作为钻机的“血液循环系统”，万米超深钻井对钻机固控系统提出了更高的要求。固控系统在钻机作业过程中，不仅能够高效清除钻井固相，保证钻井顺利进行，还有效地保护钻头，对钻井提速起到了助力加油作用。10000米以上超深钻井工程在钻井泥浆处理和储存面临着高温、超大泥浆容量、超高钻井液处理量以及流程复杂的重大技术难题。这给从事钻井固控系统制造的企业提出了更大挑战。

作为国内专业的钻机固控系统制造商，正道能源也紧跟国际钻探技术进步的步伐，直面问题，迎接技术挑战，针对10000米以上超深钻井项目，在钻井固控系统方案设计和研发方面，重点围绕：超大流量泥浆高效筛分问题，超大泥浆加重混浆问题，超大容量泥浆储存问题，泥浆高温降温问题，泥浆罐体结构、系统井场布局问题、泥浆处理流程优化等问题，进行专项研究和优化改进，攻克了超大流量钻井液的高效筛分、重晶石加重流程控制等难题，实现了超大容量钻井泥浆罐群储存，优化固控系统布局方案，高温钻井液全流程处理、超大流量泥浆净化等处理流程，并且对超深井钻机固控系统的工艺流程、管线布置及结构设计进行了优化和完善。

目前，除了3000米-7000米常规钻机固控系统外，正道能源可设计和制造：9000米超深钻井固控系统，参考文章《第二套ZJ90固控系统助力新疆9000米超深井钻井工程》，10000米超深钻井固控系统，12000米超深钻井固控系统，15000米超深钻井固控系统，正道能源10000米-15000米超深钻井固控系统方案，具有比较大的钻井液固控容量和处理能力，能满足超深井及复杂井、大位移水平井、大斜度井及其它地区高压气井对固控系统的要求。

一、钻井泥浆固控系统分类标准

钻井泥浆固控系统的分类标准可根据系统匹配不同钻机类型，系统应用的场景，应用行业，系统方案布局等多个标准划分类型。

1.按照钻井固控系统和3000米-9000米不同钻井深度的钻机类型匹配来划分，每个钻机类型匹配不同配置的钻井固控系统。可划分为：ZJ20固控系统，ZJ30固控系统，ZJ40固控系统，ZJ50固控系统，ZJ70固控系统，ZJ90固控系统等。固控系统配置情况，可参考上一篇文章：《3000-9000米钻井ZJ30-ZJ90钻机固控系统设备配置表》

2.按照钻井固控系统应用的行业不同，可分为：石油钻井固控系统，煤层气钻井固控系统，天然气钻井固控系统，地热钻井固控系统，修井固控系统等。不同行业钻井泥浆固控系统在结构布局上有所不同，各行业钻井泥浆固控系统详情可参考能源勘探领域《正道能源行业固控系统解决方案》了解详情。

3.按照钻井泥浆固控系统不同结构特点，可分为：撬装式钻井泥浆固控系统，车载式钻井泥浆固控系统，轨道式钻井泥浆固控系统，保温式钻井泥浆固控系统。其中：撬装式钻井泥浆固控系统将功能组件集成于一个整体底座，可以方便地整体迁移，减少了占地面积，提高了作业效率。特别适用于油田钻井作业。车载式钻井泥浆固控系统将系统安装在拖车上，便于在不同井场之间移动。这种系统特别适合修井现场，为适配修井机而设计，可参考产品详情页：车载泥浆固控系统。轨道式钻井泥浆固控系统让固控系统设备并向排列，集中安装在轨道钻机上，同轨道钻机一起，可来回在轨道移动，此类结构的固控系统特别适合丛式钻井工程。详情可参考：丛式钻井泥浆固控系统。保温式钻井泥浆固控系统：该类钻井固控系统配备了保温层和加热系统，主要针对寒冷地区，特别是零下40度左右的极寒地区设计。以确保在极端气候条件下，固控系统和钻井工程能够顺利进行。

