泥浆净化机运用前景？( 三 ) _目前钻井施工中都用了哪些主要固控设备？

孔口夹持装置用于孔口夹持钻杆之用。根据所夹持钻杆的类型不同,分为普通夹持器和绳索取心夹持器。普通夹持器多采用垫叉式,拧卸钻杆时,垫叉直接叉入钻杆切口座在孔口或者拧管机上,使用较为便利。但绳索取心钻杆为内外平钻杆,接头壁薄,无法加切口,只能根据楔面原理采用卡瓦式、卡球式夹持器等,目前常用的有木马夹持器和液压夹持器。
(1)木马夹持器
木马夹持器,又称为脚踏式夹持器,用于夹持绳索取心钻杆。它是利用两个偏心座挤夹卡瓦,靠钻杆的重力实现自动夹紧的。孔内钻杆的质量越大,夹持器产生的夹紧力也越大。卡瓦磨损后应及时更换,以防夹持不牢跑管,木马式夹持器如图2-30所示。
图2-30 木马夹持器
(a)自重木马式;(b)轻型木马式
(2)液压夹持器
液压夹持器极大地改善了工人的劳动强度,并提高了安全生产水平。常见的液压钻杆夹持器如图2-31所示。
在深孔钻探中孔内钻杆质量大,选择孔口夹持装置时一定要注意夹持器有足够强度和夹持能力,以防因夹持力不足打滑造成跑钻事故。钻孔深度≥1000m时应选择自重式木马夹持器和液压、液压/气动夹持器。
图2-31 液压夹持器
(a)液压夹持器;(b)气动/液压夹持器
3.钻杆及套管悬吊装置
钻杆及套管提下过程都离不开悬吊装置,悬吊装置主要由游动滑车、提引器、吊卡、夹板等机具构成(图2-32至图2-35),其强度与质量直接关系到作业工人人身安全和孔内安全。
图2-32 游动滑车及游动大钩
图2-33 提引器
(a)切口式;(b)手搓式;(c)球卡式;(d)爬杆式
图2-34 绳索取心吊卡
图2-35 夹板
悬吊装置的配置与选择应注意以下几点:
1)游动滑车有单轮、双轮和多轮。钻孔浅部钻进一般选用单轮和双轮,可提高提下钻速度。钻孔孔深≥1000m后,应根据钻机卷扬系统单股绳提升能力,选用多轮游动滑车,游动滑车承载能力必须大于等于孔深钻具总重力的3倍以上。
2)提引器是连接钻杆与游动滑车的机具。主要类型有手搓式、切口式、爬杆式、球卡式等。切口式多用于带锁接头普通钻杆,手搓式用于绳索取心钻杆。深孔钻探时,为了升降钻杆安全起见,选择钻杆带蘑菇头,用爬杆式或吊卡式提引器。选择提引装置时,其提引能力必须大于等于钻具总重力的2倍以上。
3)吊卡多用于带锁接头钻杆和带大一级接箍的套管提升装置,吊卡强度较高,升降安全系数大。夹板主要用于质量在10t以下的套管升降,其安全性较差,深孔钻探不宜选用。
4.水龙头
水龙头安装在主动钻杆的上端,并用软管和水泵相连。其作用是将泥浆泵排出的冲洗液送入钻杆内孔,送往孔内,而且在主动钻杆转动时保证高压胶管不转动。另外,水龙头还承载悬吊钻杆的作用。
水龙头有多种形式,按其适用孔深不同,分为浅孔用水龙头和深孔用水龙头;按其回转部不同,可分为外转式(壳体转动式)及内转式(心管转动式);按冲洗液及介质的通道数量可分为单通道和双通道形式。
主要水龙头类型如图2-36所示。其中,小直径轻便式水龙头主要适用于小口径1000m以浅钻孔,其特点是水龙头体积小,心管通水面积小,耐水压小,抗拉强度低,适应于高速运转;高压水龙头和提引式高强度水龙头特点是:体积较大,抗拉强度高,密封性能好,耐水压高,适应于深孔使用;双通道水龙头可用于多介质正反循环钻进,相对于常规水龙头,它多一个侧入式循环介质通道,用于反循环钻进时将循环介质导入双壁钻杆内外管之间的环隙。另外,还有用于定向钻进有缆式随钻测量的通缆式水龙头。
图2-36 主要水龙头类型
(a)小直径水龙头;(b)轻便式水龙头;(c)高压水龙头;(d)高强度水龙头;(e)双通道水龙头
5.绞车
钻探现场配置的绞车主要有两种,测井与定向钻进用电缆绞车和绳索取心钻进打捞投放内管(亦可兼用孔内存储式测斜仪输送)用钢缆绞车。如图2-37所示。
图2-37 钻探现场专用绞车
(a)测井绞车;(b)绳索取心绞车
选择钻探现场绞车时应满足如下使用条件:①功率必须满足孔深及工况要求;②绞车轮毂排缆容量应大于工作孔深要求;③绞车尽量设有排绳和孔深计数仪;④要设有升降变速机构。
(二)泥浆净化及制浆设备
深孔钻探施工中必须及时、有效地清除混入钻井液中的大量岩屑等固相物质,以便再次循环使用泥浆,以提高钻进效率、延长孔内机具使用寿命,降低成本,预防事故发生。
可以通过沉淀、机械分离和化学处理三种方法来净化泥浆。常用的是机械分离法,即利用泥浆净化设备强制清除泥浆中的钻屑。泥浆净化设备主要有振动筛、水力旋流除砂器、离心分离机等,泥浆制备设备则是搅拌机(图2-38) 。