石油钻井作业施工，直井是...简单的钻井施工任务。而定向井、水平井的钻井施工难度大，属于复杂钻井施工作业。针对水平井的钻井作业，需要钻探直井段、造斜井段、稳斜井段、水平井井段，各个井段之间需要吻合，才能形成合理的井眼轨迹，达到水平井钻探施工的质量。

钻井施工的固控系统是为了满足钻井液固控的技术要求，通过固控设备，合理控制钻井液中的固相含量，加强对钻井液的净化，使其性能满足复杂钻井施工的技术要求。尽可能降低钻井施工的成本，提高石油钻井施工的质量，满足油气田勘探开发的需要。

石油钻井过程中的固控系统主要实现钻井液固相和液相的控制和分离，将钻井液循环利用，也属于泥浆净化系统。固控系统由若干个模块化的组合罐体组成，避免泥浆罐产生罐底沉砂的情况发生，在泥浆罐上设计搅拌装置，整个循环系统各个罐体是独立的，又相互连通起来，形成一定的工艺流程，达到泥浆净化的要求，满足石油钻探施工的技术要求。

系统中设计多个净化设备，配套设备中含有振动筛、搅拌器和除泥器等，减少废弃水泥浆的排放，避免发生环境污染事故，提高石油钻井施工的安全环保性，达到绿色钻井施工的需要。

复杂钻井作业程序分析

钻井施工过程中，需要进行钻井施工设计，钻前准备阶段后，才能进入到正常的钻井施工，完成钻井进尺，有效地解决钻井施工过程中发生的事故，提高钻井过程的安全系数。按照设计的井眼轨迹，钻探出好的井筒，才能更好地完成石油钻井施工的任务。不仅钻穿井眼，而且实施高质量的固井施工，并应用优化的油井完成方式，将油层和油井沟通起来，通过先进的采油工艺技术措施，开采出更多的石油和天然气，满足油气田生产的经济效益要求。

对钻井固控系统的基本要求

石油钻井施工过程中，应用不同的钻井工艺技术措施，采取不同的井控技术，为提高钻井施工的需要，采取固控系统，保证钻井液的循环达到设计的要求，冷却钻头，携带岩屑，防止发生卡钻等事故，缩短石油钻井的周期，达到设计的钻井施工效率。

钻井液体系的选择，须符合钻井施工技术的要求，实质上钻井液在钻井地质设计和钻井施工设计中，经过计算和论证，准备充足的钻井液，控制钻井液中的固相颗粒含量，保持钻井液的密度、粘度等参数符合设计要求。钻井液固相颗粒会影响钻井的速度，钻速会随着固相含量升高，而不断下降,因此，控制钻井液中固相的含量，为提高钻探速度，提供有利的保障措施。选固控设备,控制钻井液中固相颗粒含量。预防发生钻井安全事故,防止钻井液对储层造成污染，避免产生井壁坍塌的现象，提高固井施工的质量，延长井筒的服役年限，满足油气田生产的需要。

复杂钻井作业中的固控设备，是将钻井施工过程中返回井口的钻井液进行控制和分离处理的设备，能够有效地控制钻井液中固相的含量，使其满足钻井施工的需要。应用钻井液振动筛、真空除气器、除砂除泥一体机、岩屑甩干机、钻井液离心机实施钻井液的固控管理，应用除砂泵，将分离处理的固体颗粒输送除去，避免造成环境污染，保证钻井施工的顺利进行，提高钻井液的质量标准，达到钻井施工的技术要求。

对固控系统的基本要求，是通过固控系统的运行，将钻井液中的固体颗粒的含量控制在钻井施工设计的标准内，保证钻井液的性能参数，满足石油钻探施工的需要。而大量细小的固相颗粒停留于钻井液循环系统，严重影响钻井的速度，给钻井施工带来危害。

由于石油钻井施工不断更新和发展，新的工艺技术措施不断涌现，为了适应钻井新工艺技术的需要,满足复杂结构井钻井的技术要求，须对固控系统进行更新改造，使其达到更高的处理效率，保证钻井液的固相颗粒达标，提高机械钻速，实现快速钻进的目标。

复杂钻井固控系统的要求

复杂钻井过程中，涉及到更多的高难度的钻井施工过程，具备对井筒的控制和管控的能力，才能保证复杂钻井施工的顺利实施，防止发生钻井施工事故，更好地完成如水平井等的钻探施工任务。

