長(zhǎng)慶區(qū)域雙鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)共享技術(shù)研究

陳寧生，王亞紅，宮慧君，徐天寧

（中國(guó)石油川慶鉆探有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西西安 710018）

0 引言

結(jié)合大平臺(tái)開(kāi)發(fā)的工作要求和生產(chǎn)實(shí)際，共同討論大平臺(tái)雙鉆機(jī)施工布局，對(duì)雙鉆機(jī)泥漿循環(huán)固控設(shè)備和鉆井泵，進(jìn)行共享減配。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)慶區(qū)域雙鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，對(duì)固控設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的共享優(yōu)化，有效降低生產(chǎn)成本。

1 研究背景

隨著大平臺(tái)鉆井井場(chǎng)越來(lái)越小，本著設(shè)備共享優(yōu)化原則擬對(duì)固控設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。堅(jiān)持“經(jīng)濟(jì)實(shí)用，杜絕浪費(fèi)”“平臺(tái)能用，兼顧單隊(duì)”的原則，和“設(shè)備能共享，少而精，占地少”的原則。鉆機(jī)共享?xiàng)l件為：

（1）平臺(tái)雙鉆機(jī)至少有1 部50DB 鉆機(jī)、2 部鉆機(jī)，才能共享3 臺(tái)電動(dòng)泵、發(fā)電機(jī)、電控等。

（2）考慮泥漿出口管高度和共享管線之間要有高差，所以2部鉆機(jī)鉆臺(tái)高度要一致，鉆臺(tái)高度必須大于6 m。

（3）為了共享2 套循環(huán)罐，鉆機(jī)擺放必須是同向，循環(huán)罐都在同一側(cè)。

基于上述原因，研究長(zhǎng)慶區(qū)域雙鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)共享技術(shù)（圖1）。

圖1 平臺(tái)雙鉆機(jī)共享新型固控流程

2 雙鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)共享設(shè)計(jì)思路

2 臺(tái)鉆機(jī)循環(huán)罐高度必須一致，否則渡槽泥漿無(wú)法流動(dòng)循環(huán)。循環(huán)罐最好是同廠家、同流程的。

2 臺(tái)機(jī)組泥漿一致時(shí)共享循環(huán)罐和固控設(shè)備，鉆進(jìn)不同步或泥漿不一致時(shí)滿足每支隊(duì)獨(dú)立配漿、獨(dú)立循環(huán)、獨(dú)立凈化、獨(dú)立上水。因此每2 臺(tái)機(jī)組共享循環(huán)罐還必須設(shè)置2 路循環(huán)、2 套流程、2 套凈化設(shè)備。

3 共享改造循環(huán)系統(tǒng)存在問(wèn)題

（1）40 鉆機(jī)鉆臺(tái)面低、出口管與循環(huán)罐高差小、泥漿流動(dòng)性差。

（2）因2 套循環(huán)罐共用1 套配漿撬，配漿效率需大幅度提高，需增配懸臂吊、加大砂泵參數(shù)等。

（3）舊循環(huán)罐共享時(shí)，因各罐海底閥存在不同程度泄漏（底閥密封破損關(guān)閉不嚴(yán)），吸入困難或造成泥漿短路（該吸入的罐與不該吸入的罐泥漿都吸入了）。

（4）舊循環(huán)罐只有1 個(gè)渡槽，共享時(shí)可共用，但是2 臺(tái)鉆機(jī)泥漿密度、黏度等參數(shù)不同時(shí)無(wú)法單獨(dú)循環(huán)。

4 固控設(shè)備共享改造實(shí)施技術(shù)方案

4.1 使用新循環(huán)罐的改造技術(shù)方案

4.1.1 整體布局和流程

兩套鉆機(jī)共使用11 具循環(huán)罐，使用第一套的7 具全套罐加第二套1 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)罐進(jìn)行組合。將第二套的3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)罐插到第一套罐的6 號(hào)和7 號(hào)之間（圖2）。

