除砂器定义与概述

除砂器是钻井液固相控制系统中的关键设备,主要用于去除钻井液中40-100微米(μm)尺寸范围的固体颗粒。作为固控系统的第二级净化设备,除砂器位于振动筛之后,除泥器之前,在钻井液净化流程中起着承上启下的重要作用。

除砂器设备示意图

捷凯洲除砂器采用先进的水力旋流分离技术,通过离心力作用实现固液分离,能有效去除钻井液中的砂粒、岩屑等有害固体颗粒,保持钻井液性能稳定,延长后续设备使用寿命,提高钻井效率。

除砂器的主要功能

  • 去除40-100微米范围的固体颗粒
  • 降低钻井液密度和粘度
  • 减少钻井液中的磨蚀性颗粒
  • 保护下游设备和钻具
  • 提高钻井速度和效率
  • 降低钻井液处理成本

捷凯洲除砂器采用优质材料和精密制造工艺,具有分离效率高、处理量大、使用寿命长等特点,广泛应用于石油钻井、天然气开采、地质勘探等领域。

主要组成部分

捷凯洲除砂器由多个精密部件组成,每个部件都经过精心设计和严格测试,确保设备整体性能优异。以下是除砂器的主要组成部分:

🌀

旋流器组件

核心分离部件,采用耐磨材料制成,产生高速旋流实现固液分离

📦

进料分配器

均匀分配钻井液到各个旋流器,确保处理效果一致

🔄

底流排放口

调节排放浓度,控制分离效果的关键部件

💧

溢流收集管

收集净化后的钻井液,返回循环系统

🛠️

支架与外壳

坚固的结构支撑,保护内部组件

⚙️

调节装置

调节底流排放口大小,优化分离效果

旋流器内部结构详解

除砂器的核心部件是水力旋流器,其内部结构精密设计以实现高效分离:

  • 进料口:切线方向设计,产生高速旋流
  • 圆柱段:延长旋流路径,提高分离时间
  • 锥体段:逐渐缩小直径,增加离心力
  • 涡流探测器:防止空气柱形成,稳定操作
  • 耐磨衬里:特殊材料保护,延长使用寿命

捷凯洲旋流器采用计算机流体动力学(CFD)优化设计,确保最佳的分离效率和最小的能量损失。

旋流器内部结构图

分类与类型

根据不同的应用需求和技术特点,捷凯洲提供多种类型的除砂器,满足各种工况条件下的钻井液处理需求。

按旋流器直径分类

🔵

大直径除砂器

旋流器直径≥250mm,处理量大,适合初级除砂

🟠

中直径除砂器

旋流器直径150-200mm,平衡处理量与分离精度

🟢

小直径除砂器

旋流器直径≤100mm,分离精度高,处理量较小

按结构形式分类

🏗️

立式除砂器

垂直安装,占地面积小,适合空间有限场合

🛏️

卧式除砂器

水平安装,维护方便,适合大型固控系统

📦

集装箱式除砂器

集成化设计,便于运输和快速部署

🔄

模块化除砂器

可灵活组合,适应不同处理量需求

按处理能力分类

类型 处理量(m³/h) 旋流器数量 适用场景
小型除砂器 50-100 4-6个 地质勘探、小型钻井
中型除砂器 100-300 8-12个 常规油气井、水井
大型除砂器 300-600 16-20个 深井、超深井
超大型除砂器 600-1000 24-30个 海洋平台、大型项目

捷凯洲还可根据客户特殊需求定制除砂器,包括特殊材料、特殊尺寸和特殊功能配置。

关键性能参数

除砂器的性能直接影响钻井液处理效果和钻井作业效率。捷凯洲除砂器经过精心设计和严格测试,确保各项性能参数达到行业领先水平。

主要技术参数

参数名称 参数范围 测试标准 重要性
处理能力 50-1000 m³/h API 13C 决定系统匹配性
分离粒度 40-100 μm 激光粒度分析 影响净化效果
工作压力 0.2-0.4 MPa 压力表测量 关系运行稳定性
压降 0.1-0.3 MPa 压差计测量 影响能耗
分离效率 ≥90% 重量分析法 核心性能指标
底流浓度 可调节 固相含量测试 影响处理效果

性能影响因素

📏

旋流器尺寸

直径影响处理量和分离粒度,需根据需求选择

💧

进料压力

影响旋流强度和分离效率,需保持稳定

⚖️

钻井液性质

密度、粘度影响分离效果,需针对性调整

🔄

底流调节

合理的底流排放是高效分离的关键

⏱️

运行时间

长时间运行可能导致磨损,影响性能

🧰

维护状况

定期维护保持最佳性能

捷凯洲除砂器在出厂前均经过严格测试,确保各项参数达到设计要求。我们提供详细的操作参数建议,帮助客户获得最佳使用效果。

工作原理

除砂器基于水力旋流分离原理工作,利用离心力实现不同密度、不同粒径颗粒的分离。捷凯洲除砂器通过优化设计,使这一物理过程达到最高效率。

工作过程详解

  1. 进料加速:钻井液在压力作用下切线进入旋流器,形成高速旋转流
  2. 旋流形成:在旋流器内形成强烈的三维旋转流动
  3. 离心分离:固体颗粒在离心力作用下向壁面运动
  4. 沉降分离:重颗粒沿壁面向下运动,从底流口排出
  5. 溢流排出:净化后的液体形成内旋流,从上部溢流管排出

