旋流器離心分離:鉆井液進入除泥旋流器后,沿旋流器內(nèi)壁高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達數(shù)千轉(zhuǎn) / 分鐘),產(chǎn)生強烈的離心力場。在離心力作用下,鉆井液中密度較大的細微固相顆粒(如 2-74μm 的泥質(zhì)顆粒)被甩向旋流器內(nèi)壁,沿壁面螺旋向下運動,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。
振動篩二次過濾:從旋流器底流口排出的底流砂漿,直接落入下方的振動篩(除泥篩)。振動篩通過電機驅(qū)動產(chǎn)生高頻振動(振動頻率通常為 1500-3000 次 / 分鐘),利用篩網(wǎng)的精細孔徑(常見篩網(wǎng)目數(shù)為 150-325 目,對應(yīng)孔徑約 48-96μm),進一步過濾底流砂漿中的細微固相 —— 固相顆粒被截留在篩網(wǎng)上,隨振動逐漸從篩網(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、振動篩、進料系統(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(常見數(shù)量為 4-12 個)規(guī)格相同的旋流器并聯(lián)組成,以提高處理量(單臺旋流器處理量約 5-20m3/h,多臺并聯(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,延長使用壽命;外殼多為鑄鐵或工程塑料,保證結(jié)構(gòu)強度。
關(guān)鍵參數(shù):旋流器直徑是核心參數(shù)(常見直徑為 100-150mm),直徑越小,離心力越強,對細顆粒的分離效率越高,但處理量相對較?。环粗?,直徑越大,處理量越大,但分離粒度上限略高。
振動篩(除泥篩):是二次過濾的關(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篩類似,但篩網(wǎng)更精細、振動參數(shù)更適配細微固相分離。
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,上層粗篩網(wǎng)保護下層細篩網(wǎng),延長細篩網(wǎng)使用壽命。
振動機構(gòu):多采用 “偏心塊式振動電機” 或 “激振器” 驅(qū)動,通過調(diào)整偏心塊角度可改變振動幅度(通常為 1-3mm),以適應(yīng)不同底流砂漿的粘度和含固量,確保過濾效率。
進料系統(tǒng):負責將上游鉆井液穩(wěn)定輸送至旋流器組,主要包括進料管路、高壓泵、分配器。
高壓泵:提供足夠的進料壓力(0.2-0.4MPa),保證鉆井液在旋流器內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)流,是離心分離的動力來源;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)有多個均勻分布的流道,確保鉆井液均勻分配至每個旋流器,避免因個別旋流器進料不均導(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)備運行時因振動產(chǎn)生位移。部分移動式除泥器的底座還裝有滾輪,方便現(xiàn)場安裝與調(diào)整;底座下方通常設(shè)有鉆井液回流槽,用于收集振動篩過濾后的鉆井液,引導(dǎo)其返回循環(huán)系統(tǒng)。
