典型的钻井除砂器由以下核心部件组成:
旋流器(分离筒):
主体为锥形结构(上粗下细),材质多为耐磨铸铁、聚氨酯或陶瓷(抗冲刷、延长寿命),是实现固液分离的核心部件。
顶部设有进料口(切线方向)、溢流口(中心),底部为排砂口(接排砂管)。
进料系统:
包括进料泵(通常为砂泵)和管路,负责将待处理的钻井液以高压、高速输送至旋流器,提供离心分离的动力。
底座与支架:
支撑旋流器和进料系统,部分机型配备振动筛(前置预处理设备),先去除大粒径固相(如岩屑),减轻除砂器负荷。
控制系统:
简单机型通过阀门调节进料压力和流量;大型或自动化系统配备压力传感器、流量计及控制柜,实时监控分离效果并自动调节参数。
根据应用场景和结构特点,钻井除砂器可分为:
单筒式除砂器:
仅含一个旋流器,适用于小型钻井作业(如浅井、水井),处理量较小(通常 5~20m³/h)。
多筒式除砂器:
由多个旋流器并联组成(常见 3~6 个),处理量更大(可达 50~200m³/h),适用于深井、石油天然气钻井等大型工程,可通过控制开启旋流器数量调节处理能力。
一体式除砂器:
与振动筛、除泥器等设备集成,形成多级固相控制系统,提高钻井液净化效率,减少设备占地面积。
分离:
对 20~74μm 的砂粒分离效率可达 70%~90%,有效降低钻井液中的含砂量,避免砂粒磨损钻头、钻杆等设备。
适应性强:
可根据钻井液的黏度、密度及含砂量,通过调节进料压力(通常 0.15~0.3MPa)、旋流器锥角等参数优化分离效果。
结构紧凑:
体积小、重量轻,便于安装在钻井平台(尤其是海上钻井平台等空间受限场景)。
耐磨设计:
旋流器内壁采用高耐磨材料,应对砂粒的高速冲刷,延长使用寿命(通常可连续工作数千小时)。