钻井液除砂器是石油天然气钻井过程中不可或缺的固控设备,主要用于清除钻井液中粒径在 44 - 74 微米的固相颗粒,如砂粒、岩屑等,对维持钻井液性能稳定、提高钻井效率和保护钻井设备起着关键作用。
其工作原理基于离心分离技术。钻井液通过进液管进入除砂器顶部的旋流器组,在高速旋转下,由于砂粒、岩屑等固相颗粒的密度大于钻井液,会在离心力作用下被甩向旋流器内壁,沿内壁螺旋向下运动,终从旋流器底部的底流口排出;而密度较小的钻井液则在中心形成向上的内旋流,从旋流器顶部溢流口流出,完成固液分离。
在石油天然气钻井作业中,钻井液除砂器应用广泛。无论是陆地钻井还是海洋钻井平台,只要使用钻井液钻进,都需要通过除砂器及时清除固相颗粒,防止砂粒磨损钻头、钻具和泥浆泵等设备,降低设备维修成本;同时,有效控制钻井液中的固相含量,有助于维持钻井液的流变性能,避免因固相过多导致钻井液黏度、切力升高,影响钻井效率和井下安全 。