鉆井除砂器是石油天然氣鉆探固控系統(tǒng)的二級核心設(shè)備，專用于清除鉆井液中 15~100μm 的砂粒、巖屑等磨蝕性雜質(zhì)。其核心價值在于保護鉆具、維持鉆井液性能、預(yù)防井壁坍塌，并顯著降低設(shè)備磨損成本。

工作原理

離心分離：高壓鉆井液切向注入錐形旋流筒，形成高速旋轉(zhuǎn)流場。

固液分層：重顆粒（砂/巖屑）受離心力甩向筒壁，從底流口排出；凈化鉆井液從頂部溢流管返回循環(huán)系統(tǒng)。

精度控制：通過調(diào)整旋流筒錐角（15°~20°）和進口壓力（0.2~0.4MPa），實現(xiàn)微米級顆粒分離。

關(guān)鍵技術(shù)與性能

分離：單筒處理量達 50~120m3/h，對＞45μm顆粒清除率超90%。

耐磨設(shè)計：旋流筒內(nèi)襯聚氨酯或陶瓷材質(zhì)，耐受砂粒沖刷，壽命超2000小時。

模塊化擴展：支持4~12筒并聯(lián)，靈活適配淺井至超深井的規(guī)模需求。

智能運維：快拆結(jié)構(gòu)實現(xiàn)10分鐘更換旋流筒；新型設(shè)備集成壓力傳感器，實時預(yù)警堵塞風險。

應(yīng)用場景

復(fù)雜地層作業(yè)：頁巖氣開發(fā)（應(yīng)對高石英含量地層）、深水鉆井（配合泥漿冷卻）。

關(guān)鍵流程環(huán)節(jié)：位于振動篩（一級除雜）之后，與除泥器（三級精濾）構(gòu)成多級凈化鏈。

事故預(yù)防：快速清除細砂防卡鉆，保護螺桿鉆具和離心泵。

行業(yè)創(chuàng)新方向

輕量化：碳纖維筒體減重30%，適配海洋平臺空間限制。

零排放技術(shù)：集成砂粒洗滌模塊，殘渣含水率＜15%，降低環(huán)保壓力。

AI協(xié)同控制：通過算法動態(tài)優(yōu)化底流口開度，維持"傘狀噴射"排渣狀態(tài)。

操作要點

流量匹配：超負荷運行會大幅降低分離效率，需按鉆井液粘度控制進料壓力。

排渣監(jiān)測：底流口需保持適度開合——過緊導(dǎo)致堵塞，過松引發(fā)泥漿流失。

周期性維護：每周檢測內(nèi)襯磨損程度，厚度低于原始值50%立即更換。

鉆井除砂器以物理離心分離技術(shù)為核心，通過模塊化、耐磨化、智能化設(shè)計，成為保障鉆井作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。其技術(shù)演進正推動油氣勘探向低能耗、低排放、高可靠性方向持續(xù)發(fā)展。選型需綜合考量地層特性、處理規(guī)模及自動化需求。