鉆井除砂器是鉆井液固體控制系統(tǒng)中的第二級凈化設(shè)備(通常位于振動篩之后,除泥器之前)。它的核心功能是清除鉆井液中粒徑在74至44微米(200至325目) 范圍內(nèi)的細小固體顆粒。其核心工作原理是利用旋流分離技術(shù),依靠離心力實現(xiàn)固液分離。
鉆井除砂器的核心部件是一個或多個旋流器。其工作過程如下:
加壓切向進料:來自振動篩的初步處理后的鉆井液,通過砂泵以一定的壓力(通常為0.2-0.4MPa)從旋流器頂部的進液口沿切線方向泵入。
高速旋轉(zhuǎn)與離心力形成:鉆井液進入錐形筒體后,被迫沿著內(nèi)壁做高速旋轉(zhuǎn)運動,形成一個強大的外旋流。在離心力的作用下,密度較大的固體顆粒被甩向筒壁。
固相分離與底流排放:在重力和向下螺旋液流的共同作用下,被分離的固體顆粒沿著錐形筒壁向下運動,從底部細小的底流口(底流嘴)排出,通常呈“傘狀”噴出。這部分被稱為“底流”或“干堆”。
清潔液體內(nèi)溢:經(jīng)過凈化后相對清潔的鉆井液,在筒體中心形成一個向上的內(nèi)旋流,最終從頂部的中心溢流管排出,返回至鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。
通過這一過程,細小的有害固相被有效去除,鉆井液的密度、粘度等性能得到恢復,從而保證了后續(xù)鉆井作業(yè)的順利進行。
