鉆井除砂器是石油鉆井、地質勘探等領域中用于清除鉆井液（泥漿）中砂粒、巖屑等固相顆粒的關鍵設備，屬于鉆井液固控系統（Solid Control System）的重要組成部分。其核心功能是通過離心分離原理，將鉆井液中粒徑較大的固體顆粒（通常 15~150 微米）分離出來，降低鉆井液的含砂量，防止泵、鉆頭等設備的磨損，保障鉆井作業的效率和安全性。

主要結構

旋流器（Cyclone）：核心部件，由錐形體、圓柱體、進料口、溢流口和底流口組成，通常采用耐磨材料（如聚氨酯、碳化鎢）制造，抵抗高速流體沖刷。

儲漿罐（Tank）：用于儲存待處理的鉆井液，常配有攪拌器防止固相沉淀。

進料泵（Feed Pump）：將鉆井液從儲漿罐輸送至旋流器，提供足夠的壓力（通常 0.2~0.4MPa）以形成離心力。

控制系統：包括壓力表、流量計，監控運行參數；部分高端設備配備自動啟停和故障報警功能。

支架與底座：支撐旋流器和管道，確保設備穩定安裝。

工作原理

進料階段：鉆井液通過進料泵以一定壓力從旋流器圓柱體的切向進料口進入，形成高速旋轉的渦流。

離心分離：在離心力作用下，密度較大的砂粒、巖屑被甩向旋流器內壁，沿錐形體向下運動，從底流口排出（呈 “傘狀” 或 “繩狀” 流出）；密度較小的鉆井液則向中心聚集，從頂部溢流口返回鉆井液循環系統。

排渣與回收：分離出的固相顆粒經底流口排入渣罐，清潔后的鉆井液通過溢流口繼續參與循環。

核心優勢：

高效分離：對 15μm 以上顆粒的分離效率可達 90% 以上，保障鉆井液性能穩定。

耐磨設計：旋流器內襯采用聚氨酯等耐磨材料，使用壽命可達 500~1000 小時。

節能降耗：相比傳統過濾方式，能耗降低 30%~50%，且無需頻繁更換濾芯。

自動化集成：可與鉆井液振動篩、除泥器、離心機等設備聯動，形成多級固控系統。

典型應用場景

1. 石油與天然氣鉆井

常規鉆井：清除鉆井液中的巖屑、砂粒，防止泵閥磨損和管道堵塞，延長設備壽命。

深井與超深井：處理高黏度、高密度鉆井液，維持井下壓力平衡，降低卡鉆風險。

海洋鉆井平臺：集成于緊湊型固控系統，滿足海上作業的環保要求（減少固相排放）。

2. 地質與工程勘探

樁基施工、隧道挖掘中處理泥漿，回收膨潤土等材料，降低施工成本。

3. 環保與工業廢水處理

分離工業廢水中的砂粒、金屬顆粒，作為預處理環節使用。