GB/T 33581-2017 石油天然气工业 钻井液 固控设备评价 GB/T33581-2017 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 75.180.10
中华人民共和国国家标准
GB/T 33581--2017
石油天然气工业
钻井液
固控设备评价
Petroleum and natural gas industries-Drilling fluids-Processing equipment evaluation(IS013501:2011.NEQ)
2017-05-12发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2017-12-01实施
GB/T33581—2017
规范性引用文件
术语、定义和符号
钻消清除系统的效率
固控设备的并场评价
实用操作指南-
振动筛筛布的透筛能力
附录A（资料性附录）捕集率计算公式的推导参考文献
本标难按照GIB/T1.1·2009给出的规则起草。GB/T 33581—2017
本标使用重新起草法参考1S013501：2011《石油天然气T业固控设备评价》编制，与
钻井液
ISO13501：2011的一致性程度为非等效。本标雅出全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96)提出并归口。本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院石油【业标准化研究所、宝鸡石油机械有限责任公司、中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所、四川宏华石油设备有限公司，本标准主要起草人：杜德林、陈俊峰、卜海、吴颖、孙娟、裴红芳、谭新春、影治兰、王春春、刘寿军、朱建祥、赵红梅。
1范围
石油天然气工业
钻井液固控设备评价
GB/T 335812017
本标准规定了石油和大然气钻井作业中钻井液固控常用的固控设备系统的性能评价和改进的标准琵序
本标准中所介绍的程序不适用于相似类型的各单台设备之间的性能比较。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。儿是不注期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T778.1一2007封闭满管道1水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第1部分：规范GB/T 778.2—2007
封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第2部分：安装要求
GB/T 778.3-2007
封洲满管道水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第3部分：试验方法和试验设备
GB/T9109.22014
石油和液体石油产品动态计量第2部分：流量计安装技术要求石油和液体右油产品油量计算动态计量G3/T 9109.5-—2009
石油天然气工业管线输送系统用钢管GB/T 9711—2011
GB/T16783.12006石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水湛钻井液B/T16783.2--2012石油大然气工业钻井液现场测战第2部分：油基钻升液3术语、定义和符号
3.1术语和定义
下列术讲和定义适用于本文件。3.1.1
加料区additionsection
地面钻井液循环系统巾介于固相消除区与钻井泵吸人区之间的、具有良好搅拌条件的-一个或数个舱的区域，可将化学剂、必需的固相和液相材料加入泥浆舱，3.1.2
搅拌器agitator
机械搅拌器mechanical stirrer机械驱动的搅扑器，通过旋转安装在泥浆罐底部的邮片搅拌钻井液，进而混匀添加剂和悬浮固相，保持钻并液的粘稠度均勾。
挡板baffle
安装在泥浆舱中用以改变液流方向的隔板或障得物，1
GB/T 33581-—2017
重晶石 barile;baryte
