构及工作原理大钩是起升钻具的重要设备，由大钩是起升钻具的重要设备，由钩身、杆、筒体、提环、止推轴承钩身、杆、筒体、提环、止推轴承及弹簧组成，钩身能转动，钩口和及弹簧组成，钩身能转动，钩口和侧钩有闭锁装置，大钩有缓冲减振侧钩有闭锁装置，大钩有缓冲减振功能。大钩与游车结合成一体，称功能。大钩与游车结合成一体，称为游钩，是目前使用的主要形成。为游钩，是目前使用的主要形成。游车、天车结构及工作原理游车、天车结构及工作原理游车、天车结构及工作原理游车、天车结构及工作原理天车是安装在井架顶部的定滑轮组，游车是在井架内部上下作往复运天车是安装在井架顶部的定滑轮组，游车是在井架内部上下作往复运动的动滑轮组，主要由滑轮、滑轮轴、轴承、轴承座及支架组成。动的动滑轮组，主要由滑轮、滑轮轴、轴承、轴承座及支架组成。五五五五. . . . 离心泵结构及原理离心泵结构及原理离心泵结构及原理离心泵结构及原理离心泵就是通过旋转叶轮的动能产生流量，使液体流动。离心泵的基离心泵就是通过旋转叶轮的动能产生流量，使液体流动。离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。离心泵的效率取决于该叶轮的性能。离心泵与活塞泵相比，具填料函。离心泵的效率取决于该叶轮的性能。离心泵与活塞泵相比，具有转速高，体积小，流量大，结构简单的特点；但泵压相对较低等，液有转速高，体积小，流量大，结构简单的特点；但泵压相对较低等，液体粘度对泵性能影响大，只能用于粘度近似于水的液体。体粘度对泵性能影响大，只能用于粘度近似于水的液体。离心离心离心离心泵结构示意图泵结构示意图泵结构示意图泵结构示意图六六六六. . . . 钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具钻井液固控系统及机具概概念念: :钻钻井井液液固固相相控控制制就就是是要要清清除除钻钻井井液液中中的的有有害害固固相相，保保存存有有用用固固相相，以以满满足足钻钻井井工工艺艺对对钻钻井井液液性性能能的的要要求求。钻钻井井液液固固相相控控制制系系统统就就是是所所有有用用于钻井液固相控制设备的总称。于钻井液固相控制设备的总称。作作用用: :防防止止油油气气通通道道堵堵塞塞、破破坏坏，降降低低钻钻井井扭扭矩矩和和摩摩阻阻，降降低低环环空空抽抽吸吸的的压力波动，提高钻井速度，延长钻头寿命，减轻设备的磨损等。压力波动，提高钻井速度，延长钻头寿命，减轻设备的磨损等。方方法法: :常常用用的的有有稀稀释释法法、替替代代法法、机机械械方方法法、化化学学方方法法等等四四种种。机机械械方方法法是是通通过过机机械械设设备备利利用用筛筛分分、离离心心分分离离、重重力力分分离离等等原原理理，将将钻钻井井液液中中的的固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开，以达到控制固相的目的。固相成分按颗粒、密度大小不同而分离开，以达到控制固相的目的。钻钻井井液液固固控控系系统统发发展展过过程程：在在2020世世纪纪5050年年代代以以前前，并并不不使使用用机机械械装装置置来来净净化化钻钻井井液液，到到了了2020世世纪纪5050年年代代以以后后，开开始始采采用用钻钻井井液液振振动动筛筛、离离心心机机来来清清除除钻钻井井液液中中的的岩岩屑屑。6060年年代代以以后后，国国外外油油田田开开始始采采用用4 4英英寸寸除除泥泥旋旋流流分分离离器器，六六十十年年代代中中期期，细细目目钻钻井井液液振振动动筛筛得得到到使使用用。7070年年代代以以后后，超超细细目目振振动动筛筛得得到到使使用用。8080年年代代以以后后，钻钻井井液液固固相相控控制制从从采采用用两两级级处处理发展成为三级、四级、五级处理。理发展成为三级、四级、五级处理。钻钻井井中中钻钻井井液液的的循循环环程程序序：钻钻井井液液罐罐 经经泵泵地地面面管管汇汇立立管管水水龙龙带带、水水龙龙头头钻钻柱柱内内钻钻头头钻钻柱柱外外环环形形空空间间井井口口、泥泥浆浆( (钻钻井井液液) )槽槽钻井液净化设备钻井液净化设备钻井液罐。钻井液罐。