明晓峰
中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司 ，山东东营257064
摘要: 在油气资源勘探中，地质录井的主体工作是对岩石岩屑的观察和分析，这也是进行地层评价和油气资源评价的重要基础。井下经钻头冲击破碎，钻井液携带返至地面的岩屑都附着钻井液污物，要对岩屑进行观察分析就必须将附着其上的污物用清水清洗干净，以还原地下岩石本色，所以，岩屑清洗成为地质录井现场的一项重要工作。岩石岩屑的常规清洗工具是一个盆和一根棍，岩屑放在盆里用棍搅洗。但是，随着精细高效勘探的提出和不断深入，这种简单的岩石岩屑清洗方式已不再适合各种新的技术要求，更赶不上现场作业自动化的进程。为改变岩屑清洗的传统模式，创新设计一种附振式岩屑清洗装置，以提高岩屑清洗效率。
关键词：钻井液；岩屑；附振；清洗
0 引言
钻井液是钻井过程中使用的流体介质，可以是液体或气体，因此，钻井液应确切地称为钻井流体。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液的主要作用可以归结为以下几个方面：清洁井底，携带岩屑，冷却和润滑钻头及钻柱，平衡井壁岩石侧压力，平衡（控制）地层压力，悬浮岩屑和加重剂，在地面能沉除砂子和岩屑，有效传递水力功率，承受钻杆和套管的部分重力，提供所钻地层的大量资料及水力破碎岩石。钻井液具有一定的黏度和切力，就此悬浮携带岩屑，所以也就浸染粘附在岩屑颗粒的表面，黏度越高切力越大对岩屑的污染也就越严重，从而增加了清洗难度。
1 岩屑清洗的常规模式
长期以来，地质录井的现场岩屑清洗作业是一项简单而繁重的体力劳动。捞砂人员在钻井液振动筛的下游放置一个接砂盆，岩屑自振动筛上振落到捞砂盆内，渐被连续收集，在经过一个既定的岩屑迟到时间后，捞砂人员将捞砂盆内集中的砂子端到一个大水罐处放水冲洗，并用一个随意自制的搅拌棒反复搅拌。水脏后，捞砂人员要将水倒掉，然后再加清水清洗，如此反复，直到岩屑清洗干净，然后端放到指定的位置进行下步工作。对于地下岩石破碎后形成的岩屑来说，有的容易清洗，洗几遍后即可合乎要求；有的则极不易清洗，甚至洗上十遍或二十几遍才能干净，由此，在整个清洗过程中捞砂人员往往付出极大的体力，且风雨无阻，而导致这种情况的主要原因在于清洗的过程。所以，捞砂洗砂成为地质捞砂人员的重体力劳动，同时也是现场作业“低、老、坏”的一个缩影。要解决这个问题，就必须对岩屑的清洗工具进行创新设计。
2 附振式岩屑清洗装置的创新设计
设计附振式岩屑清洗装置以自动化清洗为主思路，在结构上主要包括振动腔、固定座、传振撑、连接槽等。
2.1振动腔
振动腔由特制不锈钢弯头和不锈钢直管焊接组成，弯头和直管焊接为一体后，沿水平面对半切开，形成两体。其中的一体再沿垂直面居中切掉形成槽，槽内铺设水槽。
2.2.1 水槽。水槽是沿振动腔垂面居中和振动腔弯曲度一致而铺设的喷淋管，朝向振动腔腔体内的水槽面上即底部呈不规则形状开喷淋孔，水槽顶面不开孔，水槽居中满焊在振动腔上。水槽的两端封堵。在弯头处的水槽上开设进气管管孔和进水管管孔。① 进气管。进气管为一球形阀门，呈角度焊接在水槽的进气管管孔上。进气管位于进水管的前端，用于注入空气，注入的空气可雾化进水管进入的清洗水；② 进水管。进水管为一球形阀门，呈角度焊接在水槽的进水管管孔上。进水管位于进气管的后端，用于注入清洗水，注入的清洗水在注入的气体作用下得到雾化，从而增加了喷淋效果。