二、钻井泥浆固控系统选型原则

在选择钻井泥浆固控系统时，企业应充分考虑考钻井类型，钻井深度，场地条件，成本效益，系统可靠性等方面来选型，详情可参考以下原则：

1.钻机类型与钻井深度：钻井泥浆固控系统的选型应与钻机类型和钻井深度相匹配。不同类型的钻机和不同的钻井深度对泥浆固控系统的性能要求不同，因此需要根据实际需求进行选择。

2.场地条件与作业环境：场地大小和地形条件，以及作业环境的温度和气候等因素，都会影响固控系统的选择和配置。例如，在狭窄场地或寒冷地区作业时，应选择占地面积小、适应低温环境的固控系统。

3.作业效率与成本效益：在选择固控系统时，应综合考虑作业效率和成本效益。既要确保系统能够满足作业需求，提高作业效率，又要注重成本控制，避免不必要的浪费。

4.系统稳定性与可靠性：钻井泥浆固控系统的稳定性和可靠性对于保障钻井作业的安全和顺利进行至关重要。因此，在选择系统时，应重点关注其技术成熟度、性能指标和故障率等因素。在选择固控系统设备厂家的时候，应当考虑技术成熟的生产品牌厂家！

综上所述，钻井泥浆固控系统的类型和选型对于钻井工程的安全和高效运行具有重要意义。企业应根据实际需求，结合场地条件、作业环境、作业效率和成本效益等因素，合理选择适合自己的固控系统。同时，加强系统的维护和保养，确保其长期稳定运行，为企业的钻井作业提供有力保障。

而相同的钻井深度和钻机规格，因工况差异，也会在固控系统配置过程有所不同。正道能源公司根据多年井场固控系统设计应用经验来总结一批，常见的钻机固控系统设备配置，共各位朋友参考学习（注：内容仅供参考，实际配套数量根据现场情况而定）本套固控系统配置表能够满足3000至9000ｍ钻井工艺的要求。以保证钻井泥浆的净化、循环、配制、加重和储备等工作顺利进行。

正道能源固控系统主要设备配置有：液气分离器、泥浆振动筛、真空除气器、泥浆清洁器和钻井液离心机五级净化装置以及泥浆罐、水罐，油罐，泥浆搅拌器，混浆漏斗，供给泵（砂泵）补给设备（泵 罐）等组成。参考文章《石油钻井工程八大设备-钻井固控设备》

固控系统管汇配置包括：高架管路（从井口至泥浆振动筛），罐底连通管路，泥浆泵吸入管路、混浆吸入管路，混浆排出管路、清水管路、泥浆枪管路、等各种管汇。参考文章《钻机固控系统管汇详解》

固控系统辅助件配置：走道、梯子、栏杆、防爆灯、坐岗房、药品罐、电控系统等。

3000米钻井（750hp）ZJ30钻机固控系统设备配置表

4000米钻井（1000hp）ZJ40钻机固控系统设备配置表

5000米钻井（1500hp）ZJ50钻机固控系统设备配置表

7000米钻井（2000hp）ZJ70钻机固控系统设备配置表

9000米钻井（3000hp）ZJ90钻机固控系统设备配置表

以上为3000-9000米钻井工程中ZJ30-ZJ90钻机固控系统设备基本配置表，因每个井场工程工况不同，系统配置将会有所不同，以上设备配置表仅供参考！详细的钻机固控系统配置方案，需要和正道能源技术工程师详细沟通，给客户提供详细的固控系统配套方案图和说明书。

钻井泥浆站的设计由具备有一定资质和生产应用经验的泥浆站建设公司提供，分别包括：整套泥浆站图纸方案设计，效果设计，现场施工，泥浆站设备制造与安装，设备调试，和投入运营。泥浆站的建成在降低成本，提升泥浆使用效率，减少污染风险方面将具有大的现实意义。

钻井泥浆站建成的重大意义

1.钻井泥浆站可以实现高价值泥浆的回收循环利用，降低钻井作业的泥浆成本和废弃物的处理成本。
2.建成后可实现油基泥浆的集约化供给、循环使用和回收利用，有效减少油基泥浆使用量，降低施工成本和安全环保风险。
3.钻井泥浆站可实现泥浆规模化集中处理，有利于对污染物统管理，减少潜在的污染扩散；可以实现污染物排放总量有效减少。
4.这种采用泥浆处理站集中处理的方式，一次投入，多口井享用，现场设备少，不堆积废弃物，占地少，可大大减少环评风险和施工成本。
5.降低电力负荷，减少对井队的依附，有利于并队的安全生产。
6.经过进一步优化配比，将有助于统一和完善油基泥浆性能，提高钻井施工质量，促进钻井提速提效。

