钻井除砂器是一种用于油气田钻井平台上的固体控制设备,属于二级泥浆净化设备,主要用于清除钻井液中的砂粒等固相颗粒。
作用:有效去除钻井液中直径 40-150 微米的固相颗粒,提高钻井液的质量,降低钻井液的粘度和密度,改善其流动性,同时减少砂粒对钻头和其他钻井设备的磨损,延长设备使用寿命,优化钻井过程,还能降低对周围土壤和水源的污染风险。
工作原理
离心沉降分离原理:钻井液通过砂泵产生一定的压力和速度,沿旋流器内壁螺旋进入。由于砂粒与钻井液的密度不同,在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下,较粗的颗粒在离心力和重力的作用下沿旋流器内壁螺旋下沉,从底流口排出,落在下面的细目振动筛上进一步分离,其余介质沿旋流器螺旋上升,从溢流口进入下一级分离设备。
重力分离辅助:在离心分离的基础上,利用重力作用,使固相颗粒在设备底部的收集槽中进一步沉降,实现更彻底的固液分离。
结构组成
旋流器:是除砂器的核心部件,通常由高耐磨聚氨酯材质或高铬铸铁材质制成,常见的旋流器直径有 8 英寸、10 英寸、12 英寸等,根据处理量的大小,可选择几组旋流器组合成除砂器。
振动筛:一般位于旋流器下方,为圆振型振动筛,由激振电机驱动,用于对旋流器底流口排出的固相颗粒进行二次分离,进一步去除其中的细小颗粒。
进液管汇与出液管汇:进液管汇用于将钻井液引入除砂器,出液管汇则用于将经过除砂处理后的钻井液排出,输送到下一级处理设备或循环系统中。
砂泵:用于为钻井液提供压力和流速,使其能够进入旋流器进行离心分离,保证除砂器的正常工作。
支架总成:用于支撑和固定除砂器的各个部件,确保设备在运行过程中的稳定性。
技术参数
处理量:根据型号不同有所差异,常见的处理量范围从≤120m³/h 到≤240m³/h 不等。
工作压力:一般在 0.15-0.35Mpa 之间,以保证钻井液在旋流器内能够形成有效的旋流运动,实现固液分离。
分离粒度:主要用于分离钻井液中粒度为 47-76μm 的固相颗粒,但实际分离效果会受到多种因素的影响。
应用领域
石油与天然气钻井:广泛应用于石油、天然气的勘探和开采过程中的钻井作业,是保证钻井液性