固控系统是钻井液净化系统的核心，主要用于在钻井过程中清除钻井液（泥浆）中的钻屑（固体颗

粒），并维持钻井液性能的稳定。一个完整的固控系统通常由以下几个主要设备组成，它们按照处

理顺序串联起来，形成一个闭环的净化流程。

以下是固控系统的五个基本组成部分，按处理顺序排列：

 1. 泥浆振动筛

     位置与作用：这是固控系统的第一级，也是最重要的处理设备。刚从井口返出的钻井液首先流经

振动筛。

     工作原理：通过高频振动，使钻井液通过不同孔径的筛网（通常有1到3层），将较大的钻屑（通

常大于74微米）分离出来，液体和更细的颗粒通过筛网进入下游设备。

      关键点：它处理了泥浆中总固体含量的80%以上，是固控的“先锋官”。

2. 除砂器

    位置与作用：作为第二级净化设备，处理经过振动筛后的钻井液。

    工作原理：利用旋流器原理。泥浆在高压下切向进入锥形旋流器，产生高速旋转的涡流。在离心

力作用下，较重的固体颗粒（粒径通常在45-74微米）被甩向壁面并沿锥底排出，而净化后的泥浆从

顶部中心管溢出。

    关键点：主要清除中等大小的砂粒。

 3. 除泥器

    位置与作用：作为第三级净化设备，结构与除砂器类似，但旋流器直径更小。

    工作原理：同样基于旋流器原理，但由于旋流器直径更小（通常为4-6英寸，而除砂器为8-12英寸），

能产生更大的离心力，用于分离更细的固体颗粒（粒径通常在15-45微米）。

    关键点：用于清除淤泥级别的细颗粒。

 4. 离心机

    位置与作用：这是固控系统的**最后一级**，也是精度最高的净化设备，用于处理经过除砂、除

泥后的钻井液。

    工作原理：利用高速旋转的滚筒产生极强的离心力（比重力大上千倍），将极细的固体颗粒（粒

径通常小至2-5微米）和胶体颗粒从泥浆中分离出来。离心机通常分为两种工作模式：

    重晶石回收模式：用于回收昂贵的加重材料（重晶石），避免其被抛弃。

    钻屑清除模式：用于清除极细的有害固体，降低泥浆的密度和粘度。

    关键点：是控制泥浆性能（如密度、粘度）的关键设备，能有效分离胶体颗粒。

 5. 辅助设备

除了上述四级核心净化设备外，一个完整的系统还包括以下辅助设备：

    真空除气器：当钻井液中含有气体（尤其是可燃的烃类气体或危险的硫化氢）时，用于去除这些

气体，防止气侵，保障钻井安全。它通常在振动筛之后、除砂器之前工作。

    泥浆罐/泥浆池：一系列相互连通的钢制容器，用于储存、搅拌和循环钻井液。各个净化设备都安

装在泥浆罐上，泥浆在罐内流动，完成逐级净化。

    搅拌器与混合泵：安装在泥浆罐中，用于持续搅拌泥浆，防止固体沉淀，并均匀混合新添加的化

学药品。

    砂泵与泥浆枪：为整个系统提供液体流动的动力，并将泥浆输送到指定位置。

    清洁器：在一些旧式或特定需求的系统中，可能会将除泥器和一台细目振动筛组合使用，称为清

洁器。

工作流程总结

一个典型的固控系统工作流程如下：

井口返出泥浆 → 振动筛（去除大颗粒） →（可选）除气器（去除气体） → 除砂器（去除砂粒） →

除泥器（去除泥粒） → 离心机（去除超细颗粒/回收重晶石） → 净化后的泥浆返回泥浆罐，准备再

次泵入井底循环使用。

通过这套多级联动的系统，可以高效地控制钻井液中的固体含量，保证钻井作业的安全、高效和经

济性。

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