鉆井除泥器基于離心沉降原理工作,核心部件是一組(通常為 4-12 個(gè))錐形的旋流器。其工作流程如下:
高壓進(jìn)料:經(jīng)振動篩、除砂器預(yù)處理后的鉆井液,在離心泵的高壓(一般 0.2-0.4MPa)作用下,沿旋流器圓柱段的切線方向進(jìn)入器內(nèi)。
旋轉(zhuǎn)分離:鉆井液在旋流器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達(dá)數(shù)千轉(zhuǎn) / 分鐘),產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力。由于固相顆粒(密度大)與鉆井液(密度小)的密度差異,固相顆粒在離心力作用下被甩向器壁,并沿錐壁向下運(yùn)動,形成 “底流”(含大量細(xì)微固相的稠漿)排出;而凈化后的鉆井液(含少量細(xì)小顆粒)則向中心聚集,形成向上運(yùn)動的 “溢流”(澄清液),從旋流器頂部的溢流管排出,返回鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。
分離粒度控制:通過設(shè)計(jì)旋流器的錐角(通常為 10°-20°)、進(jìn)料口直徑、溢流口直徑等參數(shù),可控制分離粒度,確保 15-44μm 的顆粒被有效去除。
鉆井除泥器由以下關(guān)鍵部分組成:
旋流器組:核心分離單元,每個(gè)旋流器由圓柱段、圓錐段、進(jìn)料口、溢流口(溢流管)、底流口(排砂嘴)組成。材質(zhì)多為耐磨橡膠、聚氨酯或高鉻鑄鐵,以抵抗鉆井液中固相顆粒的沖刷磨損。
進(jìn)料 manifold(進(jìn)料總管):將高壓鉆井液均勻分配到各個(gè)旋流器的進(jìn)料口,保證各旋流器進(jìn)料壓力和流量一致。
底流收集槽:收集所有旋流器排出的底流(含細(xì)微固相),通常將其導(dǎo)入離心機(jī)進(jìn)一步處理,或直接排出。
溢流收集槽:收集凈化后的溢流液,通過管道返回鉆井液循環(huán)罐。
支架與底座:支撐整個(gè)設(shè)備,確保旋流器組安裝牢固、垂直度符合要求(避免因傾斜影響分離效率)。
配套泵:通常為砂泵或離心泵,為鉆井液進(jìn)入旋流器提供足夠的壓力和流量。
不同型號的除泥器參數(shù)因處理量、適用場景不同而有所差異,核心參數(shù)包括:
處理量:單臺設(shè)備的鉆井液處理能力,通常為 10-100m3/h,取決于旋流器數(shù)量(如 6 個(gè)旋流器的處理量約 30-60m3/h)。
旋流器規(guī)格:直徑常見 3 英寸、4 英寸(指圓柱段內(nèi)徑),直徑越小,分離粒度越細(xì)(如 3 英寸旋流器可分離 15μm 以上顆粒)。
工作壓力:進(jìn)料壓力一般為 0.2-0.4MPa,壓力過低會導(dǎo)致分離效率下降,過高則增加能耗和設(shè)備磨損。
分離粒度:有效分離粒度范圍 15-44μm,可通過調(diào)整底流口直徑(排砂嘴規(guī)格)微調(diào)(如小直徑排砂嘴可提高分離精度)。
旋流器數(shù)量:常見 4、6、8、12 個(gè),數(shù)量越多,處理量越大。