你有固体控制装置或非常昂贵的带轮子的泥坑吗?我问这个问题是因为我经常在求职网站上遇到这两种情况。我不仅亲自见到他们，而且每天都回复有关清洁问题的电话和邮件。我喜欢这些电话，请继续打来。在我的职业生涯中，我曾在许多不同的地方从事泥浆清洗剂和固体控制装置的工作，从协助奥尔特曼钻探公司完成鲍尔州立大学地热项目的第一阶段钻井到在阿塔卡马沙漠两侧、秘鲁南部和智利北部的电缆取心项目。无论地理位置如何，固控的规则都是相同的:只要从钻头到地面保持岩屑完整，任何固控方法都能取得成功。我非常相信这条规则，以至于国家钻孔机邀请我主持他们的第一次网络研讨会Drill-EDU程序．标题是“固控方法，选择和执行”，在一个小时的课程中，我们将涵盖基本到高级固控最佳实践，并以流体处理结束。

那么，在清洁和成为昂贵的泥浆振动器之间，我们的固相控制系统发生了什么变化呢?答案很简单:固体发生了!在移动井底时，大的固体变成小的固体，小的固体从井眼泵到筛管时被分解成细小的固体。事实上，当我说:“当岩屑从钻头到表面都保持完整时，成功就实现了。”保持固体的完整性只是固体控制过程中的一个步骤。真正的成功来自于保持高效运行的固控系统，即处理固相并提供低固相钻井液。问题始于井下固体的再循环。当固控系统变成一个无法使用的含固泥浆坑时，就会发生故障。保持成功的唯一方法是使用泥浆测试套件监测钻井液性能。如果不了解地面流体的性质以及返回井下的流体，就永远无法了解作业的成败。 Contact your local mud engineer to understand your specific fluid properties better.

首先，大固体

固体控制的第一个过程是将大的固体从坑中移到页岩振动筛中。这个过程决定了成败。振动筛的目标是清洁钻机100%的循环体积，同时去除尽可能多的钻固。页岩振动筛要想成功，需要足够的表面积和适当的运动来驱动固体到振动筛筛的末端，而流体相则落入肮脏的槽中。直线运动和椭圆运动都能提供适当的固体运动，每种激振器都有其优点。目的是有半干固体输送离开激振器的末端。

那么，当输送出去的液体多于固体时，会发生什么呢?我们称这种效果为屏幕盲，有几个不同的因素导致了这种效果。首先，我们必须观察流经屏幕的流体的体积。我们是否有足够的振动筛长度或表面积来容纳泵送过屏幕的量?其次，振动筛筛用什么筛目尺寸?通常，椭圆振动筛使用较粗的筛网，如20或40目。线性振动筛将使用更细的筛网，如60和80目。筛管越细，分离固体与钻井液所需的运动就越多。

如果振动筛的长度和运动参数正确，筛管的盲目可能是由固体类型(如粉砂和细粘土)和尺寸引起的。淤泥和粘土可以填充筛管的孔隙空间。通常情况下，钻井时的致盲原因是部分水解的聚丙烯酰胺(PHPA)聚合物。这些类型的聚合物会覆盖在屏幕上，产生致盲效果。许多固控制造商会谨慎使用PHPA聚合物。然而，我已经成功地使用了低分子量的PHPA聚合物，每100加仑钻井液的剂量为0.75磅。phpa在防止粘土和页岩分解成几乎不可能清除的细小固体方面很有价值。Baroid的IDP EZ-MUD GOLD在低浓度使用时非常有用。关于PHPA聚合物最重要的一点是:它们是一种链状聚合物，旨在连接和包裹固体。无论是泥浆井钻井还是固控系统钻井，phpa都需要一个隔离的预混液罐，以便在钻井时持续使用。 Mixing a PHPA directly into an active system with solids will result in the PHPA cross-linking the solids, thus creating a big pit of pudding.

然后是小固体

一旦页岩振动筛筛的尺寸正确，所有大的固体被去除，就该处理小的固体了。我把小固体归为振动筛没有除去的东西。根据振动筛的类型，这些固体是各种各样的砂-从粗到细，粘土和粉砂。巨大的尺寸范围是为什么必须去除尽可能多的固体在页岩振动筛。考虑使用60目筛的线性振动筛，可以消除所有250微米及以上的固体。该系统只需要去除细沙、粘土和淤泥。再加上使用PHPA来防止粘土和页岩的分解，我们只剩下细沙和淤泥。

小的固体去除过程从水力旋流器开始。行业标准的5英寸锥锥设计用于去除50- 80微米的固体颗粒。为了产生旋风效应，去除少量固体并产生干净的泥浆，锥筒必须在制造商推荐的体积和工作压力下工作。泥浆的重量会改变所需的操作压力。当锥柱操作正确时，它们会产生两种流体相，称为溢流和下溢。溢出的是干净的泥浆，占进入锥体的液体的80%。下漏是另外20%的废物，从锥体底部流出。重复这一点:下溢流是锥体清洗过程中产生的浓缩的、不需要的固体废物流。下溢流中的固体为80 ~ 50微米，这意味着泵送过振动筛的下溢流必须为200目或更细。如果固体控制装置的储罐中堆积了细小的固体，那是因为锥形振动筛无法清除它们。

要确定振动筛是否可以去除细小的固体，一个简单的测试方法是从圆锥振动筛筛板上取下一张塑料片并进行物理屏蔽。是的，这会弄得一团糟，但如果固体在系统中停止堆积，就说明筛网太粗了。如果细粒固体似乎在一个孤立的主动系统罐中堆积，那么就有可能锥状分离器没有有效工作，细粒固体会随着溢流流体移动。水力旋流器需要螺纹办公室/顶部螺母才能正确工作。锥管在没有螺母的情况下无法产生所需的旋流效果，细小的固体颗粒将进入溢流。如果移除顶部螺帽，为了防止锥管堵塞，将需要在振动筛上安装更细的筛管，或者使用更大的锥管来去除较大的砂粒大小的固体。水力旋流器是一种简单的设计，它完成了一个复杂的去除细小固体的过程。关于球锥的正确功能和调整，请与球锥制造商联系。

了解你的设备的极限

我们必须了解我们的设备的局限性。固体控制系统具有最大的处理能力。你必须匹配你的钻井计划的能力。在选择固控系统时，必须考虑井眼设计和钻井方法。一个设计为每分钟处理250加仑的系统将无法维持需要每分钟处理400加仑的工作。记住，5英寸的洞是每英尺1.02加仑，10英寸的洞是每英尺4加仑。5英寸的钻头每根钻杆至少能钻出20加仑的岩屑，而10英寸的钻头每根钻杆至少能钻出80加仑的岩屑。我们必须考虑钻头的类型和它产生的固体的大小。PDC钻头的切削力比阻力钻头小得多。固体控制系统的性能取决于它所能去除的最精细的切削。 That is why it is vital to keep solids intact from bit to the surface and from pit to the shale shaker.

一个合格的固体控制系统将其清洁能力建立在处理细颗粒的能力之上。一个系统的尺寸是每分钟400加仑，应该也能处理400加仑/分钟的细固体。当系统不能再清除进入系统的固体时，故障就开始了。当磨粒颗粒损坏设备，或者更糟的情况下，当我们用高固相泥浆固井产水区时，就会发生灾难性的故障。为了钻孔，我们必须把固体从洞中清除。为了成功地完成一个项目，我们必须完全清除钻井过程中的固体。你有固体控制系统或带轮子的泥坑吗?这些建议应该能帮助你最大限度地利用球杆系统，保持效率，并最终成功打出一个洞。