1. 固控系统的工作原理及流程

 1.1  固控系统的工作原理

       在钻井施工中，钻头在高压泥浆的辅助冲刷中不断钻进，岩屑被返出的泥浆带到地面以上，此时的泥浆中含有大量的较大颗粒岩石，无法重复利用。

       为了节约钻井成本，就要将此时泥浆中含有的固体按照其颗粒的大小，逐一地去除，并对净化后的泥浆成份再次配比，使其最终达到可以重复利用的性能，固控系统就是将此过程实现的装备。

       该系统通过各部的联合使用，使从井口返出的带有钻屑的泥浆经过逐级净化、 配药、加重等程序，使达到重复利用的性能。

       泥浆净化流程：从井口返出的带有大量钻屑的泥浆经过井口返流 管线依次经过振动筛、除气器、除砂器、除泥器、中速离心机、高速离心机的处理，对泥浆进行逐级净化，可以较好的去除其中的有害固相，达到泥浆再循环利用的程度。此时泥浆泵可以直接吸人泥浆，打入高压管汇，进入井口，为钻机进行正常的钻井施工提供保证。

       剪切配药流程：若泥浆成份需要再次配比，则剪切泵从配药仓吸入泥浆，对从配药漏斗加入的药品进行反复剪切混合，再将混合后的药品注入配药仓，需要使用的时候，可以将剪切混合后的药品可以打入总泥浆管线，或任意泥浆仓，再经泥桨泵直接打人高压管汇进井口。

       加重流程：若需要增加泥浆的比重，则加重砂泵从加重仓吸入泥 浆，将从加重漏斗加入的重晶石等配入泥浆中，并将加重后的泥浆送至加重仓，或是其他的泥浆储备仓中，再由泥桨泵打人高压管汇进井口。

       泥浆泵上水流程：各种型号钻机泥浆固控系统中泥浆泵的上水管线贯穿除沉砂仓、除气仓之外的各个泥浆仓，在每个仓内，布置一套罐底阀，此阀可在罐面操作其开关，使泥浆泵根据施工的实际情况，可以从任意一个仓吸人泥浆。

       1.2固控系统工作流程

       净化系统中作为第一步粗处理的振动筛，能除掉泥浆中较大的固相。粗筛网18～20目时，除掉固相粒度为1.00～0.84mm；较细的50～80目时，能除去0.3～0.074mm以下的固相，更细的200目时， 能除掉0.074mm以下的固相。

作为净化过程中第二步处理的旋流器(包括除砂器及除泥器)，可以除掉较细的砂粒，或回收重晶石。除砂器除掉固相的粒度为0.06～0.1mm，除泥器除掉的是粒度为0.01～0.03的粘土微粒和细泥粉砂。

       作为第三步处理的泥浆清洁器（俗名小振动筛）设置的目的，则是专门用以除掉旋流器底流中砂子大小的固相，而把泥质大小的固相（其中舍有重晶石)回收到泥浆中，可以起到加重泥浆的作用。净化处理的最后一步是离心机，它既可以清除岩屑、砂粒，又可以用于回收泥浆中的重晶石，其回收率达到95～97%。

      2.泥浆固相控制经验总结

      2.1开钻前固控准备

      开钻前首先对固控设备进行全面检查。各种管汇，闸门及固控主体必须拆卸检查保养，砂泵全部卸开至叶片露出，确认各环节无堵塞损坏时方可重新安装并试压，保证各固控设备处于最佳状态；

      各种泥浆化验分析用试剂、天平、供箱等相应设备仪器，应应有尽有。泥浆报表应数据类别齐全且简单明了，井有每日泥浆成本记录；对振动筛网的配备应非常重视，筛网配备的规格应尽量齐全，采用多种规格的筛网，这样可以大大减轻了后级固控设备的负担，提高固控效率；泥浆处理剂应质量高、品种齐全。

      2.2 开钻后固控作法

      开钻后，无论是否钻进，固控设备必须连续运转，保证最大限度地清除有害固相。泥浆管理的关键是固相控制。

      试想，若钻进过程中泥浆固相含量不变化，在没有化学污染的条件下泥浆性能就不会恶化，而低固相含量对保护油气层、提高机械钻速、降低泥浆成本乃至钻井成本均有利。专家说：使用润滑剂的泥浆工程师不是好的泥浆工程师。可以表明，润滑剂的过多使用对泥浆性能控制是不利的。

      由于固相的上升，使泥浆的粘滞系数增大，反过来采用提高泥浆成本的方法加入润滑剂来加以补偿，显然得不偿失；对循环当量密度（ECD）的控制应尤为关 注。

      合理控制泥浆的塑性粘度、屈服值及静切力，努力减少循环压力、激动压力和抽汲压力。可把循环当量动密度控制在0.02kg/t 以下。

      2.3完井后固控设备处理

      完井后对所有固控设备进行全面拆卸清洗。并对关键部位涂油保护；安装喷漆后对各固控设备进行登记封存。

      3.结语

      要想使固控效率更高、费用更低，应从处理量大、可靠性高、分离效率高的多筛系统，减少除砂器的开机时间甚至不再使用旋流除泥器，发展多筛一离心机固控系统进行改进，不但可以去掉除砂器和除泥器，因而降低能耗、简化系统、提高可靠性，而且对泥浆的黏度、固相含量和密度的控制提供了强有力的手段。