圖2 新循環(huán)罐等固控設(shè)備組合示意

（1）泥漿回收流程：使用12″共用高架管線將出口管泥漿導(dǎo)入到振動(dòng)篩。

（2）泥漿排出流程：使用高壓管線從泥漿泵加長(zhǎng)高壓管線，與高壓立管連接。

（3）配漿倒?jié){流程：2 臺(tái)鉆機(jī)共用1 套配漿撬，將原55 kW 砂泵更換為75 kW 砂泵，增加1 臺(tái)1.5 t 懸臂吊。

（4）泥漿凈化流程：為保證最大凈化能力，配備2 套四級(jí)泥漿凈化設(shè)備。

4.1.2 泥漿回收流程

（1）使用一套12″管線布置在鉆機(jī)和循環(huán)罐之間，按照井間距8 m 布置，每隔3 口井布置一個(gè)泥漿接收罐，將出口管泥漿接收到罐內(nèi)。管線支架高度可調(diào)，兩側(cè)支架最高中間最低，主管線加閘門，泥漿不同時(shí)可分別流入2 個(gè)1 號(hào)罐振動(dòng)篩。

（2）從泥漿接收罐連接12″管線接入到振動(dòng)篩泥漿倉(cāng)。

（3）循環(huán)罐、泥漿泵、和共用泥漿出口管不動(dòng)，每次只移動(dòng)出口管架設(shè)到相應(yīng)的泥漿接收罐上。

4.1.3 泥漿上水流程

（1）泥漿泵集中擺放，每臺(tái)泵單獨(dú)與吸入管線連接，設(shè)閘門。

（2）泥漿泵排出高壓泥漿通過(guò)閘門組、高壓管匯連通到每個(gè)隊(duì)高壓立管處。推移時(shí)，循環(huán)罐、泥漿泵不動(dòng)，井架移動(dòng)后延伸高壓管匯即可。

4.1.4 倒?jié){、配漿流程

（1）為增大配漿流量，將55 kW 砂泵更換為75 kW 砂泵。

（2）增加1 臺(tái)1.5 t 懸臂吊，使用懸臂吊配漿。使用裝載機(jī)倒運(yùn)化工材料到懸臂吊吊臂范圍。

（3）配漿流程：配好的泥漿集中存放在7 號(hào)罐。

（4）倒?jié){流程：需要時(shí)使用砂泵倒入到相應(yīng)循環(huán)罐。

4.1.5 泥漿凈化流程

（1）因2 套鉆機(jī)泥漿量不變，還保留2 套泥漿凈化設(shè)備。

（2）2 個(gè)1 號(hào)罐上安裝2 套振動(dòng)篩和除氣器，2、4 號(hào)罐各安裝一臺(tái)660 一體機(jī)和360 超高速離心機(jī)。在新加入的3 號(hào)、5 號(hào)罐上各安裝一臺(tái)660 一體機(jī)和360 超高速離心機(jī)。兩隊(duì)泥漿體系相同時(shí)可同時(shí)使用。泥漿不同時(shí)兩隊(duì)可分開(kāi)各自進(jìn)行凈化處理。

4.2 使用舊罐的改造技術(shù)方案

目前在用循環(huán)罐有多個(gè)廠家、多種尺寸、多種流程，因此必須選取尺寸相同，其中主要是高度必須相同，否則兩套罐渡槽泥漿因存在高差而無(wú)法流動(dòng)。流程管線相同的兩套罐組合到一起（圖3）。

圖3 兩套舊循環(huán)罐共享流程

4.2.1 整體布局和流程介紹

2 套鉆機(jī)各6～7 具循環(huán)罐，因各廠家循環(huán)罐尺寸、流程不同，無(wú)法組合到一起，因此，準(zhǔn)備把3 臺(tái)泥漿泵擺放到最中間的這口井，2 套罐在這口井兩側(cè)對(duì)稱擺放。鉆機(jī)推移時(shí)，2 套循環(huán)罐、3 臺(tái)泵和泥漿共享高架管線都不動(dòng)，每次推移后只將出口管吊裝到高架緩沖罐，其次延伸泥漿泵排水高壓管匯。

