鉆井除砂器是石油和天然氣鉆井作業(yè)中鉆井液固控系統(tǒng)的關鍵設備之一，屬于二級固控設備（通常在振動篩之后，除泥器和離心機之前使用）。它的主要任務是清除鉆井液中粒徑更小的有害固體顆粒。

核心功能與重要性

功能：去除鉆井液中粒徑在 15-47 微米（μm） 范圍（部分設備可處理10-74μm）的細砂和粉砂顆粒。

重要性：

保護設備：這些細小的硬質顆粒具有極強的磨蝕性，會嚴重磨損鉆井泵、鉆桿、鉆頭和水等昂貴設備，縮短其壽命。

穩(wěn)定鉆井液性能：過量的固相會破壞鉆井液的流變性、濾失性等關鍵性能，影響鉆井效率和。

降低鉆井成本：減少設備維修更換費用，提高機械鉆速，減少鉆井液稀釋和處理劑的消耗。

保障井眼質量：清潔的鉆井液有助于形成光滑、穩(wěn)定的井壁，防止卡鉆等復雜情況。

由于其核心工作原理是離心沉降，鉆井除砂器也常被稱為：

水力旋流器 - 這是從其工作原理命名的學名。

除砂旋流器

工作原理：離心沉降

鉆井除砂器的工作基于水力旋流器的原理，其核心過程如下：

加壓切向進料：被振動篩處理過的鉆井液在泥漿泵的推動下，以較高的壓力和速度從進液口沿切向進入旋流器的錐筒上部。這種設計使流體在筒內(nèi)產(chǎn)生強烈的旋轉運動。

產(chǎn)生高速旋流：在錐形筒體內(nèi)，鉆井液形成高速旋轉的外旋流。在巨大的離心力作用下，密度較大的固體顆粒被甩向筒壁。

分離與沉降：被甩向筒壁的固體顆粒在重力和向下旋流的共同作用下，沿著錐壁螺旋向下運動，終從底部的底流口（排砂口）排出。這些排出的物質主要是砂粒和少量液體，通常被稱為“底流”。

清潔液上升：經(jīng)過凈化的、密度較小的清潔鉆井液則形成內(nèi)旋流，螺旋向上運動，從頂部的溢流口排出，返回循環(huán)系統(tǒng)。