用丁提高钻升液密度的大然硫酸钡（I3aSO,）。注，国际标准对两种等级的重品石的求分别是低密度4.20和4.10,很没有舰定材料必须是硫酸锁。IS(）13500商品重晶石可以单一矿石或混合矿不生产，前以是直接开采出的产品，也可以尼用浮法处理过的产品。除了硫龄顿（BaSC)，>外，重晶石还可能含布其他附带矿物。出于这些矿物杂质的存在，使得商品重晶石的颜色变化各异，从灰到灰色、红色或棕色。常见的附带矿物有诸如石英利燧石等殖酸类、诸如菱铁矿和白云岩等假酸盐类，以及金属氧化物和硫化物。3.1.5
捕集率caplure
随排改液流分离出去的固树占进口液流中总悬浮固相的质最分数。3.1.6
离心泵centrifugal pump
通过安装在壳体内的叶轮的旋转来输送流体的机械装置，带有中心吸人口和切向排出口。注：流体的路径足一个从中心到出逐渐增大的操旋状路径，拍口方向与叶轮的环空相划。在叶轮末端时泵壳内肇之间的环形空阅里，流体的速度和叶轮未端的线魅度大致相同。当些转运动甲的流体通过切间出口流出象壳，并迹人管道系统时，离心象就做了有用功，电机提供的动力川来为通过人门进人录壳内部的流休加速，直有达到环形空间中流体的速度，系壳和轮内的流体的摩操会消耗电机的部分动力。3.1.7
离心机centrifuge
一种在外力作用下作旋转运动的装置，用于分离浆液中不同的固体物质（分离效果取决于密度和赖粒尺寸），主要靠装置的外筒旋转进而带动其内部的浆液旋转注：在却重钻并液中.离心机通常用来清除胶体颗粒。3.1.8
检测区check seclion
吸入区suctiont seetion
地询循环系统中最后一个活动区，该区域足够大，可以布置钻井泵加料漏斗的吸入口.能够检测钻并波性能并进行调整，
透筛能力conductance
静态（不运动)振动筛筛布单位厚度的渗透率。3.1.10
岩属cuttings
由钻头切削并山钻井綫带到地面的地层舜片。注；现场习惯把所有通过振动筛除去的固相赖税都称为钻屑，尽管有些固相颗粒延井册塌物。3.1.11
除砂器desander
内径人于或等于150mm，能从钻井液中分离出约95为直径74u1以上颗粒的水力旋流器（水力旋流器参见3.1.30)。
除泥器desilter
内径小」150mm水力旋流器。（水力旋流器参见3.1.30）。3.1.13
dilution factor
稀释因子
GB/T 33581--2017
钻完百径和长度相同的同一井段使用固控系统时维持日标钻扇含显所需的实清洁钻非液的体积，与假定不使用固控系统（只用稀释法）时维持同样钻屑含量所露清洁钻井波体积的比值3.1,14
钻屑drilled solids
钻井液体系中所含的地层固相，包括钻头切产生的和并壁掉块形成的。3.1,15
钻屑体积分数drilled-solids fraction某个特定井段钻进过程中钻井液中所维持的平均钻屑体积分数。3.1.16
钻属清除系统drilledsolidsremiovalsystem钻进过程中所使用的成套设备和工艺，用于清除井眼中产生的，并由钻并液携带至地面的钻屑。注：这些上艺包括自然沉降，用振动筛、除砂器，除泥器、离心机清除，以及排效翻泥浆。3.1,17
钻肩清除系统的效率drilled solidsrenmoval systemperformance地面酉挖设备清除钻哨能力的量度。注：计算钻屑清除系统效率的依据起：将维持月标钻俏含所需要的实际稀释盘与假定没有钻屑被清除（即钻屑全部留在钻井液体系中)的情况下所需的稀释量进行比较。3.1.18
钻井液drilling fluid
钻井作业中通过钻柱内部泵人并下并以井眼坏空返回的液体或浆。3.1.19
射流器eductor
（溉流)在高压下从喷嘴向一个环形空问中喷射液流，逃而产生低压区的装置，注：配罩适当时，射流器能从点空除气器中排空已除气的并液，或者灿吸固相材料使之通过加料漏斗混人钻井液体系。
喷射管educior
(高压喷嘴)使用高速喷射产生低压区的装置，它使液体或十粉材料与钻并液混合在一起。注：使用高速喷射产低压区被称为仰努利原理：3.1.21
清洁液effluent
在尝试分离或固控之后所排目的轻质液体，逆常是个液流。3.1.22
连通器equalizer
地面流体链放系统中多个舱之间的连通装置，它使多个舱之间维持相尚的液位：3.1.23
