鉆井液固控系統配套現狀及改進途徑探討

劉金彪

（大慶鉆探工程公司機械修理廠技術研發中心，黑龍江 大慶 163413）

1 鉆井液固控系統的發展現狀

1.1 系統配套不足

我國在鉆井液固控技術方面的發展還是明顯落后于國外，現階段，我國的大部分專業理論研究和設備引進還是需要依靠外國進口，國外的固控系統可以通過計算機自動定量控制各種的固控設備。我國就是依靠該類較先進的技術設備引進的基礎上再實行國產化的二次加工，用來滿足我國的鉆井工藝需求。我國當前在油田勘探中主要采用的是NG4 型固控系統，該類系統主要是依靠振動篩、除砂器、除泥器和離心機等設備構建組成，但是，該類設備屬于三級或者四級的固控系統，很明顯，跟不上我國現代鉆井技術的發展和實際需求，

在實際操作中，也會遇到很多的問題：第一，砂泵給鉆井液施加的壓力會因為和旋流器內部摩擦的加大而致使巖屑更加的細化，這為后續的清理工作造成了很大的困擾。第二，現在，很多水平臺、深井、超深井等較為復雜的結構井都需要更加先進的技術加持，多級固控系統已經不能很好地滿足

現實的使用需求。第三，在大型鉆井工程中，固控系統的零件損傷較為嚴重，本身其易損件的壽命相對要短，這對整個鉆井工程來說是很大一部分成本的增加，而且不利于鉆井工作的順利展開，很有可能影響鉆井作業。如在實際施工作業中，很多施工人員會對鉆井液循環罐的容積進行無限的擴大，其本意是為了讓循環罐的有效容積達到最大循環制，但是，卻忽略了在飽和狀態下的循環罐是無法正常運行的，且會嚴重地破壞系統，導致整個工程進程被拖慢。所以，如果技術人員無法準確地計算出循環罐的容積數據，盡量不要盲目對其進行擴充，最后的結果很可能適得其反。

1.2 材料過度消耗

鉆井工程中，需要使用大量的材料和機械設備，這就導致在工程施工過程中可能會造成材料的大量消耗，這對整個鉆井工程來說是不利的，既增加了鉆井難度，也加大了資金的消耗。其主要原因在于沒有系統完整的材料管理規范，很多鉆井公司在實際的鉆井作業中，對材料的利用不充分，從而導致了大量資源的浪費，材料的開資不節制會影響整個的鉆井工程。基礎的工程管理措施還沒有得到相應的規范，更高層次的系統研究發展自然會受到影響。

1.3 控制流程缺失

在實際的鉆井作業中，鉆井液固控系統流程共有五個，分別是五級凈化、加重泵加重、泥漿槍、鉆井泵吸入和最后的水流流程。但是，現階段這些流程實施過程中存在一些問題，致使其流程作業存在一定程度的誤差。其原因主要在于很多的施工作業隊在施工之前沒有考察當地的地理位置和水文環境，對施工作業的相關器械也沒有嚴格的審核和排查制度，所以，很多環節在實際工程作業中無法進行銜接，這不僅會導致最終的工程質量出現偏差，還會影響工程節奏。

2 鉆井液固控系統的發展措施

2.1 改進材料使用機制

要想改善系統的發展節奏，那么，首先要做的就是將復雜的施工作業系統化、規范化。鉆井工程的工程面積浩大，涉及方面眾多，其中最基礎也最容易被忽略的就是材料的合理運用，這不僅關系到了整個鉆井作業的進度，更關系到了未來我國在石油勘探方面的成本投入。

鉆井液是固控系統中消耗最多也最重要的一項材料，它的主要作用是潤滑鉆頭、冷卻和控制地層壓力等。在不同的鉆井作業中，需要面對的是不同的地質環境，對所匹配的鉆井液的密度需求也是不一樣的，所以，在鉆井施工作業開始之前，一定要將鉆井液的密度確定好，按照標準進行匹配，并對鉆井液的使用進行隨時的監督和記錄，這樣才能夠減少不必要的資源浪費，降低鉆井作業過程中的資源流失，提高整個鉆井液固控系統的效率。