正道能源公司作为专业钻井领域泥浆处理设备及集成系统供应商，能提供从设计 到 建设泥浆站的全套服务，欢迎咨询了解更多，更多泥浆站设计与建设信息，请参考《钻井泥浆集中处理站》

1.当钻井液出现气浸时，通过钻井液振动筛得到净化的泥浆罐的沉砂罐内，利用真空除气器真空泵的抽吸作用，在真空罐内造成负压，钻井液在大气压的作用下进入除气器内进行分离，分理出的气体排往井架顶部放空，除气后的钻井液在真空腔转子的驱动下排进钻井液净化罐的第二仓中。在钻井液不含气体的情况下，还可以将真空除气器作为大功率的钻井液搅拌器使用，保持钻井液罐内的钻井液不沉淀。

2.通过钻井液振动筛得到净化的钻井液进入钻井液罐的沉砂罐内，利用除砂砂泵将钻井液加压进入第二级泥浆净化设备联合清洁器的旋流除砂器内，利用旋流原理进行再次分离，将分离中点大于74微米的有害固相清除。除砂后的钻井液经过旋流除砂器的溢流管线排进钻井液净化罐的第三仓中。根据泥浆循环系统的总体要求，旋流除砂器的处理量达到正常钻井液循环量的125% 以上，使得在净化罐内的钻井液能够得到充分的反复净化，减少钻井液的含沙量。

3.通过就旋流除砂器得到净化的钻井液利用除泥砂泵将钻井液加压进入第三级泥浆净化设备- 泥浆清洁器的泥浆除泥器内，利用旋流原理进行再次分离，将分离中点44微米以上的有害固相清除。除泥后的钻井液经过除泥器的溢流管线排进钻井液净化罐的第四仓中。

4.旋流除砂器和泥浆除泥器排出的底流中含有一定的钻井液，二者的底流会合后进入联合清洁器的泥浆振动筛内进行再次筛分，钻井液回收进钻井液罐，砂泥排出。

5.经过三级净化的钻井液中仍含有大量的有害固相，当钻井液为非加重状态时，利用两台钻井液离心机并联使用，将钻井液中的大于5微米的有害固相进行清除，处理后的钻井液排进钻井液净化罐的第五仓中。

6.当钻井液为加重状态时，由于钻井液离心机不但会将有害固相清除，还会将钻井液中的加重材料- 重晶石一并清除，这将会造成钻井液比重很快降低，加重材料大量流失，为了避免加重材料的损失并达到清除有害固相的目的，需要利用两台钻井液离心机串联使用，即：将中速离心机作为第一级，高速离心机作为第二级。中速离心机的供液泵自钻井液罐中提出的加重钻井液经过离心机处理，处理后的钻井液进入钻井液净化罐中，排出的底流(含有大量重晶石)排到中速离心机下部的专用罐内，利用专用的砂泵将其流入第二级高速离心机内进行再次分离，分离后含有重晶石的钻井液返回钻井液罐内，保持钻井液的性能稳定;分离出的有害固相排出系统之外，达到了净化并保持钻井液性能稳定的目的。平台配的五级钻井液净化系统设备能够保证平台在各种情况下，满足钻井液处理的要求。

1.泥浆净化系统到现场后，用户根据现场情况进行放置、连接、安装、配套。

由于该设备只是钻井液净化循环系统的一部分，它的主要责任是净化、配制钻井液,和部 分储存钻井液。用户将该设备与钻机支架出浆口连接好后，必须具备储浆罐或泥浆池，用来储存更多的泥浆以便给钻机提供足够钻井液。

钻井固控系统的布局是根据客户经常钻机布局来安排的，固控系统到现场后，安装前应该总体布置打好地基，地基整个水平面允许误差10mm。固控系统到现场后，工人需要按照管线流程图和说明书，正确连接各个泥浆罐管线；并保证各连接部位密封良好。按照设备说明书或点检表，要定时、定点检查各润滑部位的润滑状况，必要时加油。(该项工作每口井开钻前必须做一次)

