鉆井除砂器是石油鉆井作業(yè)中不可或缺的固控設(shè)備，專門用于清除鉆井液中的砂粒和巖屑，保護(hù)鉆井設(shè)備，提高鉆井效率，降低鉆井成本。在鉆井過程中，鉆頭破碎地層產(chǎn)生的巖屑和砂粒會混入鉆井液中，如果不及時清除，會加速鉆井泵、鉆頭、鉆桿等設(shè)備的磨損，甚至導(dǎo)致卡鉆等嚴(yán)重事故。

工作原理與結(jié)構(gòu)組成

鉆井除砂器采用水力旋流分離原理，當(dāng)含有固體顆粒的鉆井液以一定壓力從進(jìn)料口切向進(jìn)入旋流器時，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在離心力作用下，密度較大的固體顆粒被甩向器壁，沿螺旋軌跡向下運(yùn)動，從底流口排出；而凈化后的鉆井液則從溢流口排出，返回循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)使用。

設(shè)備主要由旋流器、支架、進(jìn)料管、溢流管、底流口等部件組成。旋流器是核心部件，通常采用耐磨材料制造，如聚氨酯或陶瓷內(nèi)襯，以抵抗鉆井液中固體顆粒的磨損。根據(jù)處理能力要求，除砂器可配置多個旋流器并聯(lián)使用，形成除砂器組。

技術(shù)參數(shù)與性能指標(biāo)

鉆井除砂器的技術(shù)參數(shù)包括處理能力、分離粒度、工作壓力、分離效率等。處理能力通常為100-500m3/h，可根據(jù)鉆井規(guī)模選擇合適規(guī)格。分離粒度一般在40-74微米之間，能夠有效去除鉆井液中的砂粒和細(xì)巖屑。工作壓力范圍在0.2-0.4MPa，分離效率要求達(dá)到90%以上。

性能指標(biāo)還包括耐磨壽命、耐腐蝕性、操作維護(hù)方便性等。旋流器內(nèi)襯的耐磨壽命直接影響設(shè)備的使用成本和維護(hù)周期，優(yōu)質(zhì)耐磨材料可使旋流器使用壽命達(dá)到數(shù)千小時。

應(yīng)用場景

鉆井除砂器主要用于石油鉆井、天然氣鉆井、地?zé)徙@井等鉆井作業(yè)中。在鉆井過程中，除砂器通常安裝在振動篩之后，除泥器之前，作為二級固控設(shè)備使用。當(dāng)鉆井進(jìn)入砂層或易產(chǎn)生巖屑的地層時，除砂器的作用尤為重要，能夠有效保護(hù)后續(xù)的除泥器和離心機(jī)等精密設(shè)備。

操作與維護(hù)

操作除砂器時，需要根據(jù)鉆井液的性質(zhì)和固相含量調(diào)整進(jìn)料壓力和底流口開度，以獲得分離效果。日常維護(hù)包括定期檢查旋流器磨損情況、清理底流口堵塞物、更換損壞的旋流器等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)分離效率下降或底流口排砂不暢時，應(yīng)及時停機(jī)檢修，避免影響鉆井作業(yè)。