一、钻井液的作用

钻井液（也叫泥浆）被喻为钻井血液，其性能的好坏直接关系到钻井的成败。

钻井液的最基本作用是：

   1.清洗井底携带岩屑；（洗井）

   2.平衡地层流体压力；

   3.平衡井壁岩石侧压力，并在井壁形成泥饼保持井壁稳定防止井壁坍塌；

   4.对于井下动力钻具而言，传递动力；

   5.润滑冷却钻头、钻具；

   6.利用钻井液准确获得井下资料。

二、泥浆循环路径

如下图所示，泥浆循环的路径是：

        泥浆循环池（罐）→钻井泵（泥浆泵）→立管→水龙带→水龙头→钻杆（内空）→钻头（水眼）→（钻杆与井壁间）环空→井口（三通）→泥浆循环池（罐）

       由于钻井液需要重复使用。而从井口返回的钻井液含有大量的泥沙、石块等固相成分，所以，从井口返回的泥浆再到进入钻井泵之前，需要一套泥浆净化（固控）设备，来对泥浆进行处理，以达到不同井段对钻井液的不同性能要求。

三、钻井液的固相控制

1．固相的概念

    分散于钻井液中的固体颗粒称为钻井液中的固相。钻井液中的固相主要有：

    1）来源于被破碎岩石产生的钻屑（岩屑、劣质土、砂粒等）；   

    2）为钻井工艺要求而人为加入的（膨润土、重晶石等）。   

   按固相在钻井液中所起的作用可分为有用固相和有害固相两类。

  钻屑是有害固相的主要来源，而且存在于钻井过程的始终，带来很多危害。因此必须消除有害固相。

2．泥浆中有害固相的危害

 １） 堵塞油气通道，损害油气层：

  (1) 钻井液压力大于地层压力时，钻井液向地层渗透，小于地层油气通道的的固相随之深入，形成堵塞。即污染油层。

  (2) 降低机械钻速（单位时间内钻头所钻井眼的进尺），缩短钻头、钻具使用寿命。

　2）诱发井下事故：

    　固相↑导致：   A.密度↑－压漏地层；   B.黏度↑－钻头易泥包，起钻拔活塞，诱发井喷、下钻引起压力激动，引起井漏；   C.泥饼变松、变厚－失水大，导致井壁塌；井眼变小，易卡钻；引发压差卡钻。   D.泥饼摩擦系数↑－扭矩增加，动力消耗大，钻具事故多，钻具寿命短；

　３） 缩短机械设备寿命：

　增大磨损，钻头消耗增加，泥浆泵易损件消耗增加。

　　　下面是使用和不使用固控系统的两口井对钻井工具和钻井泵易损件的消耗对比：

4）增加钻井成本：

下面是不同固控状况的两口井泥浆成本对比：

3. 固相颗粒的粒度级别

 4. 固控的任务

  1)从钻井液中清除有害固相，使固相含量不超出要求。

  2)降低钻井液中细微颗粒的比例，保持合理的固相粒度和级配。

 5. 固相控制方法

常用的固控方法有：冲稀法，替换法，自然沉降法，化学沉降法及机械清除法。

  机械清除设备配置

机械清除的特点是：1）设备配套，逐级清除。2）固相控制容易，泥浆性能稳定，泥浆损失少，污染小。

3）固控成本较低。

       由于不同固控设备仅对一定颗粒尺寸范围内的固相才能发挥最大效能，因此各种固控设备应合理组合成为一个系统进行应用。机械固控系统已是现代钻井装备的重要组成部分。

       应该指出，固控系统通常不仅仅指上述的各种固控设备，而是包括从泥浆返出井口开始到进入钻井泵吸入口的整个地面流程。这段流程中包括了前述的机械固控设备、除气器、泥浆搅拌器、泥浆池、泥浆配置设备等。但整个系统中的关键设备是各种固控设备，即振动筛、除砂器、除泥器、泥浆清洁器、离心机及除气器。其它的则属于辅助设备。

四、固控（净化）系统的组成及功用

1.系统组成

    1）循环罐；

    2）泥浆4级净化设备（振动筛、除泥器、除沙器、离心分离机、除气器）；

    3) 加重房及材料房；

    4）管线及阀件等组成。

2. 功用

   实现泥浆的净化、 循环、配料等。使泥浆中的含砂量降低到0.5%以下。

1、