处理量flow capacity
固控设备（如振动筛）能够处理的钻升液（含固相）排量注：它是由多个变量决楚的，包括摄动筛的构型、式释、振动模式、钻开凝流变性，固相含量、近孔径尺于顺粒造成的筛糊等，
钻井液返出管线Tlow ine
特钻卉液从嘟肌口导人地面钻井綫循环系统的管子或水槽。3
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排最flow rate
单位时间内流过管子的液体或浆液的体积。注：排尽的单位是立方米每分、区al每分或均分等。3.1.26
强粘土gumbo
从井眼返出时避聚在一起并形成黏稠团块的屑。3.1.27
压头head
如果将一根顶端散口的管了连接到循环系统中的某一点，液柱沿该管子1升的高度注：在300m(1000f)深并的底部的压头足300m(1000ft)，但该点的压力还取决下并眼中钻并液的密度。3.1.28
钩条hook strip
振动筛筛布边缘的钩状附件，安装筛布时所丁连接张力件。3.1.29
加料漏斗hopper;mudhopper
·个较大的漏斗状或锥斗状的装置，可将粉状材料例人其中，而可与高速流过锥斗-底部的体或浆液均勾混合。
水力旋流器hydryclone
旋流器cyclone
锥科cone
利用离心力促进沉降的固相分离装置：注：液体切向进人旋游器并旋转。较重的商相沉降到流器的壁1并向下移动，正到从旋流器的底流Ⅱ排脂。施转的液体下降到集-点然后转为向上运动，通过一个旋祸流肯从旋流器的顶部排出。3.1.31
管汇manifold
用于汇集或分配钻并箍的多接管子3.1.32
泥浆清洁器mul cleaner
水力旋流器和振动筛的组合装置，振动筛用米过滤旋流器的底流注；水力旋流器「部的滋流返回到钻井被外系中，其医流则由细国振动筛进行处理。筛布筛低的同相被排放抗，荫通过筛布的液体利小颗粒固相也返回钳井液体系中，3.1.33
泥浆枪mud gun
没在泥浆液而之下的喷嘴，能喷射出高速液流以搅拌泥浆。3.1.34
油基钻井液oil—hased drilling fluid其中连续相不与水混溶、而分散相是水或盐水的钻羧。注：油其钻液带被称.水钻井波（NAF）3.1.35
溢流overflow
离心分离液centrate
从离心分离设备中排出的轻质液流，其中的固相含量低于其进凹浆液。4
塑性黏度plasticviscosity
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高前切速率黏度的一种量度，其大小取决于固相颗粒的数最、类型、尺寸以及液相的黏度。注：从同心圆筒度计的600r/min读数减去300r/min读数，即可计算出塑性黏度。3.1.37
堵塞plugging
近孔径尺寸颗粒嵌人或卡在筛布表面上的孔眼中，阻止亚八寸颗粒通过，导致筛布筛糊，3.1.38
泥浆分配器
p(ssumbelly
振动筛上的个舱室或斗槽，从出管线山来的钻并液流人其中，然后再流到振动筛筛面上，必要时也可以使钻井液旁路。
固相清除区
removal section
地面钻井液循环系统中的第一个区域，由·系列隔舱组成，用来除去气体或不需要的固相。3.1.40
油水分离器
retort
用来蒸馅钻并液中的油、水和其他挥发性物质的测试仪器，注：根据蒸增山的液体的量即可确定油、水和总固相的舍量，用休积分数表示。3.1.41
沉砂舱sandtrap
地面钻井液循环系统中的第一个隔舱，是唯·不于搅拌的隔舱，以便丁大颗粒沉淀。3.1.42
screen sloth
筛网的，·种类型，编织成正方形或矩孔眼，或者是制缝孔眼。3.1.43
振动筛shale shakeE
从钻并液除去钻屑和大颗粒固相的一种机械装置。注：分离方法可以是振动的筛布、旋转的圆简状筛网等、3.1.44
张凝Eensioning
将筛布安装在振动筛框架内时，拉伸筛布至适当的张力。3.1.45
钻屑体积volume of solids drilled钻完特定进井殿所产生的固相的体积量。3.1.46
水基钻井液water-based drilling fluic水作为固相的悬浮介质和连续相的钻井，可以含油也可以不含油。3.1.47
加重钻井液weighted drilling fluid加入高密度固相后提高了密度的钻井液。3.1.48