（1）泥漿回收流程：使用12″共用高架管線將出口管泥漿導(dǎo)入到振動(dòng)篩。

（2）泥漿排出流程：使用高壓管線從泥漿泵加長(zhǎng)高壓管線，與高壓立管連接。

（3）配漿倒?jié){流程：2 臺(tái)鉆機(jī)共用1 套配漿撬，將原55 kW電機(jī)更換為75 kW，增加1 臺(tái)1.5 t 懸臂吊。

（4）泥漿凈化流程：使用2 套泥漿凈化設(shè)備。

4.2.2 泥漿回收流程

（1）使用1 套12″管線布置在鉆機(jī)和循環(huán)罐之間，按照每口井間距8 m 布置，每隔3 口井布置一個(gè)泥漿接收罐，將出口管泥漿接收到罐內(nèi)。管線支架高度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍4～6 m，兩側(cè)支架最高中間最低，主管線加閘門，泥漿不同時(shí)可分別流入2 個(gè)1號(hào)罐振動(dòng)篩。

（2）從泥漿接收罐連接12″管線接入到振動(dòng)篩泥漿倉(cāng)。

（3）循環(huán)罐、泥漿泵、和共用泥漿出口管不動(dòng)，每次只移動(dòng)出口管架設(shè)到相應(yīng)的泥漿緩沖罐上。

4.2.3 泥漿吸入、排出流程

（1）泥漿泵吸入流程：在3 臺(tái)泵和兩套前排罐之間走一條12″吸入管線，與前排各罐連通，滿足泵可吸入任意罐泥漿。

（2）泥漿泵排出流程：①泥漿泵集中擺放，每臺(tái)泵單獨(dú)與吸入管線連接，設(shè)閘門；②在循環(huán)罐近井口端架設(shè)泥漿泵吸入12″外置共用管線，延伸到泥漿泵處，作為泥漿泵上水管線；③泥漿泵排出高壓泥漿通過(guò)閘門組、高壓管匯連通到每個(gè)隊(duì)高壓立管處。推移時(shí)，循環(huán)罐、泥漿泵不動(dòng)，井架移動(dòng)后延伸高壓管匯即可。

4.2.4 倒?jié){、配漿流程

（1）為增大配漿流量，將55 kW 砂泵更換為75 kW 砂泵。

（2）增加1 臺(tái)1.5 t 懸臂吊，使用懸臂吊配漿。使用裝載機(jī)倒運(yùn)化工材料到懸臂吊吊臂范圍。

（3）配漿流程：將2 套罐8″砂泵吸入管線和6″排出管線流程連通，配好的泥漿集中存放在配漿撬連接7 號(hào)罐。

（4）倒?jié){流程：需要時(shí)使用砂泵倒入到相應(yīng)循環(huán)罐。

4.2.5 泥漿凈化

（1）因兩套鉆機(jī)泥漿量不變，還保留兩套泥漿凈化設(shè)備。

（2）兩套罐上固控設(shè)備安裝位置保持不變，根據(jù)具體情況可以做出調(diào)整或更換。

5 共享使用效果和未來(lái)研究方向

本次對(duì)長(zhǎng)慶區(qū)域雙鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)共享技術(shù)的研究，通過(guò)在環(huán)H9 平臺(tái)和榆37 平臺(tái)進(jìn)行共享應(yīng)用，對(duì)固控設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，兩隊(duì)人員共享使用，減少了設(shè)備數(shù)量和井場(chǎng)的占地面積，達(dá)到設(shè)備共享優(yōu)化的目的，減小配漿人員工作量和職工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約泥漿成本，實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)。下一步準(zhǔn)備研究平臺(tái)多鉆機(jī)設(shè)備設(shè)施共享，擴(kuò)大研究范圍，研究工程房、油水罐、發(fā)電機(jī)等動(dòng)力設(shè)備的共享應(yīng)用。