从井底返出的钻井液首先经过振动筛清除较大的固相颗粒，振动筛作为第一级固控设备，它适合于各种钻井液的部分，不管其他机械固控设备在改善钻井液性能和提高钻井液速度方面的经济效益如何，目前振动筛始终是钻井装备的必要设备而且，与其他固控设备相比，振动筛又是其中最经济的设备。
类型：按运动轨迹分为圆形轨迹筛、直线轨迹筛和椭圆轨迹筛。 按筛分层数分为单层筛和双层筛。 按筛面倾角分为水平筛和倾斜筛。
按筛网绷紧方式分为纵向绷紧晒和横向绷紧筛。
按振动方式分为惯性振动筛、惯性共振筛、弹性连杆式共振
筛、电磁振动筛等。
（3）除气器：
在钻井过程中，钻井液常受到井内的天然气或空气污染。由于井底
地层压力较高，气体被溶解在钻井液中。当钻井液返回地面时，压力减小，被溶解的气体膨胀为大小不等的气泡而存在钻井液中，这种含有气体的钻井液被称为气侵钻井液。其危害很大，所以必须进行除气处理。其危害如下：
1.井液的密度。钻井液密度降低后，若井内钻井液净液柱的
压力低于地层的压力，可能引发井涌或井喷。
2. 使用于固控设备的砂泵。灌注泵、钻井泵的吸入不良，甚至不
能正常工作，引起设备的振动。
3.部分有毒气体溢出钻井液，可能引发现场操作人员中毒。 4.可能引发火灾。
5.气侵后，钻井液粘度增大，使机械钻速降低。 类型：常压式除气器、真空式除气器和离心式除气器。 （4）水力旋流器：
除砂器、除泥器和微型旋流器统称为水力旋流器。是钻井液固控
系统的重要设备。钻井清洁器是一组水力旋流器装置与一台超细目振动筛的组合。它的用途由主要进行液—固分离，扩展到两种互不溶解流体介质的液—液分离和气—液分离，成为多用途的高效分离装置。 水力旋转器的特点：
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1.水力旋转器有很多功能，可根据应用的需要在不同场合应
用。
2.水力旋转器的结构简单，内部没有运动部件。 3.占地面积小，安装方便，运行费用低。 4.使用方便灵活。
5.处理工艺简单，运行参数确定后可长期稳定运行，管理方
便，社会效益与经济效益都十分明显。
6.其分离过程可在全封闭状态下运行，净化后的液体和被分
离的介质均可有管道输送回收，实现闭路循环，不会产生二次污染。
（5）离心机：
钻井液离心机是固控设备中固液分离的重要设备之一，一般情况下安装在固控系统的最后一级，用来处理非加重钻井液，可以除去2um以上的有害固相，处理加重钻井液可除去钻井液中多余的胶体，控制钻井液的粘度，回收重晶石；处理旋流器的底流，回收液相，减少淡水或油的浪费。
此外，离心机也是处理废弃钻井液，防止环境污染的一种理想设备。 工作原理：
钻井液由加料管进入螺旋输送器的空心轴上，再进入转鼓内。由于转鼓高速旋转，带动进入转鼓的钻井液一起旋转，钻井液中的固相被甩到转鼓壁上，由螺旋输送器推向转鼓小端的卸料口排出，清洁的钻井液从转鼓大端的溢流口排出，从而完成固相分离。
（三） 钻井平台
1.起升系统设备
井架：使用要求：有足够的强度、刚度和整体稳定性。 足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。 应保证拆装方便、安全、移动快速。 基本组成：主体：多为型材组成的空间桁架结构。 天车台：供安放天车和天车架之用。 天车架：用于安装和维修天车。 二层工作台
立管平台：为拆装水龙头的操作台。
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工作梯：以便于井场工作人员到达二层台和天车顶部。 蹦绳：是井架发挥其额定能力及保持结构稳定的基本支撑。
2.钻机底座：是用于安放钻井设备的基础，也是钻井工人进行钻井作业的
工作平台。
3.钻机的游动系统：天车、游车、钢丝绳和大钩， 统称为钻机的游动系统。 天车、游车和大钩：天车和游车和大钩是石油天然气钻采和修井作业中
起下钻杆、油管、抽油机及各种钻具的重要提升设备，游车和大钩的设计、制造按照SY/T5527石油钻机主要提升设备、GB19190石油天然气钻采和采用提升设备和API Spec8A进行。
天车：由天车底座、快绳轮、死绳轮、中间轮、捞沙轮、两个液压小 轿车滑轮、天车防碰垫木、二层台吊绳支板、蹦绳支板等组成。 游车：是通过钢丝绳与天车相连的在井架内部作上下运动的动滑轮组。 大钩：大钩有单钩、双钩和三钩之分。石油钻机作业一般用三钩。钻 机作业对大钩的要求是：应具有足够的强度和工作可靠性； 钩 身能灵活转动，以便上、卸扣；大钩弹簧行程应足以补偿上、 卸钻时的距离；钩口和测钩的闭锁装置应绝对可靠、闭启方便； 大钩应有缓冲减震功能，减小拆卸立根的冲击。