2.各个配套设备都采用单独启动和关机互不干涉。

用户可根据钻井液情况，使用任何固控设备。一旦开钻以后，钻井液供给正常，该系统就可正常工作。

开钻配浆前，要检查罐内和循环槽是否干净，施工过程中，要保持所有设备的外表清洁；不要将棉纱、配件等杂物掉入泥浆罐中，这样有可能造成泥浆泵吸入阀损坏和钻头水眼堵塞等重大损失和不安全内。

3.泥浆循环系统施工过程中，需要注意

要巡回检查振动筛、除沙器、除泥器、离心机等设备运转和振动部位的状况，有无异常，螺栓是否松动。应注意的是在使用混合漏斗时，应先关闭加料蝶阀，待压力钻井液从出口正常排出后再打开加料蝶阀进行加料作业。加重漏斗为旋流式，加料时应尽量使漏斗不断加料，防止返浆。如排出不畅或发生堵塞现象，应减少或停止加料作业，及时排除是否是其他固控设备引起的故障。

在钻井液振动筛停止使用时，应立即用清水冲洗干净，严禁用金属工具在筛网上清除岩屑。在开动泥浆搅拌器之前，首先检查减速箱内是否有足够的润滑油，要按规定加足。进行清砂工作或高压泥浆循环时，应先开射流管路阀门，再开上游管线总阀门，停止时应先闭总阀再关射流管路阀门，以免高压闭死在射流管路中。

4.施工完后，要清洗干净罐内泥浆，以便搬运和下次施工。开钻配浆前，要试用所有电器设备，电机运转要平稳、正常，没有噪音。搬家前要将振动筛、除沙器、除泥器、离心机等设备应清洗净，并锁紧筛架，以免运输途中损坏。

正道能源作为专业的钻井固控装备制造企业，多年来在钻井固控设备研发固控系统设计制造方面，严格遵从国家行业标准，并不断完善自身质量安全管理体系认证，获得多项资质包括：石油钻井固控技术中心资质，ISO质量管理体系认证，环境 健康 安全体系认证等，同时，正道能源作为出口型固控企业，也具备了API美国石油协会资质，CE认证等。

正道能源钻井固控系统设计计标准和原则

1.正道能源固控设备及固控系统的设计、制造和安装符合相应的API规范和国家及石油行业相关标准。
2.针对防爆、安全、环保等有特殊要求的部位，正道能源固控设备及固控系统的设计与制造具有具有相应的设计制造资质。
3.固控系统辅助设备及其他材料选择符合相应国家标准。
4.固控设备设计制造符合相关的行业HSE的要求。
5.固控设备及系统的设计还需要适用一定的环境条件：环境温度 -400C–＋500C，海拔高度 ≤ 3000米，相对湿度：+20℃时 ≤ 90%。
6.产品设计标准符合如下条件
质量控制体系按ISO9001质量体系进行设计生产制造全过程质量控制
SY／T6276－1997ISO／CD14690《石油天燃气工业、健康、安全与环境管理体系》
JB/Z252-85《振动筛设计规范》
SY5305《石油钻采机械产品用焊接件通用技术条件》
SY5301《石油钻采机械产品用碳素钢和普通合金钢铸件通用技术条件》
SY5308《石油钻采机械产品用涂漆通用技术条件》
SY5309《石油钻采机械产品用包装通用技术条件》
SY∕T5957《井场电气安装技术要求》
GB/T13306-91《标牌标准》
GB/T14048.1-2000《低压开关设备和控制设备总则》

联通管线

联通各个泥浆罐的管线，其位于罐与罐之间连接；一般罐与罐之间相隔1米-1.5米，主要取决于泥浆罐的布局方式，横向布局还是纵向布局或者其他布局！

泥浆泵管线

泥浆泵管线的主要作用为将钻机固控系统中混配好的泥浆输送到钻井平台中。其分为罐内和罐外管汇，其一般连接为12寸管汇！其连接方式可以软管连接也可硬管连接，主要取决客户。