加重材料weightingmaterial
用来提高钻井液密度的固相材料，5
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注：这种材料通常是重品石或亦铁矿，特殊情况下也可以归右灰石，3.2符号
下列符号适用下本文件，
横藏面积，用平方厘米表示。
筛布的透筛能力，用千达西每毫米表尔。压议.用米表示，
测试扬程，用毫米（英寸)表示。稀释因子。
比例常数；或渗透率，用达西表尔，多孔性介质长度，用厘米表示。空容器质量，用克表示。
容器加样品质量，用克表示。www.bzxz.net
上的/蒸馏后的容器质显，用克表示。样品质量，用克表示。
压力,用干帕表示。
压力差,用大气压表示。
通过多孔性介质的流量，用立方厘米每秒表示。钻井液体系的总体积，用立方米（加仑)表示。添加到钻井液休系中的基液体积，用立方米（川仑）表示。实际配制的钻井体积，用立方米(加仑)表示，产生钻屑体积，用立方米(加仑)表示，总稀释体积，用立方米（加仑）表示。流量（单位时间流过的体积），用立方米每小时（加仑每分)表示。质量分数，用小数表示，
分离山的悬浮固相的质量分数，用百分数表示。分离设备进口浆液中悬浮固相的质量分数，用小数表示。分离设备溢流浆液中悬浮固相的质量分数，用小数表示。分离设备底流浆液中悬浮固相的质量分数，用小数表示。加重材料的质量分数，用小数表示，低密度固相的质量分数，用而分数表示，钻消清除系统的效率，
钻非液体系中基液的休积分数，通过燕馏试验和矿化度测量确定，用白分数表示，钻井液体系中钻屑的休积分数，通过蒸馏试验、矿化度测量和膨润土含量测量确定，用百分数表示。
钻并中气体或气的体积分数通过加压测量确定，用百分数表示。波体黏度.用压表示。
油或钻井液的密度，用「克每立方米(磅每川仑、磷每立方英尺)表示。分离出的固相的密度（见6.7和6.8）。重材料的密度（见6.7和6.8）
压力时钻升液密度（见7.7）：
4要求
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4.1本标准的编排方式是，首先阐述了成套固控设备的性能评价方法，然后阐述了单件设备性能的评价程序，其次给出了单件设备和整个系统的已被验证的操作指南大全。这些源理可用于设计一套新的固控系统，或用于改进现有钻机的单件设备和整个系统的操作，以便符合本标准，4.2应用这种方法间点接比较在井场对固控系统改进后所获得的效果，这种效果可体现在故障维修成本的降低和整休体钻并施1.的收普。5钻屑清除系统的效率
5.1原理
5.1.1本程序提供了测定成套钻并液固控设备清除钻屑效率的一种方法：5.1.2钻眉消除系统的效率是指固控设备清除掉的钻屑占钻并产生的钻屑总量的休积分数。5.1.3钻屑清除效率反映固控设备降低钻井液体系中钻消浓度的能力。末经固控设备处理，直接排放钻并液不能降低钻井液体系中的钻硝浓度。5.1.4稀释子描述了钻屑消除系统的效率。阅控「.艺过程包括排放全钻井液（含钻井液漏失）、沉淀、筛除、除砂、除泥和离心分离的全过程。通过监测添加到钻井液体系中的基液（油或水）的体积，和/或为稀释经固挖设备处理后剩余的钻屑而添加的清洁钻井液的体积，即可计算稀释因子，5.2器
5.2.1流量表
流量表应满足以下要求：
a)水表应符合 GB/T 778.1-2007,GB/T 778,2—2007,GB/T 778.3 2007;b）油的计量应按照CB/T9109.52009进行。涡轮流量计的操作应符合GB/T9109.2—2014。5.2.2钻并液密度测定仪
应有足够的准确度，能够测推率+0.01g/cm或士10 kg/m（0.1b/gal,0.51b/1t），钻并液密度计及其操作程序应符合GB/T16783.12006和GB/T16783,2—2012，5.2.3水、油和固相含量测定仪
见GB/T16783.1—2006和（G13/T16783.2—2012中的描述。试验用仪器如下：a）蒸馏器；
b）液体回收器；
c）细钢毛：
d）耐温硅脂；
e）清管器；
f）刮刀；
g）消泡剂。
5.2.4氯根含量（矿化度）测定仪适用于水基钻井液的见（H3/T16783.12006中的描述，适用丁油基钻井液的见G13/T16783.27
GB/T33581—2017