复杂钻井情况分析

复杂结构井如深井、超深井、定向井、水平井等的钻井施工，需要更高的固控效果，才能保证钻井液中的固相颗粒的含量达标，实施欠平衡钻井技术措施，须保持井筒的欠平衡条件，才能达到钻井施工的质量标准，结合井控设备和设施，保证安全钻探。

为了提高钻井液的固控管理水平,有必要研制新型的钻井液固控系统与设备,降低固相颗粒的含量,保证钻井液体系的质量，满足复杂钻井施工的技术要求，提高机械钻速,降低钻井施工的成本，达到设计的钻井施工的效率。

钻井液固控系统设备存在的问题

钻井液的固控系统包括振动筛、除砂清洁器、除泥清洁器和离心机等设备，将钻井液中的各种固相颗粒除去，加速固液的分离，保证钻井液的正常循环，提高钻井液的携屑能力，达到提高钻速的效果。

分析目前的固控设备存在的问题，如果循环罐设计的不合理，循环罐的形状对钻井液的搅拌系统产生不利的影响。罐的连接管线的路径选择不合理，引起弯头过多，产生节流，影响到钻井液的正常循环，使钻井液流动的阻力增大。钻井液的固控设备配置的不科学，固控设备的功率与电动机的功率不配套，导致耗电过高，而设备的运行效率低下，给钻井液的固控带来危害。有些固控设备老化，没有及时更新设备，对设备的革新改造力度不够，导致设备的运行效率低，对钻井液的固相控制的难度增大。

钻井液固控系统的优化研究

研究和应用钻井液除砂除泥一体机，在对钻井液实施净化处理的过程中，同时除去泥砂杂质的影响，减少固相颗粒的含量，使其达到复杂结构钻井施工的要求。钻井液除砂除泥一体机，是将除砂器、除泥器和振动筛的功能组合起来，减少处理设备的数量，提高设备的运行效率，达到好的去除效果。一体机的设计结构简单，维护保养方便，应用振动性能强的振动筛，达到更好的清洁效果。

对钻井液固控的循环系统实施优化设计，将固控系统的罐与罐之间的连接阀门安装在罐的外侧，简化大罐内的连接管线，防止管线损坏，而增加维修的工作量。泥浆泵只从相邻的罐进液，降低泥浆泵的阻力，减少泥浆泵的能量消耗，提高泵效，保证钻井液的正常循环，满足复杂钻井施工的技术要求。合理设计大罐内的管线走向，降低钻屑的沉淀，避免罐底沉积大量的机械杂质，给清罐作业带来压力。

提高固控系统的处理能力，保持钻井液体系的性能，为复杂钻井作业提供安全保障措施。不断研究和开发固控系统的新技术措施，使其在钻井施工现场得到验证，达到更好的固控效果。加强振动筛的现场研究，减少固控设备的数量。应用钻井液除砂除泥一体机，简化固控设备，通过现场的试验，具有突出的效果。对高低离心机进行研究，实现固相和液相的离心分离，快速除去钻井液中的固相颗粒，满足复杂结构井钻井施工的要求。

对深井的高密度钻井液实施固控管理，降低钻井液中的固相颗粒的含量，满足深井钻井施工的需要。保证钻井液的循环，将更多的钻井岩屑携带到地面，有效地防止卡钻事故的发生，保证深井钻探施工的安全。通过对固控流程的重新设计和研究，对钻井液固控系统实施改造，使其达到更高的技术要求。针对复杂钻井施工的特点，精简钻井液固控设备，简化工艺流程，降低设备管理的难度，提高设备运行的效率，一体机的应用，提高了固控的效率。减少电能等能量的消耗，满足钻探施工过程中的节能要求。通过钻井液的固控系统的应用，提高钻井液的性能，钻探出更多好的复杂结构井，满足油气田生产的需要。

结论

通过对复杂钻井作业中固控系统要求的研究，保证复杂钻井施工的安全，提高复杂井钻井施工的质量，如页岩气水平井的钻井施工等，满足钻井施工的技术要求。对钻井液固控系统进行分析和研究，合理解决系统中存在的问题，对固控设备进行更新改造，提高设备的运行效率，降低能量的消耗，满足节能降耗的技术要求。对固控系统的工艺流程进行优化，以较少的投入，获得好的固控效果。保证钻井液中的固相颗粒的含量，满足复杂结构钻井的要求，钻探出更多的水平井、定向井，满足油气田勘探开发不同时期的需要。