鉆井除砂器是鉆井液固體控制（固控）系統(tǒng)中的第二級(jí)凈化設(shè)備（通常位于振動(dòng)篩之后）。它是一種基于離心分離原理的機(jī)械設(shè)備，主要任務(wù)是分離鉆井液中粒徑在44-106微米范圍的有害固體顆粒。它通常由一個(gè)小型旋流器和一臺(tái)底流振動(dòng)篩（旋流器振動(dòng)篩）組成。
除砂器的核心部件是旋流器，其工作原理如下：
切向進(jìn)料：在泥漿泵的壓力下，含有砂粒的鉆井液從旋流器筒體上部的進(jìn)料口沿切線方向高速注入。這種設(shè)計(jì)使泥漿在筒體內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
離心分離：在高速旋轉(zhuǎn)中，密度較大的固體顆粒（砂粒）在強(qiáng)大的離心力作用下被甩向筒體內(nèi)壁，并呈螺旋狀向下運(yùn)動(dòng)。
底流排放：攜帶大量固體顆粒的稠密泥漿從旋流器底部錐形端的小口（底流口）排出，落在下方的細(xì)目振動(dòng)篩上。振動(dòng)篩進(jìn)一步分離液體和固體，液體返回循環(huán)系統(tǒng)，固體被排出。
溢流回收：經(jīng)過凈化的、相對(duì)清潔的泥漿在旋流器中心形成一個(gè)低壓渦流，并向上從旋流器頂部的溢流管 排出，返回鉆井液罐，進(jìn)入下一級(jí)除泥器或離心機(jī)進(jìn)行處理。
除砂器的類型與結(jié)構(gòu)
除砂器通常按其旋流器的尺寸和處理能力來劃分：
按旋流器尺寸：
常規(guī)除砂器：旋流器內(nèi)徑通常為6英寸（152毫米）或8英寸（203毫米），主要用于分離44-106微米的顆粒。
除泥器：這是下一級(jí)設(shè)備（第三級(jí)），旋流器內(nèi)徑更小（通常為4英寸或5英寸），用于分離15-44微米的更細(xì)顆粒。除砂器和除泥器在結(jié)構(gòu)上相似，但分離粒度不同。
主要結(jié)構(gòu)組件：
旋流器組：由多個(gè)（如8、10、12個(gè)）并聯(lián)的旋流器組成，以增加處理量。
進(jìn)料管匯：將泥漿均勻分配到每個(gè)旋流器。
底流振動(dòng)篩（旋流器振動(dòng)篩）：位于旋流器下方，接收并處理從底流口排出的稠密泥漿，篩網(wǎng)目數(shù)通常較細(xì)（如200目以上），用于回收液體。
支架和集料槽：用于支撐設(shè)備和收集處理后的鉆井液。
在固控系統(tǒng)中的位置與應(yīng)用
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的四級(jí)或五級(jí)固控流程如下：
振動(dòng)篩（一級(jí)，清除>74微米粗顆粒）→ 除砂器（二級(jí)，清除44-106微米顆粒）→ 除泥器（三級(jí)，清除15-44微米顆粒）→ 離心機(jī)（四級(jí)，清除<15微米的超細(xì)顆粒和回收重晶石）
除砂器承上啟下，有效減輕了后續(xù)除泥器和離心機(jī)的負(fù)荷，是整個(gè)固控鏈條中至關(guān)重要的一環(huán)。它廣泛應(yīng)用于各種鉆井作業(yè)，特別是對(duì)設(shè)備保護(hù)和要求鉆井液性能穩(wěn)定的中深井、深井作業(yè)中。