钻机固控系统使用说明书.docx
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钻机固控系统使用说明书
ZJ70/4500D钻机固控系统使用说明书
天津大港油田集团中成机械制造有限公司
1、概述………………………………………………………………………2
2、主要技术参数（规范）…………………………………………………2
3、固控系统与钻机连接尺寸及配套范围………………………………3
4、钻井液罐的描述……………………………………………………5
5、固控循环系统流程操作…………………………………………7
6、钻井液罐的说明………………………………………………………9
7、部件操作说明…………………………………………………………10
8、使用注意事项…………………………………………………………11
9、附图……………………………………………………………12
ZJ70D钻机固控系统使用说明书
1．概述
ZJ70D钻机固控循环系统，它按照振动筛、除砂器、除泥器、真空除气器、中速离心机、剪切泵等五级净化设备配置而设计，它能够满足钻井液的循环、泥浆加重、剪切及特殊情况下的事故处理等工艺要求。
该系统是综合了国内外钻井液循环净化系统优点的基础上，结合钻井工艺的实际需要而设计的新产品，它采用了许多成熟的新工艺、新技术，同时充分考虑了使用过程中的一些细节问题，具有设计合理、安装使用方便的特点。
钻井液净化系统符合SY/T6276、ISO/CD14690《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》，固控系统所有交流电机及控制电路符合防爆要求。
工艺流程和设备符合API13C及相关的标准和规范。
该系统由于采用了集成模块化，装卸方便，既满足公路及铁路运输的要求，又满足吊车装卸也可用专用搬家车搬运，并能在井场内拖拉。
2．主要技术参数（规范）
2.1罐体数量：
钻井液循环罐：
6个；泥浆材料房：
1个;泥浆储备罐：
2个；原油储备罐：
1个;冷却水罐：
1个;补给罐：
1个
2.2系统容积：
序号
名称
总容积（m3）
有效容积（m3）
1
钻井液循环罐
388.8
277.5
2
泥浆储备罐
172.8
146.9
3
原油储备罐
86.4
73.4
4
补给罐
19.2
13.6
2.3外形尺寸：
序号
名称
外形尺寸（长×宽×高）（mm）
运输尺寸（长×宽×高）（mm）
1
钻井液循环罐
12000×3000×2400
12600×3200×2900
2
泥浆材料房
10000×2800×2400
10600×3000×3000
3
泥浆储备罐
12000×3000×2400
12600×3200×2900
4
原油储备罐
12000×3000×2400
12600×3200×2900
5
补给罐
4000×2500×2400
4500×2700×2900
安装方式：
钻井液净化罐双排安装，即1号、2号、3号罐、4号罐为一排，直线排列；冷却水罐、5号、6号罐为一排，直线排列在井场内侧；泥浆材料房安装在4号罐、5号罐一端；泥浆储备罐跟4、5号罐摆在一条直线上；原油储备罐在3号罐后；补给罐放在1号罐前面。
（如附图一：
ZJ70D布置图所示）
3．固控系统与钻机连接尺寸及主要配套设备
3.1连接尺寸
3.1.1井口中心至1号罐侧壁的距离5米
3.1.2井口中心至1号罐一侧罐壁的距离16米
3.1.3井口中心至1号钻井泵中心距离22米
3.1.4三台钻井泵（型号:
F-1600）的中心距4.5米
3.2泥浆净化设备及调配设备
主要包括：
振动筛、真空除气器、除砂清洁器、除泥清洁器、离心机、砂泵、灌注泵、加重系统、剪切混合系统。
3.3主要配套设备
序号
名称
规格型号
数量
厂家
1
振动筛
型号:
GW-2MD长电机
3台
由需方提供
2
真空除气器
型号:
ZCQ2/6
处理能力：
6m3/min
真空度：
680mmHg
最大抽气量：
1.5m3/min
电机功率：
3Kw
1台
大港中成
3
除砂器
型号:
ZQJ300×2-1.6×0.6
处理量：
220m3/h
入口压力≥23m（液柱）
振动电机功率：
0.5KW
1台
大港中成
4
除泥器
型号:
ZQJ300×2-1.4×0.6
处理量：
200m3/h
入口压力≥23m（液柱）
振动电机功率：