整个过程是连续的,无需任何运动部件,依靠流体动力学原理实现高效分离。

除砂器工作原理图

关键技术特点

🌀

双涡流设计

外旋流向下,内旋流向上,增强分离效果

能量高效利用

优化的进料结构减少能量损失

📊

流场优化

CFD模拟优化的内部流道设计

🛡️

空气柱控制

特殊设计避免空气柱干扰

分离效率影响因素

  • 旋流器几何尺寸:直径、锥角、进出口尺寸等
  • 操作参数:进料压力、处理量、底流比等
  • 物料性质:固体浓度、颗粒分布、液体粘度等
  • 磨损状况:内部表面的磨损程度

捷凯洲工程师团队可根据具体工况参数,为客户提供最优的操作参数建议,确保除砂器发挥最佳性能。

应用场景

捷凯洲除砂器广泛应用于各种需要钻井液固相控制的领域,为不同行业的客户提供高效的固液分离解决方案。

石油钻井

石油天然气钻井

去除钻屑,保持钻井液性能,提高钻井效率

页岩气开发

页岩气开发

处理水平井钻井液,去除细小固体颗粒

地质勘探

地质勘探

用于岩心钻探和小型钻井项目

煤层气开发

煤层气开发

处理含煤粉的钻井液,保护下游设备

地热钻井

地热钻井

高温环境下的钻井液处理

矿山钻井

矿山钻井

处理高密度、高固相含量的钻井液

特殊应用案例

  • 海洋钻井平台:耐腐蚀设计,适应海洋环境
  • 沙漠地区钻井:防沙尘设计,适应恶劣气候
  • 极地钻井:低温材料,防冻设计
  • 环保钻井:配合废弃物处理系统,减少环境影响
  • 超深井钻井:高压设计,适应深井条件

无论您面临何种钻井挑战,捷凯洲都能提供最适合的除砂解决方案。我们的工程师团队拥有丰富的应用经验,可为您提供专业的技术支持。

维护与操作要点

正确的操作和维护是确保除砂器长期稳定运行的关键。捷凯洲除砂器设计考虑了易维护性,同时我们提供详细的操作指南和维护建议。

操作要点

🔛

启动前检查

确认所有阀门状态,检查管路连接

💧

进料控制

逐步增加进料量至设计值,避免冲击

🔄

底流调节

调整底流口至"伞状"排放状态

👀

运行监控

定期检查压力、振动和排放状态

🛑

停机程序

先关闭进料,后冲洗系统

📝

记录保持

记录运行参数和异常情况

日常维护

维护项目 频率 检查内容 注意事项
日常检查 每班 压力、振动、泄漏 记录异常情况
旋流器检查 每周 磨损、堵塞 必要时更换
阀门维护 每月 灵活性、密封性 润滑活动部件
管路检查 每季度 磨损、腐蚀 特别注意弯头处
全面检修 每年 所有部件 更换磨损件

常见故障处理

🚫

处理量下降

检查进料泵、阀门和管路是否堵塞

🔊

异常振动

检查安装螺栓和内部磨损情况

💦

分离效果差

调整底流口,检查旋流器磨损

🛠️

泄漏

紧固连接件或更换密封件

捷凯洲为所有除砂器提供详细的操作维护手册,并可根据客户需求提供现场培训和指导服务。定期维护不仅能延长设备寿命,还能确保最佳处理效果。

配套设备

除砂器作为固控系统的重要组成部分,需要与其他设备协同工作才能发挥最佳效果。捷凯洲提供完整的配套设备解决方案,确保系统整体性能优异。

主要配套设备

🔄

进料泵

提供稳定压力和流量,确保除砂器高效运行

📦

振动筛

前置粗过滤,去除大颗粒,保护除砂器

🌀

除泥器

后续精处理,去除更细小的颗粒

💨

真空除气器

去除钻井液中的气体,提高除砂效率

🛢️

泥浆罐

提供缓冲容量,稳定系统运行

控制系统

自动化控制,优化运行参数

配套设备选型指南

设备类型 选型要点 捷凯洲推荐
进料泵 流量、扬程匹配,耐磨设计 离心式渣浆泵,流量大于除砂器处理量20%
振动筛 处理量匹配,筛网目数合理 直线振动筛,80-100目筛网
除泥器 处理精度衔接,数量匹配 4-6个10"旋流器,处理10-40μm颗粒
控制系统 自动化程度,监测参数 PLC控制,监测压力、流量等关键参数

系统集成服务

捷凯洲不仅提供高质量的除砂器,还能为客户提供完整的固控系统集成服务:

  • 系统设计:根据工况设计最优系统配置
  • 设备选型:选择最适合的配套设备
  • 安装指导:提供专业的安装指导服务
  • 调试优化:现场调试,优化系统参数
  • 操作培训:培训操作和维护人员
  • 售后服务:提供长期技术支持和备件服务

选择捷凯洲除砂器及配套设备,您将获得完整的一站式解决方案,确保钻井液处理系统高效稳定运行。

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无论您有任何关于除砂器的需求或技术问题,我们的专业团队都乐意为您提供帮助。

联系电话:15339083332(胡先生)

电子邮箱:jkz188@163.com

公司地址:陕西省宝鸡市眉县金渠镇霸王河工业园区秀舒路西段2号

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