2012中的述。试验用试剂和材料如下：a）硝酸银（CAS号7761·88-8）标雅溶液，4.791g/1..存于珀色或不透明的瓶子巾，b）铬酸钾（CAS号777850-9)指示剂溶液，5g/100cm。硫酸(CAS号7665-93-9)或硝酸（CAS号7697-37-2)标准溶液，0.05mol/L(0.02N)。酚酸（CAS号77-09-8)指示剂溶液，1g/100cm50为酒精溶液。d>
碳酸钙（CAS号471-34-1），沉淀产物，化学纯e)
f）蒸馏水。
血清移液管（TD)，1cm\和10cm各1只。）
滴定容器，容量100cm~150cm，最好是白色烧杯，h)
搅拌棒。
5.3采样
5.3.1从经过所有固控设备处理后的钻并录吸人罐中取山1L钻井液样品。5.3.2清除样品中的任何异物，如树叶或植物枝芽。5.3.3记录采样时的并深或非段。5.4程序
5.4.1吸入罐中钻井液的密度，氯根含及蒸馏固相对于水基钻并液，按照（G13/16783.1—2006巾规定的程序，对于油基钻井液，按照GB/T16783.2—2012中规定的程序，测和记录钻井液的密度、氯根含量及蒸馏固相，5.4.2添加到钻井液体系中的基液5.4.2.1流量计量装置能够在H准确度范围内测量消耗的配浆基液的实际体积，测量基液消耗量展常用的流量计是机械满轮推迹式和复合类型。5.4.2.2磁性流量计和多普勒流量计在流量计量时在很大程度1依赖于液流中的固相悬浮物。5.4.2.3在流量计上游安装过滤器.并经带检查是否发生堵塞。5.4.2.4记录添加到钻并液体系中的基液体积Vb，记录值实际体积的误差应在0.25%（体积分数）以内
5.4.3基液体积分数
基液体积分数是所分析并段的平均值.而平均的方法是至关重要的。应使用同样的平均方法，使各层段、各片之间的数据具有可比性，使用不同的平哟方法可能会导致不准确的比较。基液体积分数可以从蒸试验和矿化度测量后的固相分析方法计算得到，具体方法见G3/T16783.1.-2006或GB/T16783.2·2012记录基液体积分数。。
5.4.4钻屑体积分数
5.4.4.1钻体积分数可以通过多种方法计算得到-从简单的固相分析（只是就矿化度和膨润土含量行校止)，到复禁的物质平衡法（同时对其他成分的含量进行校正，如商品添加剂）。5.4.4.2钻俏体积分数是所分析开段的平均值，而平均的方法是至关重要的，美于钻消体积分数对最终嵇释凶了影响的感性研究表明，使用不同的平均方法可能会造成很大差异。只有当使用相同的平均方法时才可进行有效比较，
5.4.4.3选择用来测定钻并液中不同组分含量的方法，并行相关分析。5.4.4.4计算钻屑体积分数并记为ph。5.4.5实际配制的钻井液体积
GB/T33581—2017
从基液体积分数计算已配制钻井液的显，这里假设在本并段开钻和完钻时钻屑体积分数和泥浆池液面相同。
实际配制的钻井液休积V.按照式(1)计算：-
式中：
Vh—-添加到体系中的基液体积；.-基液体积分数。
5.4.6钻肩体积
5.4.6.1该值可以根据井眼尺寸计算出，即井段长度和言径。如果已进行井径测并，根据测井曲线计算出的并眼容积可以用来确定钻屑体积。5.4.6.2钻屑体积是所产生的井眼容积与1减去地层孔隙度之差的乘积。5.4.6.3计算钻屑的体积并记为V，。5.4.7总稀释体积
总稀释体积是假定完全没有固相清除系统的情况下将需要配制的钻井液体积，在这种情说下，所有钻屑都会被混合到钻并液体系中，稀释成为固相控制的唯一方戏。无论是仪仪使用稀释法，或是同时使用钻屑清除系统，对钻井液质尿和钻井施.工顺利程度来说并没有作何差别：
根据式(2)计算总稀释体积V.：
钻屑体积；
钻屑体积分数，
5.4.8稀释因子
稀释因子是实际配制的钻井液休积与总稀释体积之比。-(2)
它是在使用固相清除系统的情况下，钻完泉开段实际使用的钻井液量，与假定仪仪使用稀释法所用钻井液量之比。在这两种情况下，钻井液中的钻屑含量相同.直在两种计算中部涉及到钻屑含屋。下面的表达式还假定,稀释体积将钻川液体系中的剩余固相降到了目标浓度。稀释四子越小.固控系统的效率越高。
根据式(3)计算稀释因了：
式中：
实际配制的钻井液体积；
总稀释体积：
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