某型钻井液循环流程示意图 井口出来的钻井液井口出来的钻井液通过管线流入分配器，通过管线流入分配器，分别或同时输送到分别或同时输送到2 2个个振动筛，经处理后进振动筛，经处理后进入到沉砂仓，经渡管入到沉砂仓，经渡管进入到除砂仓。除砂进入到除砂仓。除砂泵吸入除砂仓的钻井泵吸入除砂仓的钻井液，钻井液经过渡槽液，钻井液经过渡槽进入到除泥仓。除泥进入到除泥仓。除泥泵吸入除泥仓的钻井泵吸入除泥仓的钻井液，钻井液经过渡槽液，钻井液经过渡槽进入到离心仓。离心进入到离心仓。离心机的立式供液泵吸入机的立式供液泵吸入离心仓的钻井液，钻离心仓的钻井液，钻井液经过渡槽进入到井液经过渡槽进入到储液罐。钻井泵吸入储液罐。钻井泵吸入储液罐的钻井液，通储液罐的钻井液，通过管线输送至井口。过管线输送至井口。这样就完成了钻井液这样就完成了钻井液的循环流程。的循环流程。振动筛的结构示意图振动筛的结构示意图 振动筛主要通过电机带动激振器旋转，产生周期变化的惯性力，钻井振动筛主要通过电机带动激振器旋转，产生周期变化的惯性力，钻井液固相颗粒进入筛面，在筛面上做抛掷运动，将大小不等的固相颗粒分液固相颗粒进入筛面，在筛面上做抛掷运动，将大小不等的固相颗粒分类去除。振动筛的分离颗径和处理量是振动筛选配的重要因素。类去除。振动筛的分离颗径和处理量是振动筛选配的重要因素。 振动筛的选择振动筛的选择 振动筛的技术水平主要反映在处理能力（处理量和分离粒度）、工作振动筛的技术水平主要反映在处理能力（处理量和分离粒度）、工作的稳定性寿命的长短和操作的灵活性几个方面。振动筛的处理能力与的稳定性寿命的长短和操作的灵活性几个方面。振动筛的处理能力与振动筛的结构、运动轨迹、振动频率、振动强度、筛网面积和筛网的粗振动筛的结构、运动轨迹、振动频率、振动强度、筛网面积和筛网的粗细有关。为了使振动筛与钻机匹配，就必须考虑钻井泵的最大排量及钻细有关。为了使振动筛与钻机匹配，就必须考虑钻井泵的最大排量及钻进中产生的钻屑量，即：进中产生的钻屑量，即： Q Q筛筛QQ泵泵+Q+Q屑屑式中：式中：Q Q筛筛 振动筛处理量，振动筛处理量，L/s;L/s;Q Q泵泵钻井泵最大排量钻井泵最大排量,L/s; ,L/s; Q Q屑屑钻进中的钻屑量，钻进中的钻屑量，L/sL/s。 通常根据筛框的运动轨迹将振动筛分为圆筛、普通椭圆筛、直线筛、通常根据筛框的运动轨迹将振动筛分为圆筛、普通椭圆筛、直线筛、均衡椭圆筛四大类。均衡椭圆筛四大类。普通椭圆筛：又称非均衡椭圆筛普通椭圆筛：又称非均衡椭圆筛, ,是在筛箱质心的正上方固是在筛箱质心的正上方固定有激振装置。它要求筛箱倾斜一个角度，利用重力强行排定有激振装置。它要求筛箱倾斜一个角度，利用重力强行排砂，以免砂粒有朝后抛掷的倾向。由此而来，筛箱倾斜确实砂，以免砂粒有朝后抛掷的倾向。由此而来，筛箱倾斜确实改善了砂粒的移动性能，但振动筛处理钻井液的量减少了，改善了砂粒的移动性能，但振动筛处理钻井液的量减少了，这正是普通椭圆筛的主要缺点。这正是普通椭圆筛的主要缺点。直线振动筛：两根带偏心块的主轴作同步反向旋转产生直线直线振动筛：两根带偏心块的主轴作同步反向旋转产生直线振动振动, , 由于直线筛振动方向不变，使得卡入的颗粒不易脱落，由于直线筛振动方向不变，使得卡入的颗粒不易脱落，而出现而出现“ “筛糊筛糊” ”现象，使得筛网的有效过流面积减小，造成处现象，使得筛网的有效过流面积减小，造成处理量下降，而且当筛网目数增大时，筛糊现象会更严重。因理量下降，而且当筛网目数增大时，筛糊现象会更严重。因而，直线筛在使用超细目筛网时，就不可能满足钻井液用量而，直线筛在使用超细目筛网时，就不可能满足钻井液用量的要求。的要求。均衡椭圆筛：是近几年发展起来的一种新筛型，筛箱上各点均衡椭圆筛：是近几年发展起来的一种新筛型，筛箱上各点的运动轨迹如图的运动轨迹如图, ,所有椭圆的运动轨迹的长轴和短轴相同，所有椭圆的运动轨迹的长轴和短轴相同，抛掷角的大小和方向完全一致。均衡椭圆筛结合了圆型振动抛掷角的大小和方向完全一致。均衡椭圆筛结合了圆型振动筛和直线振动筛的基本优点，均衡椭圆筛的处理量较直线筛筛和直线振动筛的基本优点，均衡椭圆筛的处理量较直线筛大大20-30%20-30%，是一种比较先进的钻井液振动筛，代表着当今，是一种比较先进的钻井液振动筛，代表着当今钻井液振动筛的发展方向。