钢丝绳：各级钻机选用的钢丝绳应保持钻井绳数和最大钻柱重量情况 下。安全系数不小于3，在最大绳数和最大钩载情况下，安 全系数不小于2。 （四）钻井绞车
组成：滚筒、滚筒轴组成：这是绞车的核心工作部件。 绞车具有灵敏可靠的主刹车机构及性能良好的辅助刹车系统。 猫头和猫头轴总成：用来满足用大钳上卸扣和其他辅助起重的需要。 传动变速系统：引入并分配动力和传递动力，提供足够的挡速。 控制系统：包括牙嵌、齿式、气动离合器。
润滑系统：包括黄油润滑、滴油润滑和密封、飞溅或强制润滑。 支撑系统：有焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架。
功能：用以起下钻具，下套管；钻进过程中控制钻压，送进钻具；借助
猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其他辅助工作；作为转盘
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的变速机构或中间传动机构；整体起放井架。
刹车装置：钻机绞车的刹车装置包括主刹车和辅助刹车。主刹车是
机械式的，主要有带刹车和盘式刹车。盘式刹车以良好 的性能渐渐为钻机绞车所接受，并取代了带刹车。机械 刹车的功用是慢刹或刹柱被钻柱载荷所带动的滚筒，达 到控制滚筒转动，以调节钻压、送进钻具、控制下钻速 度或达到悬持钻具的目的。
采用带式刹车时，钻井过程中司钻总是手不离刹把，如果刹
车机构不够灵活省力，将加重司钻的体力劳动强度，带来操作不便。同时刹车不可靠容易引发重大溜钻事故，造成设备损失、井下事故，甚至危及人身安全。所以带机械刹车时传动绞车上最重要的部件，要求它灵活省力、安全可靠。寿命长。
（五）钻机旋转系统设备
转盘：
1.转盘的功能：
（1）转动井中钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速。 （2）下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻柱的重量。 （3）完成卸钻头、卸扣；处理事故倒扣、造扣等辅助工作；采用
井下动力钻具时，转盘制动上不钻杆柱，以承受反扭矩。
2.转盘的使用要求：
（1）转盘的主轴承有足够的强度和寿命，以保证承受最大套管柱
重量或钻杆柱质量。并在钻杆柱下滑时造成的轴向载荷及圆锥齿轮传动造成的轴向、径向作用下具有足够的寿命（3000小时以上）。
（2）转台和锥齿轮能传递钻柱所需的扭矩（50—100kNm），能倒
转及可靠地制动。
（3）密封性好，严防外界的泥浆、油水污液渗入转盘内部污染
转盘润滑系统，减缓齿轮和轴承的磨损。
3.转盘的结构组成：水平轴总成、转台总成、主辅轴承和壳体。 4.基本参数：通孔直径、中心距Y、最大静载荷、最大工作扭矩、
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最高转速和转盘功率。
5.工作原理：动力经水平轴上的法兰或链轮传入，通过锥齿轮传动
副转台，借助转台内通孔中的方补心，小方瓦带动方钻杆、钻杆柱和钻头传动，同时小方瓦允许方钻杆轴向自由滑动，实现钻杆柱的边旋转、边送进。起下钻或下套管时，钻杆柱或套管柱靠卡瓦或吊卡座在转台上。
水龙头
1.水龙头的功用：
（1）悬持旋转着的钻柱，承受大部以至全部钻柱重量，并为
旋转钻柱提供上部轴承支撑。
（2）向旋转着的钻柱导入高压钻井液。 2.使用要求：
（1）主轴承和各轴承零件，如提环、壳体、中心管等必须具
体足够的强度、刚度及寿命。
（2）高压钻井液密封系统必须工作可靠，寿命长，更换快速、
方便。
（3）机油密封良好，能自动补偿工作过程中密封元件的磨损。 3.结构组成：承载系统、钻井液系统、辅助系统。
4．最大静载荷、最高转速、最大工作压力和几何结构参数。
顶驱钻井系统
1.分类：电驱动系统、液压驱动系统。
2.结构组成：钻井马达、水龙头总成（主驱动电机、刹车装置、
齿轮减速箱、泥浆管线）。
导向滑车总成（滑架及导轨）。
钻杆上卸扣装置总成（旋转头、背钳装置、吊环
倾摆机构、遥控和手动IBOP、IBOP控制装置和保护接头）。
3.顶驱钻井系统特点：
（1）可显著降低钻井辅助时间，提高钻井效率。 （2）可避免或减少或易于排除卡钻、埋钻、井漏、井喷
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