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一、固控系统的定义与作用

固控系统在石油钻井作业中起着至关重要的作用。它主要是由各种固控设备按照钻井液固控工艺要求组合而成的整体。其目的是将钻井液中的无用固相分离出来，保留有用固相，从而满足钻井工艺对泥浆性能的要求，最大限度地减少有害固相带来的不良影响。

钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相两类。其中，岩屑是最主要的有害固相。在钻井全过程中，岩屑会使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性和流动阻力增加。据统计，岩屑的存在会使钻井液的粘度平均增加 20% 至 30%，密度增加 5% 至 10%。这不仅会影响钻井液的性能，还会对钻井作业产生诸多不利影响。

在钻井过程中，岩屑会损害油气层，降低钻速。例如，当岩屑含量较高时，钻速可能会降低 30% 至 40%。同时，岩屑还会增大转盘扭矩，使起下钻遇阻，甚至造成粘附卡钻等井下复杂情况。此外，岩屑还可能引起井漏、井喷等严重事故。而且，钻井液中的岩屑会对循环系统造成严重磨损。据了解，由于岩屑的磨损，循环系统的设备寿命可能会缩短 20% 至 30%。

为了解决这些问题，固控系统应运而生。它通过固控技术，利用各种固控设备，如振动筛、除砂器、除泥器、离心机和除气器等，对钻井液进行层层过滤，清除其中的有害固相，保留有用固相，从而满足钻井工艺对钻井液性能的要求。其中，振动筛通过筛分作用，将较大的粗岩屑、杂质排出循环系统外；除砂器利用旋转离心沉降分离原理，将当量直径在 74 - 105μm 的固相微粒分离出来；除泥器通过水力旋流器，对当量直径在 15 - 40μm 的固相微粒进行分离；离心机则可以高效地降低钻井液的相对密度及其粘度，将当量直径在 1.5 - 12μm 的固相微粒分离出来。

总之，固控系统在石油钻井作业中不可或缺，它能够有效地提高钻井效率，降低钻井成本，保障钻井安全。