0.5KW
1台
大港中成
5
中速离心机
型号：
LW450-1000-N1
最大处理量：
40m3/h
主机转速：
1800转/分
电机功率：
30Kw+5.5Kw
1台
西部厂
6
砂泵
型号:
SB6″×8″-121/2″
处理能力：
220m3/h
泵进口直径：
8″
泵出口直径：
6″
电机功率：
55Kw
4台
西部厂
7
灌注泵
型号:
SB6″×8″-121/2″
处理能力：
220m3/h
泵进口直径：
8″
泵出口直径：
6″
电机功率：
45Kw
3台
西部厂
8
砂泵
型号:
SB6″×8″-121/2″
进口直径：
8″
出口直径：
6″
电机功率：
30Kw
1台
西部厂
9
剪切泵
型号:
WJQ5″×6″-10″
流量：
155m3/h
扬程：
32m
转速：
2280r/min
电机功率：
55Kw
1台
西部厂
10
原油齿轮泵
型号：
KCB-483.3
电机功率：
7.5Kw
流量：
483.3l/min
1台
西部厂
10
泥浆搅拌器
型号:
JB15
电机功率：
15Kw
17台
大港中成
11
泥浆搅拌器
型号:
JB11
电机功率：
11Kw
1台
大港中成
12
泥浆搅拌器
型号:
JB7.5
电机功率：
7.5Kw
1台
大港中成
13
泥浆搅拌器
型号:
JB5.5
电机功率：
5.5Kw
1台
大港中成
14
补给泵
型号:
2PN
流量：
47m3/h
扬程：
20m
电机功率：
11Kw
2台
西部厂
15
混合漏斗
含剪切泵漏斗
4套
大港中成
16
泥浆枪
工作压力：
4MPa
喷嘴直径：
15mm
18套
大港中成
4．钻井液罐的组成及工作原理
参见附图：
ZJ70D泥浆循环及净化系统流程图、平面布置图
4.1一号罐为3个仓，分别为补给仓、沉砂仓、一号除气仓、二号除气仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
补给仓
11.3
8
2
沉砂仓
14
10
3
一号除气仓
12.6
10
4
二号除气仓
15.8
11.2
合计
一号罐前仓为补给仓，沉砂仓底座放置一台11Kw补给泵和一台30Kw砂泵。
补给泵布置1条吸入管路、1条输出管路，补给仓内的泥浆来自中压泥浆管线，可由加重泵提供，为净化处理后的泥浆，在起钻过程中可以用补给泵补给泥浆。
下钻过程中泥浆从井口到分配器至补给仓管线流回补给仓。
沉砂仓上部装有振动筛三台，一号除气仓上部装有真空除气器一台，真空除气器吸入一号除气仓泥浆，30Kw砂泵吸入二号除气仓泥浆接喷射漏斗，除气器处理后的泥浆经过喷射漏斗排至二号除气仓。
二号除气仓装有15Kw搅拌器一台。
补给仓、一号除气仓和二号除气仓各装有旋转式泥浆枪1套。
4.2二号罐为3个仓，分别为除砂仓﹑除泥仓和离心机吸入仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
除砂仓
19.5
13.9
2
除泥仓
19.5
13.9
3
离心机吸入仓
19.5
13.9
合计
二号罐罐面装有除砂器、除泥器、离心机供液泵各1台和15Kw卧式搅拌器3台、旋转式泥浆枪3套。
罐右端（从井口方向看）底座装有除砂泵和除泥泵各1台，可分别向除砂器和除泥器供液。
4.3三号罐分为2个仓，分别为净化仓和剪切药品仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
净化仓
37.8
26.8
2
剪切药品仓
37.8
26.8
合计
75.6
53.6
三号罐装有2台15Kw卧式搅拌器、旋转式泥浆枪2台。
罐面配有1个2.5m3药品罐。
罐面装有1个泥浆化验房。
4.4四号罐分为3个仓。
分别为储备仓、重泥浆仓和剪切药品仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
储备仓
33.4
23.7
2
重泥浆仓
14.5
10.3
3
剪切药品仓
18.9
13.4
合计
四号罐储备仓和重泥浆仓装有15Kw搅拌器1台、旋转式泥浆枪1台。
剪切药品仓装有15Kw搅拌器1台。
罐面留有洗眼台的位置。
4.5五号罐分为1个仓，为加重预混仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
加重预混仓
75.6
53.7
合计
