【摘要】：众所周知，钻井液在整个钻井工程中充当了特别重要的角色，它的地位极高，钻井液的存在与否，直接影响了钻井工程的进 行，如果钻井液的质量没有得到保证，那么最后钻出来的井的质量也不能得到保证，其次，现在都在注重石油钻井工程，石油钻井工程的促进可以增加石油的产量，同时如何提高对这些不可再生资源的挖掘技术也算是一个技术上的难点问题，而对难点问题进行解决了之后能极大的促进我国石油工业的发展，本文就以目前我国钻井液固控系统的设计样式为基本内容，浅谈其固控系统的设计要点。
【关键词】 ：钻井液; 固控系统; 设计要点
随着对石油行业的重视，越来越多的施工团队也明白了石油开采的重要性，不少施工团队也开始将目光放在钻井技术上，也有很多的技术人员，一直致力于完善整个固控系统，目的 也是为了让钻井工程完成得更加方便，钻井技术越高超，在未 来所花时间越少，也就能提高工程的完成效率，这都是整个固控系统完善之后的好处。但是重点的问题就在于如何设计该系 统，该系统的首要设计要求就是与当前固控工艺相结合，而且 同时我国预算也有限，在进行固控系统的完善的前提是一定要 保证资金使用的数额不多，至少不能超过成本的数额，成本是 个必须要进行严格控制的东西，同时也不能委屈了机器的更新
换代， 一定要保证在有限的经济成本下，还能设计出功能高超的 固控系统。以下，便是对固控系统的设计要点进行的分析和归纳。
1 固控系统的布局
总体来说，固控系统就要为钻井工程服务，在这当中，固相控制工作在整个工程中起领导作用，而且固控系统本身也安装 有相应的固控设备，就是为了更好地让固控系统发挥出相应的能力，而且固控系统也可以将固控的能力和钻井的技术结合在 一起，这样最终可以达到一举两得的好效果，钻井工程才会更 快并且更保质量地完成建造工作，另外，在钻井液固控系统进行工作时，也要注意每一个环节每一个设备的布局，要根据不同环节。
2 钻井液固控系统基本构
主要需要满足的功效，再根据不同设备可以完成的功能对 各个设备进行布局的安排，当前我国的固控系统中，大概要安 置沉淀罐，还有负责进行液体调节运输的中间罐，以及在任何 时候都特别有用的吸入罐，还有储备废品的储备罐和其他需要 用到的大型罐体，而既然这些罐体的体积都特别大，所以重点 也是需要调整每个罐体的安置方位，每个罐体在进行安装工作 时，都要考虑到外部的尺寸设计，这样最后系统进行组装后也 不会呈现很奇怪的样式，同时固控系统的运转也不会出现太大 的问题，这些都要倚靠布局的合理设计。 一般进行固控系统的设计工序，主要就是要注重各种罐体 的尺寸，因为安装尺寸可以整个将系统的尺寸压缩至合适的尺寸，更便于进行固控系统的运转，同时，每个大型的罐体在进行 设计时，尺寸主要为15*3*2.5，而且保证了每个大型罐体的尺 寸之后，整个系统的尺寸就能得到控制，而且进行系统的运输 时，保证了罐体的尺寸同时就能合理地控制运输系统的尺寸， 也能够起到事倍功半的好效果，特别是尺寸便于运输，则日常的基本的运输功能就能得到保障，同时也能够让固控系统使用起来更加方便。
3设计目的
3.1 钻井液的作用
钻井液是钻井过程当中，所利用的冲洗循环介质，被称为钻井的血液。其作用主要有以下几个方面。
①清扫井底岩屑。②携带岩屑。③悬浮岩屑。④稳定井壁。⑤破 岩、冷却钻头、冲洗钻头。
3.2 钻井液组成及分类
①组成。钻井液由液相、活性固 相、惰性固相及各种钻井液添加剂组成。
②分类。根据钻井液的 组成部分，钻井液可分为水、乳化等。泥浆是目前海洋模块钻机 中使用最广泛的钻井液，分为水基、油基泥浆。水基泥浆以水为主要介质，主要用于井深4000m 以下的井。油基泥浆以油为主 要介质，主要用于井深大于4000m 的井。
3.3 钻井液中固相的危害及清除方法
①固相的危害。钻井液中的固相组成包括两部分 ；有用固相和有害固相。有害固相主要为岩屑。如果处理不及时，会影响钻进的速度，严重时会 造成井壁坍塌。
②固相的清除方法。钻井液中清除有害固相的 法有很多种，钻井初期，常用的方法有稀释法和替换法。随着钻井技术的快速发展，目前，国内比较成熟的清除钻井液中的有害固相的方法是机械方法。既通过机械设备将钻井液中有害固相除去，达到回收利用的目的。
4设计基础
