工作原理:离心分离的威力
钻井除砂器的核心工作原理是离心沉降。其主要工作部件是一个高速旋转的锥形滚筒。
工作流程如下:
进料:被泥浆泵从井口返回的、含有岩屑的脏钻井液,在一定的压力下从进液管切向进入除砂器上部的圆柱段。
旋转与加速:切向进入的方式使液体在滚筒内高速旋转,形成一个强大的涡流。
离心分离:在高速旋转产生的离心力作用下,密度较大的固相颗粒(如砂粒)被甩向滚筒内壁。
沉降与排出:由于锥形筒壁的结构,被分离的固相颗粒在向下旋转的过程中不断被浓缩,最终在底部底流口(排砂口)以“伞状”形态排出。
溢流:经过净化、相对清洁的液体(含有更细的颗粒)则形成内层涡流,从上部的溢流管返回钻井液循环系统,进入下一级(如除泥器)净化设备。
简单来说,就像一台超高速的洗衣机,利用旋转将重的“沙子”甩出去,留下相对干净的液体。
核心性能参数与选型
分离粒度:指设备能够有效分离的颗粒直径。通常以目(Mesh) 或微米(μm)表示。除砂器的典型分离粒度范围为74-105微米(200-150目)。
处理能力:指单位时间内能够处理的钻井液流量,单位通常是立方米/小时或加仑/分钟。选择时需要与泥浆泵的排量匹配。
滚筒尺寸:滚筒直径越大,处理能力越强,但分离精度会略有下降。
工作压力:进液口需要维持一定的压力以保证产生足够的离心力。