鉆井除砂器是一種利用旋流分離原理的機械設備。它通過離心力將鉆井液中密度較大的固體顆粒(如鉆屑、砂粒)與液體分離開來,從而凈化鉆井液。
在鉆井過程中,鉆頭破碎地層巖石會產生大量不同尺寸的鉆屑。這些鉆屑混入鉆井液(泥漿)中,會嚴重影響泥漿的性能,如增加密度、粘度,磨損鉆井設備,降低機械鉆速,甚至引發(fā)卡鉆等復雜情況。因此,必須及時將它們清除。
工作原理:旋流分離
除砂器的核心工作原理是離心沉降。其工作流程如下:
進料:被泥漿泵吸入的、含有鉆屑的鉆井液在一定的壓力下,從除砂器側面沿切線方向進入錐形旋流器的進料口。
旋流產生:鉆井液在圓筒段和錐形段內高速旋轉,形成強烈的螺旋流。在離心力的作用下,密度較大的固體顆粒被甩向旋流器的內壁。
分離:
底流(排砂口):在離心力和自身重力的共同作用下,沿內壁旋轉向下的固體顆粒從錐體底部的細小出口(底流口)排出。排出的通常是較粗的顆粒和少量液體,形態(tài)像“傘”狀。
溢流(排液口):經過凈化的、相對清潔的鉆井液以及大部分液體,在旋流器中心形成一個向上的內旋流,從頂部的中心管(溢流管)排出,返回循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)使用。