基于沙特ZJ50D 泥浆净化流程研制

张 闯

（渤海装备辽河钻采装备分公司，辽宁盘锦 124000）

0 引言

随着我国在沙特石油市场钻井份额提高，由于沙特石油公司环保要求高，进而对钻井泥浆系统要求也随之提高。作业地区地层复杂，存在流沙层、石膏层、容易坍塌的岩层、高压盐水层、含硫化氢层，对钻井液要求非常高。目前，国内常用泥浆泵吸入和混浆泵吸入都是单一管线流程设计，存在由于更换阀门或者管线泄漏就必须停泥浆泵或砂泵不适于复杂井况的钻井作业。原有泥浆净化系统各仓除灌注仓之外均不与泥浆泵相连，作业时无法实现不同地质结构及钻井工艺时段对不同性能泥浆的需要，并且无法实现对贵重化学药剂的合理回收。性能单一，不适于复杂井况的钻井作业。由于原泥浆设备多采用敞口，泥浆槽连接处无密封。所以，跑冒、渗、漏严重，无法满足环保要求，存在安全隐患。

为此，通过对比现有泥浆流程和结合国内钻探市场要求，对于现有泥浆净化流程系统进行优化设计，本文对泥浆泵吸入和混浆泵吸入及泥浆排出设计成双吸双排的独立流程，同时设计零吸零排功能。

1 总体方案设计

本方案设计是一种双吸双排包括泥浆泵吸入管线流程和混浆泵管线吸入流程。零排放泥浆清罐泥浆系统的设计，它的有益效果是配备了两套独立的泥浆泵、砂泵吸入管线流程和砂泵排出管线流程。泥浆“零排放”设计，可以通过底座上的总排出管线排到废浆池，实现零污染排放；罐体的模块化设计方便快捷，节省拆装时间，且有利于运输。

2 主要技术参数

3 技术分析

本方案钻井液经井口通过泥浆返流管至l#罐泥浆分配槽的连接管进入振动筛，通过三联振动筛将钻井液中粒度钻屑颗粒筛分出来。振动筛处理后的钻井液进入到一体机的除砂器旋流器中，除砂器将钻井液较大的砂粒分离出来，完成除砂过程，经过除砂器处理后的钻井液进入到除泥旋流器中，除泥器将钻井液小的砂粒分离出来，完成除泥过程经过除泥器处理后的钻井液进入到离心机中，离心机将钻井液较小的砂粒分离出来，可以完全达到国外钻井作业对钻井液质量的要求。

加重泵和剪切泵通过混浆泵流程设计管线，可以将所有配置好的泥浆分配到其他泥浆罐。泥浆泵吸入具有双流程吸入功能，可能实现多台泥浆泵同时工作，不会出现相互间抢流量的情况，大大提供工作效率。

零吸零排系统可以保证泥浆泵和混浆泵在工作时最大能力进行抽吸，使各个罐的泥浆利用率达到最大效能。零排放在黏稠度较低的情况下完全可以实现不用开启清砂门就完成清罐，大大提高搬家转运的快捷，节约时间。

4 主要特点

（1）系统各个罐的外形尺寸采用统一标准设计。双流程管线罐间连接之间采用双气胎由玻璃钢罐密封相连，安装快捷，安全可靠，并且联接处的中心高度可调；泥浆枪联接管则采用双弯头胶管联接，安装迅捷可靠。整套设备现场对中找正精度要求低，便于安装。罐体下部采用船形结构，便于整拖运输，也可采用自装卸车拖运，运输时罐上设备可不拆卸，节省安装时间。

（2）该泥浆系统采用泥浆泵吸入流程和混浆泵吸入流程相结合的设计模式。泥浆泵可以从任一罐中单独或同时抽取钻井液通过高压管汇注入井底；当需要对钻井泥浆参数进行调整时，可通混浆泵和混合漏斗加入药剂进行配比，由混浆泵通过泥浆排出流程管线向各罐舱室添加所需的泥浆，从而改变泥浆的密度及其他性能。

（3）泥浆储量大。该方案设计7 个泥浆号罐的容量足以满足钻井工艺的要求，但当钻井过程中出现井漏等意外时，需要加大泥浆流量及向井下注入药剂时，可以通过离心灌注泵迅速为泥浆泵补充泥浆，保证泥浆泵的良好吸入状态，使系统在短时间内处理流量达到要求并可通过剪切泵向泥浆吸入主罐注入堵漏剂，保证特殊钻井工艺的要求。

5 现场应用与经济效益分析

传统单流程泥浆净化系统已不能满足沙特特殊现场需要，为了很好适应国外钻井作业的需要，公司开发制作的沙特ZJ50D 泥浆净化流程就是按照目前国际钻井市场所遵循的高标准和高要求，并结合钻井作业的实际需要设计制造。该套泥浆净化系统已在沙特石油市场完钻一口井，取得很好的应用效果。

根据2019年配置ZJ50D 的钻井情况进行该项目的经济效益分析，W1=N（M-B）=12（1400-1200）=2400 万元，W=NM=121200=14 400 万元。式中，W1为ZJ50D 泥浆罐创造的新增利润；W 为ZJ50D 泥浆罐创造的产值；N 为每年生产ZJ50D 泥浆罐数量；M 为ZJ50D 泥浆罐销售价格；B 为ZJ50D 泥浆罐单位成本。该项目的经济效益为14 400 万元。

6 结束语

ZJ50D 泥浆净化流程设计完全满足当前国外的高标准、高要求，该套设备使用性能良好，运行稳定，操作方便。流程完善与国内传统单一流程相比，安全性更高，操作快捷，完全满足沙特钻井市场。目前，中石油、中石化集团下属各大钻探公司已陆续向国外石油市场进军，沙特市场是十分重要石油产地，该ZJ50D泥浆净化系统在性能上具有明显优势方，性价比高，方案可根据需求进行变化调整，具有较广阔的市场前景。这种泥浆系统已有多套在沙特钻井市场中使用，获得很好评价。