泥浆枪管线

高压和低压泥浆管汇，主要和泥浆泵连接！用来冲洗泥浆罐和补浆！

混浆管线

混浆管线是连接固控系统后面几个储浆罐进行混配泥浆，其中包括混浆吸入管线和混浆拍出管线！混浆管线主要调配泥浆的粘度。让固控设备处理后的泥浆粘度达到钻井需要！

平衡管线

主要通过阀门来用来控制平衡混浆罐之间泥浆。

溢流管线

溢流管线一般在固控系统泥浆罐之间上部安装，四级固控设备主要用来控制钻井液中的含固量，从而实现改变泥浆的密度，其中振动筛是最重要的控制钻井液密度的设备，其次就是溢流管汇，溢流管汇通过将固控设备几个隔仓之间联通，从而实现调配泥浆密度用！

清水管线

钻井一开时，没有泥浆，主要注入清水钻井，需要清水管线，来源于水罐！

补给管线

专门的补给罐连接，用来储存水基泥浆，在钻机起钻初期，通过补给泵将提前混配好的泥浆注入到井底，用来补充泥浆的管线！

高架管线

钻井平台钻杆中返出的泥浆通过高位管线进入液气分离器或者振动筛的管线！包括输入管线和回流管线！

如果对钻井固控设备进一步细分类，可分为：筛分设备（泥浆振动筛）除砂设备（除砂器 除泥器）除气设备（液气分离器 真空除气器）混浆设备（泥浆搅拌器 射流混浆装置）泵送设备（砂泵 剪切泵 液下渣浆泵）冷却设备（钻井液降温设备，泥浆冷却罐）储罐设备（泥浆罐 水管 油罐 药品罐）等。

通常把石油钻井固控设备按照工作原理和分工不同分为：四级固控，分别为：第一级固控设备-固控振动筛；第二级固控设备-固控除砂器；第三级固控设备-固控除泥器，第四级固控设备-固控离心机。根据油田钻井现场（井场）钻井固控系统的安装连接顺序，我们一一介绍各大固控设备。

1.钻井固控设备-液气分离器

液气分离器是气侵钻井液初级脱气的专用设备，液气分离器是与节流管汇配套使用，用于脱离钻井液中游离气体，可应用于欠平衡钻井和含硫化氢气体的钻井液处理。清除气侵钻井液中直径大约在≥φ3mm的大气泡。这些大气泡是指大部分充满井眼环空某段的钻井液中的膨胀性气体，若不除掉，容易引起井涌，甚至喷出钻盘表面。液气分离器能有效防止有害气体的侵蚀，保证人机安全生产。发生气侵的钻井液的比重、粘度会大幅度的偏离正常参数，不能满足钻井要求，严重时将引起井涌、甚至发生井喷事故；液气分离器与电子点火燃烧装置联合使用可对气侵钻井液进行有效的处理。

2.钻井固控设备-泥浆振动筛（钻井液振动筛）

泥浆振动筛（钻井液振动筛）是用于钻井泥浆净化系统一级固控设备，是用来筛分钻井液中75微米以上颗粒的重要设备，在石油钻井固控领域中，其可实现单联、双联或三联组合使用，也可使用于泥浆清洁器的底流振动筛用。钻井液振动筛具有振动强度高、筛分精度高、筛分面积大等特点 被广泛应用于石油钻井，非开挖水平定向穿越，煤层气钻井，页岩气钻井，河道淤泥环保等泥浆净化处理领域。

3.钻井固控设备-真空除气器

真空除气器又称负压除气器，是利用真空泵的抽吸作用，通过负压工作原理，将真空罐体内泥浆在转子作用下打碎达到气液分离器，在负压作用下将有害气体排出。真空除气器在整个钻井液固控系统中平衡钻井压力起到了重要的的作用，能够有效清除泥浆中的有害气体。是钻井液泥浆固控系统中的二级固相颗粒控制设备，一台选配除气器对于除掉钻井液中有害气浸，恢复泥浆的比重、稳定泥浆的粘度性能，降低钻井成本，有很重要的作用。

