成小強(qiáng)，張 偉，方永春

（中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探克拉瑪依鉆井公司，新疆克拉瑪依 834009）

0 引言

作為泥漿的載體，泥漿循環(huán)罐的設(shè)計(jì)直接影響泥漿凈化質(zhì)量、泥漿泵上水質(zhì)量、罐底沉沙的數(shù)量。圓底罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分化解沉沙沉淀需要的支撐點(diǎn)，而且斜底設(shè)計(jì)減小沉沙的支撐力，把泥漿泵吸入口放在最低點(diǎn)和喇叭口的設(shè)計(jì)均有效解決沉沙問(wèn)題。

1 技術(shù)參數(shù)

單罐有效容積：70 m3，外形尺寸：長(zhǎng)12 000 mm、寬3000 mm、高2500 mm。

2 圓底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）方罐的罐底和罐壁為平面，在攪拌器攪動(dòng)泥漿運(yùn)動(dòng)力與罐壁形成垂直的反作用力。這時(shí)泥漿的運(yùn)動(dòng)方向就變?yōu)榈酌媾c罐壁交接線的方向，最終泥漿固相在死角失去運(yùn)動(dòng)力而逐漸堆積形成沉沙。

（2）圓底罐實(shí)際為半圓弧狀罐底，在攪拌器攪動(dòng)泥漿運(yùn)動(dòng)力與圓弧狀罐壁形成運(yùn)動(dòng)曲線，泥漿固相沒(méi)有反作用力的支撐和死角聚集，只能跟隨泥漿運(yùn)動(dòng)。

（3）圓弧底用8 mm 的Q235 鋼板一次性卷板成型，抗變形能力強(qiáng)。底面沒(méi)有焊縫，降低漏失風(fēng)險(xiǎn)。

3 底面坡度設(shè)計(jì)

（1）圓底罐的底面近似一個(gè)長(zhǎng)方形面，雖然泥漿一直保持運(yùn)動(dòng)，但是密度高的部分始終在下部，一旦有立足點(diǎn)就會(huì)日積月累形成沉沙。

（2）底面設(shè)計(jì)一個(gè)坡度，讓泥漿固相在底面失穩(wěn)，在泥漿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，固相始終找不到一個(gè)平緩的區(qū)域立足，只能隨波逐流，保持罐底不沉淀。

4 泥漿泵吸入口設(shè)計(jì)

（1）將泥漿泵吸入口設(shè)計(jì)在坡度罐底的低點(diǎn)，保證密度較高的部分先備泥漿泵抽走，通過(guò)循環(huán)后泥漿固相在一二級(jí)凈化設(shè)備分離。

（2）根據(jù)流體力學(xué)原理吸入口采用喇叭口的設(shè)計(jì)，使泥漿泵抽吸力增大，上水效率升高。同時(shí)避免空氣吸入，增加罐底泥漿的運(yùn)動(dòng)能力，進(jìn)一步使泥漿固相失穩(wěn)。

5 應(yīng)用效果

圓底泥漿罐設(shè)計(jì)成功后在新疆油田鉆井得到應(yīng)用與推廣（圖1），目前應(yīng)用于克拉瑪依鉆井公司70215 鉆井隊(duì)等5 部鉆機(jī)（圖2）。

（1）節(jié)約人工成本。以前常用的方罐在完井時(shí)每支鉆井隊(duì)需要6 人24 h，才能清理完罐底沉沙，折合人工工資每人8 h、300 元計(jì)算：630024/8=5400 元。

（2）節(jié)約工期。鉆井工期節(jié)約2 d計(jì)算，如每部ZJ70鉆機(jī)每天費(fèi)用為60 000 元，節(jié)約工期費(fèi)用120 000 元。

圖1 圓底泥漿循環(huán)罐

圖2 圓底泥漿循環(huán)罐使用現(xiàn)場(chǎng)

6 總結(jié)

圓底泥漿罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多門(mén)學(xué)科在鉆井裝備中的改造應(yīng)用，有效解決了石油鉆井隊(duì)泥漿循環(huán)罐沉沙問(wèn)題，減輕了工人體力勞動(dòng)，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。