钻井液除砂器的核心组件为 “除砂旋流器”,通过高速离心力放大颗粒的沉降差异,实现固液分离,具体流程如下:
加压进料:含砂钻井液经砂泵加压(入口压力通常为 0.2-0.4MPa)后,通过旋流器的 “切线进料口” 高速切入旋流器内部,形成强烈的旋转涡流(转速可达 1000-2000r/min)。
离心分层:在高速旋转产生的离心力(通常为重力的 50-200 倍)作用下,密度远大于钻井液的砂粒(密度约 2.6g/cm³,钻井液密度约 1.0-2.2g/cm³)被甩向旋流器内壁,沿壁面以螺旋线轨迹向下运动,形成 “底流”(主要成分为砂粒与少量钻井液)。
清液上升:去除砂粒后的洁净钻井液(称为 “溢流”)则在旋流器中心形成低压上升涡流,沿顶部的 “溢流管” 排出,返回钻井液循环系统重复使用。
底流收集:部分除砂器配套 “底流振动筛”,对排出的底流进行二次过滤,回收其中的钻井液,进一步降低药剂损耗与环保处理成本。