2.1.2 振动筛网。振动筛网的形状和振动腔同形，弯头处和弯头平行，在岩屑出口处伸出一段。振动筛网在振动腔下部一体内低入呈凹形焊接铺设，中间低两端高，凹形有高差，振动筛网上呈不规则形状开直径喷淋孔。需要清洗的岩屑自岩屑入口进入到凹形振动筛网上，在振动的作用下向中间集聚，得到水槽喷射水流的冲洗，且边清洗边向前振动前行，最后经岩屑出口处的振动筛网上滴落。
2.1.3 排污管。振动腔下部一体距离岩屑出口处开孔，焊接一段管，该管用作排污管。振动筛网下部的水流是岩屑清洗后的污水，污水经排污管引导进行集中处理或循环在利用。污水经污水挡板的遮挡进入排污管。
2.1.4污水挡板。污水挡板呈弧形垂向遮挡污水，位于振动筛网的下部，焊接在排污管后端近岩屑出口端。
2.1.5连接固定板。连接固定板是和振动腔同形的连接固定板条，板条上居中开凿连接固定丝孔。在分开的振动腔对接接缝处上下各布设该板条即共有四条板条，用于闭合上下两半振动腔腔体，螺丝固定。
2.1.6岩屑入口。弯头一端用作岩屑入口，岩屑入口经搭振板居中搭接在其它振动体上，岩屑入口处的振动筛网略低于其它振动体。
2.1.7岩屑出口。直管处的岩屑出口用于收集经振动清洗后的岩屑，岩屑经伸出的振动筛网滴落在其它盛接容器中。
2.1.8搭振板。搭振板是和其它振动体连接的传振板，沿弯头居中两侧设置两块搭振板，搭振板上各开设一个六方形搭振连接孔，用于挂接到其它振动体上。采用六边形连接振动可防止振动滑动，能有效地传递振动。
2.2 固定座
振动腔体由固定座、传振撑支撑，沿振动腔直管均匀布设三个传振撑，传振撑坐落在固定座上。固定座由固定盘、套缸、套碗、套球、连撑等组成。
2.2.1固定盘。固定盘为一圆盘，两端各开设一个固定孔，固定孔可用螺丝将固定盘固定到其它稳定面上。固定盘上居中焊接套缸。
2.2.2套缸。套缸为圆柱体，套缸内挖凿套碗。
2.2.3套碗。套缸内挖凿套碗，套碗内放置套球。
2.2.4套球。套球为一钢球，套球上焊接一连撑。将套球放置到套碗内后，用一个钢板封环焊接封堵，封环中间开设连撑穿孔。
2.2.5连撑。连撑为一钢柱，穿过连撑穿孔，上部焊接Ⅰ-级传振管。
2.3传振撑
传振撑共有4级传振管组成，分别是：Ⅰ-级传振管、Ⅱ-级传振管、Ⅲ-级传振管和Ⅳ-级传振管。
2.3.1Ⅰ-级传振管。Ⅰ-级传振管为钢管，底部居中焊接在连撑上，内部放置高弹力弹簧，弹簧上面插接Ⅱ-级传振管。
2.3.2 Ⅱ-级传振管。Ⅱ-级传振管底部封堵插到Ⅰ-级传振管内的弹簧上，管内放置高高弹力弹簧。
2.3.3 Ⅲ-级传振管。Ⅲ-级传振管底部封堵插到Ⅱ-级传振管内的弹簧上，管内放置高弹力弹簧。
2.3.4 Ⅳ-级传振管。Ⅳ-级传振管底部封堵插到Ⅲ-级传振管内的弹簧上，管内不放置弹簧，顶部焊接连接槽。
2.4连接槽
连接槽为一钢板，中间开有槽口，正面居中开销孔，槽口和连接块对接；对接块中间开有销孔，该销孔和连接槽上的销孔对孔连接。连接块焊接在振动腔体底部，坐入到连接槽中，螺丝连接固定。
Ⅰ-级传振管、Ⅱ-级传振管、Ⅲ-级传振管和Ⅳ-级传振管相互插接，弹簧提供振动弹力，在此作用下对振动腔体产生了辅助振动作用，使振动腔体内的岩屑在振动筛网上进一步弹振，提高了振动清洗效果。
3 结语
附振式岩屑清洗装置不要自身动力，搭接高频附振，形成自动化清洗。这种设计在现场应用中需要实时调整，搭建最佳使用环境。该装置的应用降低了人员劳动强度，减少了人工成本，提升了岩屑清洗效率，同时有利于现场标准化建设。