钻井液振动筛的发展方向。除气器的工作原理除气器的工作原理 除气器用来清除气侵钻井液中的气体，保证钻除气器用来清除气侵钻井液中的气体，保证钻井液性能相对稳定，保证旋流器能正常工作。除井液性能相对稳定，保证旋流器能正常工作。除气器分为两大类：常压式和真空式。常压式除气气器分为两大类：常压式和真空式。常压式除气器利用离心机抽吸气侵泥浆，借助离心力使泥浆器利用离心机抽吸气侵泥浆，借助离心力使泥浆在其喷射罐内喷射、撞击内壁，使气体释放出去。在其喷射罐内喷射、撞击内壁，使气体释放出去。真空除气器利用真空泵的抽吸作用，在真空罐内真空除气器利用真空泵的抽吸作用，在真空罐内形成负压，钻井液在大气压的作用下，通过吸入形成负压，钻井液在大气压的作用下，通过吸入管进入空心轴，再由空心轴四周的伞片总成，呈管进入空心轴，再由空心轴四周的伞片总成，呈喷射状甩向罐壁，在碰撞、真空及气泡分离器的喷射状甩向罐壁，在碰撞、真空及气泡分离器的作用，浸入钻井液中的气泡破碎，气体逸出，通作用，浸入钻井液中的气泡破碎，气体逸出，通过真空泵抽出并排往安全地带。过真空泵抽出并排往安全地带。除砂、除泥器的结构示意图除砂、除泥器的结构示意图 除砂、除泥器都是由一组水力旋流器除砂、除泥器都是由一组水力旋流器和一个处理旋流器底流并回收钻井液和一个处理旋流器底流并回收钻井液的小型超细网目振动筛组成。液流从的小型超细网目振动筛组成。液流从进液口切向进入后，由于离心力的作进液口切向进入后，由于离心力的作用，密度大的颗粒被甩向外壁，沿旋用，密度大的颗粒被甩向外壁，沿旋流器内壁螺旋下行流向底流口，密度流器内壁螺旋下行流向底流口，密度小的液体则反向螺旋上行经涡流导管小的液体则反向螺旋上行经涡流导管流出溢流口，旋流器的名义尺寸越大，流出溢流口，旋流器的名义尺寸越大，所除掉的固体颗粒越粗，所需要的工所除掉的固体颗粒越粗，所需要的工作压力越小，钻井液的处理量越大。作压力越小，钻井液的处理量越大。不同直径的旋流器的分离固相颗粒的不同直径的旋流器的分离固相颗粒的粒径是不同时。除砂器的固相颗粒分粒径是不同时。除砂器的固相颗粒分离粒径为离粒径为444474m74m，因此，因此300mm300mm的旋流器可以满足设计要求。除泥器的旋流器可以满足设计要求。除泥器的固相颗粒分离粒径为的固相颗粒分离粒径为8 844m44m，因，因此此100mm100mm的旋流器可以满足设计要的旋流器可以满足设计要求。求。 除砂、除泥器的选择除砂、除泥器的选择 选用除砂器和除泥器时必须参考钻井泵的最大排量，以期选用除砂器和除泥器时必须参考钻井泵的最大排量，以期达到匹配合理。无论是除砂器还是除泥器，都要保证能够全达到匹配合理。无论是除砂器还是除泥器，都要保证能够全部处理钻井过程中的最大钻井液排量。除砂器、除泥器的钻部处理钻井过程中的最大钻井液排量。除砂器、除泥器的钻井液处理理为：井液处理理为： 离心机的结构示意图离心机的结构示意图 钻井液由加料管进入螺旋输送器内的空心轴，再流入转鼓内。由于转鼓钻井液由加料管进入螺旋输送器内的空心轴，再流入转鼓内。由于转鼓在高速旋转，带动进入的钻井液一起旋转，钻井液中的固相被甩到转鼓在高速旋转，带动进入的钻井液一起旋转，钻井液中的固相被甩到转鼓壁上，由螺旋输送器推向小端的卸料孔排出，清洁钻井液作为溢流从转壁上，由螺旋输送器推向小端的卸料孔排出，清洁钻井液作为溢流从转鼓大端的溢流口排出。鼓大端的溢流口排出。 离心机的选择离心机的选择 离心机的选择受到要分离固相颗粒的粒径大小、离心机的离心机的选择受到要分离固相颗粒的粒径大小、离心机的转鼓直径、最高转速及分离因数的影响，钻井现场常用的是转鼓直径、最高转速及分离因数的影响，钻井现场常用的是以固液密度差作为分离基础的沉降离心机，主要用来清除钻以固液密度差作为分离基础的沉降离心机，主要用来清除钻井液中井液中2-lOm2-lOm的固相物质，是最后一级钻井液固控设备。的固相物质，是最后一级钻井液固控设备。搅拌器搅拌器举升机举升机立式砂泵立式砂泵泥浆枪泥浆枪加重漏斗加重漏斗固控辅助机具固控辅助机具