為何要除砂？——有害固相的危害

鉆井液中的砂粒等粗顆粒固相如果含量過高，會帶來巨大的風險和成本：

磨損設備：高速流動的含砂液體會嚴重磨損鉆井泵、鉆桿、閥門等關鍵設備，縮短其壽命，增加維修成本。

影響鉆井效率：附著在井壁上的巖屑會降低鉆速，并可能引起卡鉆等復雜井下事故。

破壞鉆井液性能：劣質固相會增加鉆井液的密度和粘度，影響其流變性，降低攜巖能力。

損害油氣層：過細的顆粒和過高的液柱壓力會堵塞油氣產(chǎn)層，影響最終的產(chǎn)量。

因此，對鉆井液進行分級凈化是鉆井作業(yè)中至關重要的環(huán)節(jié)。除砂器正是這凈化流程中的道關鍵防線，主要負責清除直徑大于74微米（200目）的顆粒。

工作原理：離心分離的威力

鉆井除砂器的核心工作原理是離心沉降。其主要工作部件是一個高速旋轉的錐形滾筒。

工作流程如下：

進料：被泥漿泵從井口返回的、含有巖屑的臟鉆井液，在一定的壓力下從進液管切向進入除砂器上部的圓柱段。

旋轉與加速：切向進入的方式使液體在滾筒內高速旋轉，形成一個強大的渦流。

離心分離：在高速旋轉產(chǎn)生的離心力作用下，密度較大的固相顆粒（如砂粒）被甩向滾筒內壁。

沉降與排出：由于錐形筒壁的結構，被分離的固相顆粒在向下旋轉的過程中不斷被濃縮，最終在底部底流口（排砂口）以“傘狀”形態(tài)排出。

溢流：經(jīng)過凈化、相對清潔的液體（含有更細的顆粒）則形成內層渦流，從上部的溢流管返回鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，進入下一級（如除泥器）凈化設備。

簡單來說，就像一臺超高速的洗衣機，利用旋轉將重的“沙子”甩出去，留下相對干凈的液體。

核心性能參數(shù)與選型

分離粒度：指設備能夠有效分離的顆粒直徑。通常以目（Mesh） 或微米（μm）表示。除砂器的典型分離粒度范圍為74-105微米（200-150目）。

處理能力：指單位時間內能夠處理的鉆井液流量，單位通常是立方米/小時或加侖/分鐘。選擇時需要與泥漿泵的排量匹配。

滾筒尺寸：滾筒直徑越大，處理能力越強，但分離精度會略有下降。

工作壓力：進液口需要維持一定的壓力以保證產(chǎn)生足夠的離心力。