典型的鉆井除砂器由以下核心部件組成:
旋流器(分離筒):
主體為錐形結(jié)構(gòu)(上粗下細),材質(zhì)多為耐磨鑄鐵、聚氨酯或陶瓷(抗沖刷、延長壽命),是實現(xiàn)固液分離的核心部件。
頂部設(shè)有進料口(切線方向)、溢流口(中心),底部為排砂口(接排砂管)。
進料系統(tǒng):
包括進料泵(通常為砂泵)和管路,負責(zé)將待處理的鉆井液以高壓、高速輸送至旋流器,提供離心分離的動力。
底座與支架:
支撐旋流器和進料系統(tǒng),部分機型配備振動篩(前置預(yù)處理設(shè)備),先去除大粒徑固相(如巖屑),減輕除砂器負荷。
控制系統(tǒng):
簡單機型通過閥門調(diào)節(jié)進料壓力和流量;大型或自動化系統(tǒng)配備壓力傳感器、流量計及控制柜,實時監(jiān)控分離效果并自動調(diào)節(jié)參數(shù)。
根據(jù)應(yīng)用場景和結(jié)構(gòu)特點,鉆井除砂器可分為:
單筒式除砂器:
僅含一個旋流器,適用于小型鉆井作業(yè)(如淺井、水井),處理量較?。ㄍǔ?5~20m3/h)。
多筒式除砂器:
由多個旋流器并聯(lián)組成(常見 3~6 個),處理量更大(可達 50~200m3/h),適用于深井、石油天然氣鉆井等大型工程,可通過控制開啟旋流器數(shù)量調(diào)節(jié)處理能力。
一體式除砂器:
與振動篩、除泥器等設(shè)備集成,形成多級固相控制系統(tǒng),提高鉆井液凈化效率,減少設(shè)備占地面積。
分離:
對 20~74μm 的砂粒分離效率可達 70%~90%,有效降低鉆井液中的含砂量,避免砂粒磨損鉆頭、鉆桿等設(shè)備。
適應(yīng)性強:
可根據(jù)鉆井液的黏度、密度及含砂量,通過調(diào)節(jié)進料壓力(通常 0.15~0.3MPa)、旋流器錐角等參數(shù)優(yōu)化分離效果。
結(jié)構(gòu)緊湊:
體積小、重量輕,便于安裝在鉆井平臺(尤其是海上鉆井平臺等空間受限場景)。
耐磨設(shè)計:
旋流器內(nèi)壁采用高耐磨材料,應(yīng)對砂粒的高速沖刷,延長使用壽命(通??蛇B續(xù)工作數(shù)千小時)。