五号罐加重预混仓装有15Kw搅拌器2台、旋转式泥浆枪2台。
罐左端（从井口方向看）底座装有55Kw加重泵2台，罐面装有2套混合漩流装置，罐外地面装有地面加重直喷漏斗1套。
4.6六号罐分1个仓，为钻井泵吸入仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
钻井泵吸入仓
86.4
61.3
合计
86.4
61.3
六号罐钻井泵吸入仓装有2台15Kw卧式搅拌器，2套旋转式泥浆枪。
4.71号和2号泥浆储备罐均分为一个仓。
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
泥浆储备仓
86.4
61.3
合计
86.4
61.3
4.8原油储备罐分为一个仓
序号
名称
容积（m3）
有效容积（m3）
1
原油储备仓
77.8
55
合计
77.8
55
5、固控循环系统流程操作
5.1工艺流程特点
5.1.1工艺流程设计满足泥浆五级净化及泥浆调配要求；
5.1.2井口返出泥浆经净化设备处理及沉淀后，供钻井泵吸入，也可使用加重系统和剪切混合系统调配泥浆。
5.1.3三台钻井泵吸入口，钻井泵可吸入3号罐、4号罐、5号罐和6号罐各仓泥浆。
5.1.4加重系统可以从3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐任意仓吸入泥浆，并可将加重混合后的泥浆输送到上述罐任意仓中。
5.1.5剪切混合系统利用4号罐所分隔出的13.4m3剪切药品仓，进行药品混合，剪切混合后的药品可通过输送管线直接输送至3号罐上2.5m3药品罐，可通过泥浆槽加入2号罐、3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐各仓。
5.1.6各罐及各个仓之间有泥浆渡槽或连通管线连接，并装有可控制液面调节装置。
5.1.73号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐各仓泥浆的倒换可用加重泵实现。
5.2工艺流程描述
5.2.1钻井液净化大循环
井口出来的泥浆通过管线可分别或同时输送到3台振动筛，经过振动筛处理后进入沉砂仓，从沉砂仓出来的泥浆经过泥浆渡槽进入除气仓，真空除气器除气后泥浆经泥浆渡槽进入除砂仓，除砂泵吸入除砂仓的泥浆，将泥浆通过管线输送至除砂器，除砂器处理后的泥浆经过泥浆渡槽进入除泥仓，除泥泵吸入除泥仓的泥浆，将泥浆通过管线输送至除泥器，除泥器处理后的泥浆经过泥浆渡槽进入中速离心机仓，中速离心机的供液泵吸入中速离心机仓的泥浆，离心机处理后的泥浆经过泥浆渡槽进入净化仓，钻井泵可吸入输送至井口。
5.2.2加重流程（参考附图ZJ70D泥浆循环及净化系统流程图）
5.2.2.15号罐为泥浆加重罐，设有两台加重泵
5.2.2.2两台加重泵都可以吸入3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐各仓的泥浆，并通过旋流器漏斗加重后，经加重输送管线将加重后泥浆送至3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐各个仓。
5.2.2.3在泥浆材料房装有地面加重直喷漏斗1个，3号罐、4号罐、5号罐、6号罐和泥浆储备罐也可通过地面加重漏斗进行加重。
5.2.2.4两台加重泵可实现互为备用，即有一台加重泵出现故障，则另一台通过转换吸入和输出阀门便可代替其工作。
（流程图中加重泵吸入阀1～9为加重泵吸入各仓的罐底阀，加重泵输送阀1～9为加重泵排入各仓阀门）
5.3钻井泵吸入流程（参考附图ZJ70D泥浆循环及净化系统流程图）
钻井泵可吸入3号罐、4号罐、5号罐、6号罐各仓泥浆。
无须调拨泵调拨。
（流程图中钻井泵吸入阀1～8为钻井泵吸入各仓的罐底阀）
5.4灌注流程（参考附图ZJ70泥浆循环及净化系统流程图）
每个钻井泵的左侧安放一台灌注泵可以直接从3号罐、4号罐、5号罐、6号罐各仓吸入泥浆，为3台钻井泵进行泥浆灌注。
5.5剪切混合流程
剪切泵从4号罐所分隔出的13.4ｍ３剪切仓内吸入泥浆，可进行反复剪切混合，剪切混合后的药品可通过输送管线输送至3号罐上2.5m3药品罐，药品罐药品可通过泥浆槽加入2号罐、3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐各仓。