2.2 固控系統工藝流程的的升級

對鉆井液固控系統的發展來說，最根本的還是要回歸技術本身，所以固控系統流程的升級直接代表了系統的發展。首先，是對振動篩工藝流程的選配，在實際的鉆井作業中，振動篩是最先被使用到的設備，同時，也是最快能夠清除鉆屑的設備。近年來，我國在振動篩方面有了長足的進步，對振動篩的制造工藝也有了更新，但是，在此基礎上，需要注意的是鉆井液沖擊槽在振動篩上的重要運用，所以，要根據材料和加工工藝的不同，來選擇最為合適的振動篩，根據固相粒度分布來選擇合適的篩網，同時，也要考慮不同工藝振動篩的處理能力和鉆井過程中的最大排量，盡量根據鉆井施工的實際需求，結合鉆井液的密度和黏度進行最為合理的選擇。

其次，旋流器的工作流程和配套設備，在旋流器的選擇上，一定要注重其耐磨性和分離效果，因為旋流器的質量指標主要是指它的耐磨程度，在除砂器和除泥器的配備上一定要注意其分離顆粒的范圍，既要有一定的間距，也要有一部分的重疊。很多鉆井過程中出現的問題都是由于對旋流器的選擇不達標引起的，國內有很多制造旋流器的水平和工藝并不達標，無法達到鉆井工藝的要求，在鉆井施工的過程中，很多施工方會選擇兩臺除砂器來代替一臺除砂器和一臺除泥器的搭配，但是，這種搭配方式明顯存在著漏洞，因為很多技術要求較高的特殊井，仍然是需要配備一臺除砂器和一臺除泥器的。所以，一定要根據工程類型的不同，選擇合適的工藝流程。

最后，離心機的工藝流程，離心機在鉆井液處理后發揮著很大的作用，所以很多的鉆井作業中都會配備兩臺離心機，但是，離心機的選擇也有其巧妙性。配備離心力時，盡量不要配備性能完全相同的機器，建議選用一臺中速離心機、一臺高速離心機，這樣能夠更好地凈化鉆井液固相，也能夠相對提高鉆井泵、井下儀器等后續高使用儀器的使用壽命。

2.3 引進相關的技術人才

我國在鉆井液固控系統方面長期依賴國外的先進技術和設備，要想改變這一現狀，從根本上來講，最行之有效的辦法就是引進和培養相關的技術人才。隨著社會的不斷發展，人們對鉆井技術的認知也逐步地趨于成熟，但是，同樣的對鉆井液固控系統的配置需求也在不斷地提高，實際的鉆井作業中已經面臨著諸多亟待解決的問題，而問題的根本是由于我國缺乏更多的鉆井技術人才，所以，只有引進人才才能保障基本的技術創新和制度創新，時代發展帶來的是新穎的技術和行業思想，施工型人才和技術型人才都是我們需要的，只有這樣，才能逐步地獲得更多的發展空間，為鉆井液固控系統帶來更多的活力。

2.4 加強工程的管控

鉆井工程是復雜而浩大的，其涉及的方面十分瑣碎，如果沒有嚴格的管理措施，勢必會影響整個的工程建設，所以，一定要重視工程管理工作，建立有制度有規范的工地，對材料的存放和機械設備的使用進行明確的規定，對工人的行為規范建立嚴格的賞罰制度，明確施工時間、休息時間和施工過程中的任務，將整個的施工過程進行合理的規劃和分配，盡量不要在人員配備上產生異議。多對施工工人進行關心和關照，施工過程要講究勞逸結合，將施工安全放在首位，在確保工程順利完工的同時，也要關照每位工人的人身安全。施工建設只有在嚴格中具有人性化，才能代表該項建設成果的先進性和優秀性。

3 結語

隨著我國鉆井技術的不斷發展，我們發現了這其中的諸多問題，將其一一列舉并進行解決，才能夠更好地推動我國鉆井事業的發展，鉆井液固控技術對于整個鉆井工程來說意義非凡，他能夠提高工程的進度，并給予更高的經濟效益，所以鉆井液固控技術的現狀研究和未來發展趨勢的探討是十分有必要的。