4.钻井固控设备-泥浆清洁器（除砂除泥器）

泥浆清洁器是钻井泥浆的二、三级固控设备，它是将除砂旋流器和除泥旋流器以及底流振动筛合三为一，也被称作除砂除泥一体机，除砂除泥器。泥浆清洁器的旋流器组由1—3个高耐磨聚氨酯除砂旋流器和8—16个高耐磨聚氨酯旋流器呈组合排列，有效去除15-75μm的固相颗粒；泥浆清洁器是钻井泥浆进行二、三级固相控制的理想选择高效清洁器设备。除砂除泥一体机结构紧凑、占用空间面积小、功能强大，具有更高的清洗功能和除砂、除泥功能，由于底流筛过滤面积的增大，使得过滤下来的渣料更为干燥、方便运输。

5.钻井固控设备-钻井液离心机（固控离心机）

钻井液离心机（固控离心机）是钻井泥浆固控系统中的五级固控设备，是利用离心沉降分离原理对钻井液中的悬浮液进行分离，是钻井领域和环保废旧泥浆处理领域中平衡钻井液粘度及比重，回收钻井液中的重金石粉，固相颗粒控制的重要设备，主要分离钻井液中2~5μm，5~7μm的固相颗粒。

6.钻井固控设备-泥浆搅拌器

泥浆搅拌器是钻井泥浆固控系统中泥浆混浆搅拌的重要设备，其主要用于钻井液的搅拌混合，保持钻井液的均匀性并使固相颗粒悬浮，以防钻井液固相颗粒在其泥浆罐中沉积，以保持循环钻井液性能稳定。泥浆搅拌器根据安装方式可分为：卧式泥浆搅拌器和立式泥浆搅拌器。按照减速机类型可分为：蜗轮蜗杆式泥浆搅拌器，斜齿轮式泥浆搅拌器；根据电机和减速机链接方式可分为：直连式泥浆搅拌器，联轴式泥浆搅拌器。

7.钻井固控设备-射流混浆漏斗

射流混浆装置由一台砂泵和一台射流式混合漏斗用管汇阀门联接安装在一个底座上组成，射流混浆装置主要被用来配制或增加钻井液总量，改变钻井液密度、粘度、失水，是加重钻井液专用油田设备之一。钻井泥浆处理过程中需要将钻井液材料（膨润土，重晶石粉等）和相应的化学添加剂（聚合物等）投入钻井液循环罐中，射流混浆装置起到剪切和混合大量块状化学药剂，让其充分分散和钻井液均匀混合，以避免造成钻井液材料和化学添加剂大量沉淀或团聚。射流混合漏斗通常应用到石油钻井固控混浆射流，非开挖工程领域泥浆混合射流等。

8.钻井固控设备-混浆泥浆罐

混浆罐是油田钻井固控领域一个重要设备，其主要承担混配一定比重泥浆的任务，还具备一定储浆功能。混浆罐包括普通混浆罐和高级混浆罐（水化罐）。水化罐除了具备混浆和储浆功能外，还增加了水化功能，可以让混配泥浆的药剂快速高效水化，均匀泥浆比重。混浆罐 水化罐主要应用在石油钻井泥浆调配和非开挖工程泥浆调配等领域。

9.钻井固控设备-泥浆冷却装置（钻井液降温设备）

泥浆冷却装置是钻井过程中用来对井内高温泥浆进行冷却降温的专用设备，是目前比较高效 安全的的泥浆冷却方法。可实现钻井过程中从井口流出的高温的钻井液（泥浆），通过管汇，将泥浆输送给该系统的进浆管汇，有效降温30-50℃。有效延长钻头和钻杆使用寿命，同时提升钻井效率。用于泥浆冷却; 天然气水合物; 冻土带钻井; 油气钻井; 地热钻井。

上午10:30，奠基仪式活动正式开始，总经理王勇先生代表正道能源集团公司，对此次“陕西正道能源装备制造有限公司研发中心项目”前期规划和建设作详细介绍。

以上为几个主要的钻井固控设备，实际钻井项目，泥浆循环系统的组成均根据现场工况进行可选选型配置，所有都有算差异！更多关于钻井工程八大设备中的固控设备及固控系统相关技术咨询，可联系陕西正道能源！