5.6泥浆补给流程
一号罐前仓为补给仓，补给仓前摆放一个补给罐，沉砂仓底座放置一台11Kw补给泵（1号），补给罐中也安装11Kw补给泵（2号）一台。
补给泵配有吸入、输出管路，补给仓和补给罐内的泥浆来自中压泥浆管线，可由加重泵提供，为净化处理后的泥浆，在起钻过程中可以用补给泵补给泥浆。
下钻过程中泥浆从井口到分配器至补给罐管线流回补给仓。
1号补给泵可以从补给仓中将泥浆打到补给罐中，另外，在沉砂仓清砂前，1号补给泵可通过另一条通至沉砂仓的吸入管线，将沉砂仓中的泥浆倒至补给仓或补给罐。
6、钻井液罐的说明
6.1罐与罐之间泥浆通道采用胀胎式由壬连接，无需打气。
系统设计中将充分考虑安装时罐与罐之间的间隙误差量，以满足现场使用的可靠性和安全性。
6.2罐身的顶部用120mm×120mm×7mm无缝方管做周边,其中一侧连通做清水管线用以清洗罐面设备,清水管线能实现清水循环。
另一侧连通做中压泥浆管线。
6.3走道、栏杆与罐面绞链相联，搬家时只需放在罐侧面一体运输。
6.41号罐、2号罐、3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐均设有清水管线，各罐罐面设有清水阀门，可以对罐面设备及罐面进行清洗。
罐与罐之间清水管线通过软管线连接，各罐清水管线通过31/2＂软管线连接,管线下部有放水丝堵。
6.5中压泥浆管线
6.5.1罐面中压泥浆循环管路按6.4MPa标准设计，泥浆枪的工作压力与之相适应，中压管线联接采用3″中压胶管（6.4Mpa），并配6.4Mpa安全阀1个。
6.5.2中压泥浆管线由钻井泵中压管线可通至1号罐、2号罐、3号罐、4号罐、5号罐、6号罐以及泥浆储备罐和补给罐的任意仓中（沉砂仓和剪切药品仓除外）。
罐与罐之间中压泥浆管线通过6.4Mpa的3＂中压软管线连接。
6.5.3中压泥浆管线也可以通过加重泵实现上述功能。
6.6罐与罐之间配有安装定位杆（两端销孔φ30mm）。
6.7振动筛、除砂器、除泥器、离心机设排砂口、挡泥板和接砂槽。
振动筛、除砂器、除泥器、离心机出砂口通过接砂槽将排放物排放到罐外，以防污染罐体。
6.8一号罐有钻台梯子,可上钻台。
7、部件操作使用说明
7.1清砂门
1号（沉砂仓除外）至6号罐以及泥浆储备罐每一个仓均设有清砂门，清砂门由四个锁紧块实现锁紧密封，使用前先检查橡胶密封圈有无损坏，密封面清洁无杂物，橡胶密封圈如有损坏及时更换，检查后关闭门盖，将锁紧块调整至锁紧滑道上，轻轻敲击至锁紧位置。
7.2罐底阀
罐底阀是控制泥浆吸入管线吸入口的一种自制阀体，钻井泵、加重泵、灌注泵吸入管线均采用了手轮式罐底阀，罐面为手轮丝杠调节结构，关闭时将手轮旋转拉起底部封闭盖，将吸入口密封；打开时将手轮旋转放下底部封闭盖。
罐底阀橡胶密封需经常检查，发现橡胶密封损伤需及时更换。
7.3液面调节装置
罐与罐、仓与仓之间均设有液面调节装置，它是由手轮、丝杠、密封压环和调节管组成，使用前需检查密封压环橡胶密封是否损坏，
使用时手轮旋转将调节管拉起或放下。
7.4泥浆枪
泥浆枪采用旋转式结构，使用时打开中压阀门，旋转手柄，进行旋转喷射。
7.5阀门
加重输送管线阀门和设备进出口控制阀门均采用手柄式蝶阀；中压泥浆枪控制阀门均采用6.4MPa中压阀门。
8、使用注意事项
8.1钻井罐的设计能满足吊车装卸和专用搬家车搬运，在搬家吊运时，应使用罐面吊钩进行吊装。
钻井罐能在井场内拖拉，底座爬犁上为拖挂钩，禁止使用底座爬犁上的拖挂钩进行吊装。
8.2罐与罐之间的连通全部采用胀胎式连通管，密封可靠，可满足钻井液在管道输送的要求。
8.3安装连通管胶胎时，必须将安装处的泥浆、锈蚀及杂物清除干净，方可安装作业。
8.4罐与罐安装摆放时，两罐间安装位置误差≤20mm。
8.5所有设备在运转前,请详细阅读设备使用说明书。
8.6搅拌器在使用前必须加注33#润滑油，润滑油油量按油标加注。
必须检查搅拌器电机运转方向，严禁反转。
检查搅拌器叶片和减速机法兰连接部位螺丝是否松动。
8.7砂泵在使用前必须检查各油嘴是否注满润滑油脂，油杯指示油标高度不能低于45mm。
检查电机运转方向，严禁反转。
9、附图
9.1ZJ70D钻机固控系统平面布置图
9.2ZJ70D钻机固控系统流程图
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