钻井固控系统的设计基础源于油田的井型结构，配置的 高压泥浆泵排量必须满足该油田最大井深的所需泥浆量的要 求。以南海某平台4000m 模块钻机为例，配备了3 台F-1600 的 高压泥浆泵，通常情况下两用一备。高压泥浆泵的额定压力为 5,000 psi, 三缸单作用泵，缸套直径可选。
5固控系统选型设计
5.1 工艺流程
本文以南海某平台模块钻机为例，对固控系统工艺流程设 计进行简述 ：BOP 喇叭口→井口泥浆返回槽→分流盒→振动筛 →沉砂罐→除气罐→除气器→除沙罐→除沙器→除泥罐→除泥 器→泥浆返回罐→离心机→泥浆返回罐。此流程并不是固定不 变的，在海洋模块钻机中，可根据地层实际情况选择设备组成。
5.2 主要固控设备选型
(1) 振动筛
①工作原理。振动筛是利用振子的震动，带动 筛网进行往复运动，达到清除钻井液中有害固相的目的。振动 筛结构简单，由固定支架、筛网、和振子等组成。②选型依据。振 动筛是钻井液固控系统的一级处理设备，也是最重要的设备。 主要用于去除钻井液中直径大于200μm 的固体颗粒。按照规 范要求振动筛的处理能力通常应为钻井时最大排量的100%- 125%
(2) 除气器
①工作原理。真空除气器是去除钻井液中可 燃气体的必要设备。真空泵抽吸真空罐形成负压，将钻井液在
大气压力作用下，通过吸入管进入负压区，由于碰撞和分离作用，气体钻井液通过排放管线排放到一个安全区域，钻井液回 收再利用。②选型依据。除气器按工作原理分为两种，既真空式 除气器和常压式除气器。本项目选择的是射流式真空除气器 ZSCQ240。按照要求处理能力通应为钻井时最大排量的100%- 125%[1]，所以，处理能力定为240m3 /h，除气效率要求大于80%， 真空度不低于30kPa。
(3) 除沙器 除泥器
①工作原理。
除沙器、除泥器是钻井 液固控系统的二级、三级处理设备，在工艺流程中处于振动筛 之后。除沙器、除泥器利用水力旋流器原理。区别在于水力旋流器的分离粒度，尺寸和个数不同. ②选型依据。除沙器、除泥 器的处理能力通常应为钻井时最大排量的100%-125%[1]。所 以，本项目采用的除砂器由3 个10 寸的旋流器组成, 每个旋流 器的分离粒度要求为40-70um, 理量为240m3 /h。除泥器由 20 个4 寸的旋流器组成, 每个旋流器的分离粒度要求为15- 40um，处理量240m3 /h。
(4) 离心机
①工作原理。离心机是钻井液净化处理设备的最后阶段。本项目采用的是高速沉降式离心机。由于在钻井液中，各组分的密度不同，实现了离心力场中的快速沉降和分层的原理，达到了净化钻井液的目的。②型依据。 高速沉降 式离心机处理能力通常应为钻井时最大排量的5%-10%[1]。所 以, 本项目选用的离心机量为40m3 /h, 共2 台, 最高转速 为3200r/min, 最大分离因数为2578, 可以有效去除钻井液的 有害固相, 充分保证了钻井液的性能。
6管汇系统的布置
固控系统中，重要的不仅是各种大型罐体的安置，各种大 型罐体在整个系统中充当着特别重要的角色，但是最终起到关 键作用的，还是管道，光有了各种罐体是没有任何用处的，因为 钻井液没有管道的运输是不能够用来钻井的，而废料如果没有 经过各种管道的运输，是不可能直接进入处理装置的，所以管 道主要是提供一个连接作用，就像互联网想进行连接，只有了 各种互联网的装置，但是却没有网线能协助进行连接，这个后果可想而知，所以特别要注重管汇系统的安装，各个大型罐体 彼此之间一定要有起到连接作用的管道，也就能从本质上完成 系统的连通工作，从而完成系统的整体运转。
7【结束语】 ：
正因为一个合理设计的固控系统对于钻井的重要性，才让 那么多的技术人员和相应的工程师对系统的设计费心费力，同 时固控系统也只有从设计上面花更多的心力，才能让固控系统在钻井工作上起到特别高效的作用，同时固控系统也是为了 让我国的钻井效率达到更高的发展地位，这个是主要的原因，同时，井系统一定要全面地考虑系统的布局，进行详细地设 计部署之后，才能让整个系统在实施途中达到特别好的施工效果。
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