基于沙特ZJ50D 泥漿凈化流程研制

張 闖

（渤海裝備遼河鉆采裝備分公司，遼寧盤錦 124000）

0 引言

隨著我國在沙特石油市場鉆井份額提高，由于沙特石油公司環保要求高，進而對鉆井泥漿系統要求也隨之提高。作業地區地層復雜，存在流沙層、石膏層、容易坍塌的巖層、高壓鹽水層、含硫化氫層，對鉆井液要求非常高。目前，國內常用泥漿泵吸入和混漿泵吸入都是單一管線流程設計，存在由于更換閥門或者管線泄漏就必須停泥漿泵或砂泵不適于復雜井況的鉆井作業。原有泥漿凈化系統各倉除灌注倉之外均不與泥漿泵相連，作業時無法實現不同地質結構及鉆井工藝時段對不同性能泥漿的需要，并且無法實現對貴重化學藥劑的合理回收。性能單一，不適于復雜井況的鉆井作業。由于原泥漿設備多采用敞口，泥漿槽連接處無密封。所以，跑冒、滲、漏嚴重，無法滿足環保要求，存在安全隱患。

為此，通過對比現有泥漿流程和結合國內鉆探市場要求，對于現有泥漿凈化流程系統進行優化設計，本文對泥漿泵吸入和混漿泵吸入及泥漿排出設計成雙吸雙排的獨立流程，同時設計零吸零排功能。

1 總體方案設計

本方案設計是一種雙吸雙排包括泥漿泵吸入管線流程和混漿泵管線吸入流程。零排放泥漿清罐泥漿系統的設計，它的有益效果是配備了兩套獨立的泥漿泵、砂泵吸入管線流程和砂泵排出管線流程。泥漿“零排放”設計，可以通過底座上的總排出管線排到廢漿池，實現零污染排放；罐體的模塊化設計方便快捷，節省拆裝時間，且有利于運輸。

2 主要技術參數

3 技術分析

本方案鉆井液經井口通過泥漿返流管至l#罐泥漿分配槽的連接管進入振動篩，通過三聯振動篩將鉆井液中粒度鉆屑顆粒篩分出來。振動篩處理后的鉆井液進入到一體機的除砂器旋流器中，除砂器將鉆井液較大的砂粒分離出來，完成除砂過程，經過除砂器處理后的鉆井液進入到除泥旋流器中，除泥器將鉆井液小的砂粒分離出來，完成除泥過程經過除泥器處理后的鉆井液進入到離心機中，離心機將鉆井液較小的砂粒分離出來，可以完全達到國外鉆井作業對鉆井液質量的要求。

加重泵和剪切泵通過混漿泵流程設計管線，可以將所有配置好的泥漿分配到其他泥漿罐。泥漿泵吸入具有雙流程吸入功能，可能實現多臺泥漿泵同時工作，不會出現相互間搶流量的情況，大大提供工作效率。

零吸零排系統可以保證泥漿泵和混漿泵在工作時最大能力進行抽吸，使各個罐的泥漿利用率達到最大效能。零排放在黏稠度較低的情況下完全可以實現不用開啟清砂門就完成清罐，大大提高搬家轉運的快捷，節約時間。

4 主要特點

（1）系統各個罐的外形尺寸采用統一標準設計。雙流程管線罐間連接之間采用雙氣胎由玻璃鋼罐密封相連，安裝快捷，安全可靠，并且聯接處的中心高度可調；泥漿槍聯接管則采用雙彎頭膠管聯接，安裝迅捷可靠。整套設備現場對中找正精度要求低，便于安裝。罐體下部采用船形結構，便于整拖運輸，也可采用自裝卸車拖運，運輸時罐上設備可不拆卸，節省安裝時間。

（2）該泥漿系統采用泥漿泵吸入流程和混漿泵吸入流程相結合的設計模式。泥漿泵可以從任一罐中單獨或同時抽取鉆井液通過高壓管匯注入井底；當需要對鉆井泥漿參數進行調整時，可通混漿泵和混合漏斗加入藥劑進行配比，由混漿泵通過泥漿排出流程管線向各罐艙室添加所需的泥漿，從而改變泥漿的密度及其他性能。

（3）泥漿儲量大。該方案設計7 個泥漿號罐的容量足以滿足鉆井工藝的要求，但當鉆井過程中出現井漏等意外時，需要加大泥漿流量及向井下注入藥劑時，可以通過離心灌注泵迅速為泥漿泵補充泥漿，保證泥漿泵的良好吸入狀態，使系統在短時間內處理流量達到要求并可通過剪切泵向泥漿吸入主罐注入堵漏劑，保證特殊鉆井工藝的要求。

5 現場應用與經濟效益分析

傳統單流程泥漿凈化系統已不能滿足沙特特殊現場需要，為了很好適應國外鉆井作業的需要，公司開發制作的沙特ZJ50D 泥漿凈化流程就是按照目前國際鉆井市場所遵循的高標準和高要求，并結合鉆井作業的實際需要設計制造。該套泥漿凈化系統已在沙特石油市場完鉆一口井，取得很好的應用效果。

根據2019年配置ZJ50D 的鉆井情況進行該項目的經濟效益分析，W1=N（M-B）=12（1400-1200）=2400 萬元，W=NM=121200=14 400 萬元。式中，W1為ZJ50D 泥漿罐創造的新增利潤；W 為ZJ50D 泥漿罐創造的產值；N 為每年生產ZJ50D 泥漿罐數量；M 為ZJ50D 泥漿罐銷售價格；B 為ZJ50D 泥漿罐單位成本。該項目的經濟效益為14 400 萬元。

6 結束語

ZJ50D 泥漿凈化流程設計完全滿足當前國外的高標準、高要求，該套設備使用性能良好，運行穩定，操作方便。流程完善與國內傳統單一流程相比，安全性更高，操作快捷，完全滿足沙特鉆井市場。目前，中石油、中石化集團下屬各大鉆探公司已陸續向國外石油市場進軍，沙特市場是十分重要石油產地，該ZJ50D泥漿凈化系統在性能上具有明顯優勢方，性價比高，方案可根據需求進行變化調整，具有較廣闊的市場前景。這種泥漿系統已有多套在沙特鉆井市場中使用，獲得很好評價。