深入解析用于钻井液固相控制的振动筛

页岩振动筛是石油天然气行业钻井液固相控制系统中最基本的设备。其主要应用是在钻井过程中有效地从钻井液中分离固体颗粒（或泥浆）。这一过程对于保持钻井液的完整性和效率至关重要，还可以防止对下游设备造成损害，并确保安全高效的作业。

天瑞固控的振动筛是钻井液循环系统的核心设备，承担着初步净化任务，负责去除粒径≥74μm的岩屑和大颗粒固相，处理量占固控系统总量的80%以上。其性能直接影响后续设备（如除砂器、离心机）的负荷及钻井液性能稳定性，是保障钻井效率、降低设备磨损、控制成本的关键环节。

一、振动筛结构与工作过程

钻井液振动筛主要由底座、筛箱、筛网、激振电机、减震弹簧及控制装置构成。

固相控制的第一步称为初级固相去除，当泥浆在循环过程中从钻柱流回井筒时，它会经过地面振动的振动筛。较大的固体颗粒通过不同筛孔尺寸的振动筛与其他岩屑分离。通过这种方式，初级固相去除有助于延长泵的使用寿命，并通过最大限度地减少因磨蚀性固相对泵或其他设备（例如泥浆罐）造成的损坏而导致的停机时间，从而优化钻井时间。

在最初去除大颗粒后，一些小颗粒（例如细小固体）可能仍会残留在用于钻井作业的泥浆中。在此阶段，在振动筛上安装孔径较小的筛网，以进一步精制此类泥浆。通过改善流体的透明度和流变性，二次固体有助于减少井眼不稳定、卡钻或井眼清洁不良的情况。

此外，振动筛的另一个功能是钻井作业期间的废物管理。例如，在无坑钻井作业中，可能有许多钻机同时运行，相距 2 英里；所有钻机都通过地下管道或导管连接——每个单元都会产生自己的流体，流入一个称为“坑”的敞口罐中。因此，在穿过地下岩层的过程中，这种液体会受到岩心样品（例如现场使用的化学品等）的进一步污染，任何给定系统中总会残留一定量的污染物，因为无论我们采取何种预防措施，都不可避免地会有一些东西从裂缝中漏出；但最重要的是如何将这些堵塞好。

最后，通过优化振幅、频率及筛网角度，实现“高效分离”与“低能耗”的平衡。例如，直线振动筛因筛面运动规则、排屑流畅，且可使用超细筛网，成为钻井液固控的主流选择。

二、天瑞振动筛类型

1. 双轨迹振动筛

   通过两组激振源实现平动椭圆与直线轨迹的自由切换。平动椭圆轨迹适用于高粘度钻井液，可提高固相输送速度；直线轨迹则适合处理大颗粒岩屑，减少筛网堵塞。该系列支持双联、三联设计，单机处理面积达 3.40 m²，振动强度超过 6.5g。

2. 负压振动筛

   结合振动与负压抽吸技术，通过单通道脉冲式真空系统降低糊网概率，使岩屑含液量减少 30% 以上。其自主研发的气液分离装置可集中处理高浓度低密固含泥浆，显著降低钻井液损耗。

3. 双层振动筛

   

   
   

   采用双层筛面设计，单机处理能力提升 50% 以上，适合快速钻井工况。液压倾角调节范围达 - 1°~+4°，可根据岩屑特性动态优化筛分效果。

三、技术与创新

（一）智能控制技术

自动化控制系统集成传感器（振动加速度、温度）、PLC 及变频调速模块，可实时监测筛面状态并自动调整参数。例如，通过物联网技术实现远程诊断与预测性维护，减少非计划停机时间。天瑞石油的双轨迹振动筛还采用螺纹防松技术，确保振动环境下连接可靠。

（二）筛网材料革新

聚氨酯筛网：耐磨性能是钢网的 3~5 倍，开孔率达 10%~50%，且重量轻（仅为金属网的 1/3），广泛应用于高磨损环境。

复合结构筛网：金属丝网与聚氨酯托网结合，兼顾高强度与弹性，延长使用寿命。

天瑞固控的振动筛凭借高频振动技术、多层筛分设计、智能化控制三大核心优势，成为钻井液固相控制领域的标杆产品。其高效分离能力、耐用性及环保性能，不仅降低了钻井成本，还提升了作业安全性，为油气行业提供创新可靠的解决方案。

天瑞固控还通过美国石油协会（API）认证，符合国际行业标准，是中石油物资供应商，多次获得“重合同守信用单位”及陕西省质量监督局5星级荣誉。