鉆井液除砂器是鉆井過程中用于清除鉆井液中有害固相顆粒的關(guān)鍵設(shè)備,以下是其相關(guān)介紹:
工作原理
鉆井液除砂器主要利用離心力原理進(jìn)行工作。含砂鉆井液從切線方向進(jìn)入除砂器的旋流器,在旋流器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),形成離心力場。由于固相顆粒的密度大于鉆井液的密度,在離心力的作用下,固相顆粒被甩向旋流器的內(nèi)壁,并沿內(nèi)壁向下運(yùn)動,終從底流口排出。而經(jīng)過除砂后的鉆井液則從旋流器的頂部溢流口流出,返回鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。
結(jié)構(gòu)組成
旋流器:是除砂器的核心部件,通常由耐磨材料制成,如聚氨酯等。它的形狀為上部呈圓筒形、下部呈圓錐形的結(jié)構(gòu),根據(jù)處理量和分離粒度的不同,有多種規(guī)格和尺寸。
進(jìn)料管:用于將含砂鉆井液引入旋流器,其設(shè)計(jì)應(yīng)保證鉆井液能夠以合適的速度和角度進(jìn)入旋流器,以實(shí)現(xiàn)良好的分離效果。
溢流管:位于旋流器的頂部,經(jīng)過除砂后的鉆井液通過溢流管流出,進(jìn)入后續(xù)的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。
底流管:位于旋流器的底部,排出分離出的固相顆粒,通常連接到一個收集裝置或進(jìn)一步的處理設(shè)備。
支架:用于支撐和固定旋流器及其他部件,保證設(shè)備在工作過程中的穩(wěn)定性。
性能參數(shù)
處理能力:指除砂器在單位時間內(nèi)能夠處理的鉆井液體積,通常以立方米每小時(m3/h)為單位。處理能力的大小取決于旋流器的規(guī)格和數(shù)量,以及鉆井液的性質(zhì)和工作條件。
分離粒度:是衡量除砂器性能的重要指標(biāo),指能夠有效分離出的固相顆粒的小粒徑,一般用微米(μm)表示。常見的除砂器分離粒度在40 - 74μm左右,但具體數(shù)值會因設(shè)備型號和工作條件而有所不同。
溢流含砂量:指經(jīng)過除砂器處理后,從溢流口流出的鉆井液中所含固相顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。溢流含砂量越低,說明除砂器的除砂效果越好。
應(yīng)用領(lǐng)域
石油天然氣鉆井:在石油和天然氣勘探開發(fā)過程中,鉆井液除砂器是鉆井液固相控制設(shè)備的重要組成部分,用于清除鉆井液中的巖屑、砂粒等固相顆粒,防止這些顆粒對鉆井設(shè)備造成磨損,同時保證鉆井液的性能穩(wěn)定,提高鉆井效率和質(zhì)量。
地?zé)徙@井:地?zé)徙@井過程中也需要使用鉆井液來冷卻鉆頭、攜帶巖屑等。除砂器可有效去除鉆井液中的砂粒,保護(hù)鉆井設(shè)備,確保地?zé)徙@井的順利進(jìn)行。
水井鉆井:在水井鉆探中,除砂器有助于去除鉆井液中的砂質(zhì)顆粒,防止砂粒進(jìn)入井內(nèi),影響水井的出水量和水質(zhì)。
維護(hù)保養(yǎng)
定期檢查:定期檢查設(shè)備的各個部件,包括旋流器、管道、閥門等,查看是否有磨損、泄漏等情況。如發(fā)現(xiàn)旋流器內(nèi)壁磨損嚴(yán)重,應(yīng)及時更換,以保證除砂效果。
清理雜質(zhì):及時清理除砂器進(jìn)出口管道內(nèi)的雜質(zhì)和堵塞物,防止影響鉆井液的正常流通。同時,定期清理底流口排出的固相顆粒,避免堆積過多造成堵塞。
潤滑保養(yǎng):對設(shè)備的轉(zhuǎn)動部件和連接部位進(jìn)行定期潤滑,確保其運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,減少磨損。
檢查密封件:檢查密封件的完好性,如發(fā)現(xiàn)密封不嚴(yán),應(yīng)及時更換密封件,防止鉆井液泄漏。