鉆井除砂器是一種利用旋流分離原理的機(jī)械設(shè)備。它通過(guò)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(kāi)來(lái)，從而凈化鉆井液。

在鉆井過(guò)程中，鉆頭破碎地層巖石會(huì)產(chǎn)生大量不同尺寸的鉆屑。這些鉆屑混入鉆井液（泥漿）中，會(huì)嚴(yán)重影響泥漿的性能，如增加密度、粘度，磨損鉆井設(shè)備，降低機(jī)械鉆速，甚至引發(fā)卡鉆等復(fù)雜情況。因此，必須及時(shí)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(jìn)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(cè)面沿切線方向進(jìn)入錐形旋流器的進(jìn)料口。

旋流產(chǎn)生：鉆井液在圓筒段和錐形段內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)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(nèi)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(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向下的固體顆粒從錐體底部的細(xì)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(jīng)過(guò)凈化的、相對(duì)清潔的鉆井液以及大部分液體，在旋流器中心形成一個(gè)向上的內(nèi)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。

主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一臺(tái)典型的除砂器通常由以下部分組成：

旋流器：核心部件，通常由耐磨材料（如聚氨酯、陶瓷等）制成的錐形筒體，以抵抗鉆井液中固相顆粒的磨損。

進(jìn)料管：連接泥漿泵和旋流器，輸送待處理的鉆井液。

溢流管和溢流箱：收集清潔的鉆井液。

底流口（排砂口）：可更換的耐磨部件，口徑大小決定了分離顆粒的粒度。

支架和集料槽：用于固定旋流器組并收集底流排出的廢渣。

振動(dòng)篩（可選）：許多除砂器會(huì)與一個(gè)細(xì)目振動(dòng)篩組合成一體機(jī)（稱為“除砂清潔器”），用于進(jìn)一步處理底流，回收其中的液體。

主要技術(shù)參數(shù)與性能指標(biāo)

處理能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)能夠處理的鉆井液流量（立方米/小時(shí)）。

分離粒度：這是最關(guān)鍵的性能指標(biāo)，指能被有效分離（效率達(dá)50%）的固體顆粒的直徑。除砂器 通常設(shè)計(jì)用于分離44-74微米（200-100目） 以上的顆粒。

工作壓力：進(jìn)料口需要維持一定的壓力（通常為0.2-0.4MPa）以保證產(chǎn)生足夠的離心力。

注意區(qū)分：固體控制系統(tǒng)通常按處理顆粒大小分級(jí)：

振動(dòng)篩：級(jí)凈化，去除>74μm的粗顆粒。

除砂器：第二級(jí)凈化，去除44-74μm的細(xì)砂粒。

除泥器：第三級(jí)凈化，去除15-44μm的淤泥級(jí)顆粒。

離心機(jī)：第四級(jí)凈化，可分離2-5μm的極細(xì)顆粒和膠體。