鉆井除泥器是鉆井液固控系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，主要用于分離鉆井液中粒度介于 2-74μm 之間的細(xì)微固相顆粒（如粘土、細(xì)粉砂、劣質(zhì)固相），通過(guò)分級(jí)凈化，維持鉆井液的性能穩(wěn)定（如粘度、密度、失水造壁性），同時(shí)減少有害固相對(duì)鉆井設(shè)備的磨損、降低鉆井液處理成本，是保障鉆井作業(yè)、進(jìn)行的關(guān)鍵固控設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探鉆井、煤層氣鉆井等領(lǐng)域。

鉆井除泥器基于離心沉降原理和篩分過(guò)濾原理結(jié)合工作，核心部件為 “除泥旋流器” 和 “振動(dòng)篩（又稱除泥篩）”，兩者協(xié)同完成細(xì)微固相的分離，具體流程如下：

鉆井液入料：經(jīng)上游設(shè)備（如鉆井除砂器）初步凈化后的鉆井液，通過(guò)高壓泵以一定壓力（通常 0.2-0.4MPa）輸送至除泥器的進(jìn)料分配器，分配器將鉆井液均勻分配至多個(gè)并聯(lián)的除泥旋流器內(nèi)。

旋流器離心分離：鉆井液進(jìn)入除泥旋流器后，沿旋流器內(nèi)壁高速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速可達(dá)數(shù)千轉(zhuǎn) / 分鐘），產(chǎn)生強(qiáng)烈的離心力場(chǎng)。在離心力作用下，鉆井液中密度較大的細(xì)微固相顆粒（如 2-74μm 的泥質(zhì)顆粒）被甩向旋流器內(nèi)壁，沿壁面螺旋向下運(yùn)動(dòng)，最終從旋流器底部的 “底流口” 排出，形成含固量高的 “底流砂漿”；而密度較小的潔凈鉆井液（即 “溢流液”）則向旋流器中心聚集，形成向上的螺旋流，從頂部的 “溢流口” 排出。

振動(dòng)篩二次過(guò)濾：從旋流器底流口排出的底流砂漿，直接落入下方的振動(dòng)篩（除泥篩）。振動(dòng)篩通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高頻振動(dòng)（振動(dòng)頻率通常為 1500-3000 次 / 分鐘），利用篩網(wǎng)的精細(xì)孔徑（常見(jiàn)篩網(wǎng)目數(shù)為 150-325 目，對(duì)應(yīng)孔徑約 48-96μm），進(jìn)一步過(guò)濾底流砂漿中的細(xì)微固相 —— 固相顆粒被截留在篩網(wǎng)上，隨振動(dòng)逐漸從篩網(wǎng)一端排出（成為 “廢泥渣”）；而砂漿中殘留的少量鉆井液則透過(guò)篩網(wǎng)，與旋流器溢流口排出的潔凈鉆井液匯合，重新返回鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鉆井液的回收利用。

鉆井除泥器的性能依賴于各部件的協(xié)同配合，主要由旋流器組、振動(dòng)篩、進(jìn)料系統(tǒng)、底座與支撐結(jié)構(gòu)四大部分組成，各部分功能明確：

除泥旋流器組：是離心分離的核心部件，通常由多個(gè)（常見(jiàn)數(shù)量為 4-12 個(gè)）規(guī)格相同的旋流器并聯(lián)組成，以提高處理量（單臺(tái)旋流器處理量約 5-20m3/h，多臺(tái)并聯(lián)可滿足不同鉆井規(guī)模需求）。

旋流器材質(zhì)：內(nèi)壁通常采用高耐磨材料（如聚氨酯、陶瓷、耐磨鑄鐵），以抵抗高速鉆井液的沖刷磨損，延長(zhǎng)使用壽命；外殼多為鑄鐵或工程塑料，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

關(guān)鍵參數(shù)：旋流器直徑是核心參數(shù)（常見(jiàn)直徑為 100-150mm），直徑越小，離心力越強(qiáng)，對(duì)細(xì)顆粒的分離效率越高，但處理量相對(duì)較?。环粗?，直徑越大，處理量越大，但分離粒度上限略高。

振動(dòng)篩（除泥篩）：是二次過(guò)濾的關(guān)鍵，也是除泥器的 “下游凈化單元”，其結(jié)構(gòu)與鉆井除砂器的振動(dòng)篩類似，但篩網(wǎng)更精細(xì)、振動(dòng)參數(shù)更適配細(xì)微固相分離。

篩網(wǎng)：采用金屬編織網(wǎng)或聚氨酯篩網(wǎng)，目數(shù)需與旋流器分離粒度匹配（如旋流器分離 2-74μm 顆粒，篩網(wǎng)目數(shù)需≥150 目，避免漏篩）；部分高端除泥篩采用 “雙層篩網(wǎng)” 設(shè)計(jì)，上層粗篩網(wǎng)保護(hù)下層細(xì)篩網(wǎng)，延長(zhǎng)細(xì)篩網(wǎng)使用壽命。

振動(dòng)機(jī)構(gòu)：多采用 “偏心塊式振動(dòng)電機(jī)” 或 “激振器” 驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整偏心塊角度可改變振動(dòng)幅度（通常為 1-3mm），以適應(yīng)不同底流砂漿的粘度和含固量，確保過(guò)濾效率。

進(jìn)料系統(tǒng)：負(fù)責(zé)將上游鉆井液穩(wěn)定輸送至旋流器組，主要包括進(jìn)料管路、高壓泵、分配器。

高壓泵：提供足夠的進(jìn)料壓力（0.2-0.4MPa），保證鉆井液在旋流器內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)流，是離心分離的動(dòng)力來(lái)源；泵型多為離心泵或螺桿泵，流量需與旋流器組處理量匹配。

分配器：安裝在旋流器組上方，內(nèi)部設(shè)有多個(gè)均勻分布的流道，確保鉆井液均勻分配至每個(gè)旋流器，避免因個(gè)別旋流器進(jìn)料不均導(dǎo)致分離效率下降。

底座與支撐結(jié)構(gòu)：用于固定旋流器組和振動(dòng)篩，通常采用鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，具備足夠的剛性和穩(wěn)定性，可避免設(shè)備運(yùn)行時(shí)因振動(dòng)產(chǎn)生位移。部分移動(dòng)式除泥器的底座還裝有滾輪，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)整；底座下方通常設(shè)有鉆井液回流槽，用于收集振動(dòng)篩過(guò)濾后的鉆井液，引導(dǎo)其返回循環(huán)系統(tǒng)。