圆底泥浆循环罐的结构设计与应用

成小强，张 伟，方永春

（中国石油集团西部钻探克拉玛依钻井公司，新疆克拉玛依 834009）

0 引言

作为泥浆的载体，泥浆循环罐的设计直接影响泥浆净化质量、泥浆泵上水质量、罐底沉沙的数量。圆底罐的结构设计充分化解沉沙沉淀需要的支撑点，而且斜底设计减小沉沙的支撑力，把泥浆泵吸入口放在最低点和喇叭口的设计均有效解决沉沙问题。

1 技术参数

单罐有效容积：70 m3，外形尺寸：长12 000 mm、宽3000 mm、高2500 mm。

2 圆底结构设计

（1）方罐的罐底和罐壁为平面，在搅拌器搅动泥浆运动力与罐壁形成垂直的反作用力。这时泥浆的运动方向就变为底面与罐壁交接线的方向，最终泥浆固相在死角失去运动力而逐渐堆积形成沉沙。

（2）圆底罐实际为半圆弧状罐底，在搅拌器搅动泥浆运动力与圆弧状罐壁形成运动曲线，泥浆固相没有反作用力的支撑和死角聚集，只能跟随泥浆运动。

（3）圆弧底用8 mm 的Q235 钢板一次性卷板成型，抗变形能力强。底面没有焊缝，降低漏失风险。

3 底面坡度设计

（1）圆底罐的底面近似一个长方形面，虽然泥浆一直保持运动，但是密度高的部分始终在下部，一旦有立足点就会日积月累形成沉沙。

（2）底面设计一个坡度，让泥浆固相在底面失稳，在泥浆运动过程中，固相始终找不到一个平缓的区域立足，只能随波逐流，保持罐底不沉淀。

4 泥浆泵吸入口设计

（1）将泥浆泵吸入口设计在坡度罐底的低点，保证密度较高的部分先备泥浆泵抽走，通过循环后泥浆固相在一二级净化设备分离。

（2）根据流体力学原理吸入口采用喇叭口的设计，使泥浆泵抽吸力增大，上水效率升高。同时避免空气吸入，增加罐底泥浆的运动能力，进一步使泥浆固相失稳。

5 应用效果

圆底泥浆罐设计成功后在新疆油田钻井得到应用与推广（图1），目前应用于克拉玛依钻井公司70215 钻井队等5 部钻机（图2）。

（1）节约人工成本。以前常用的方罐在完井时每支钻井队需要6 人24 h，才能清理完罐底沉沙，折合人工工资每人8 h、300 元计算：630024/8=5400 元。

（2）节约工期。钻井工期节约2 d计算，如每部ZJ70钻机每天费用为60 000 元，节约工期费用120 000 元。

图1 圆底泥浆循环罐

图2 圆底泥浆循环罐使用现场

6 总结

圆底泥浆罐的结构设计是多门学科在钻井装备中的改造应用，有效解决了石油钻井队泥浆循环罐沉沙问题，减轻了工人体力劳动，为企业创造了效益。