除泥器的工作原理與除砂器完全相同,都是基于離心沉降。其核心工作部件也是一個高速旋轉的錐形滾筒。
工作流程如下:
進料:經(jīng)過除砂器處理后的鉆井液,被小型供液泵(通常為砂泵)以較高壓力(0.2-0.4 MPa)從進液管切向注入除泥器。
高速旋轉:液體在錐形滾筒內高速旋轉,形成強大的渦流。
精細分離:在強大的離心力作用下,密度大于液相的細顆粒被甩向滾筒內壁。由于除泥器的滾筒直徑更小、錐度更長,產(chǎn)生的離心力更強,因此能分離出更細的顆粒。
沉降與排出:被分離的固相沿筒壁螺旋向下運動,從底部的底流口(排泥口)排出。
溢流:凈化后的清潔鉆井液則形成內旋流,從頂部的溢流管返回循環(huán)系統(tǒng),可進入離心機進行最終處理或直接參與循環(huán)。
簡而言之,除泥器是一臺“更精細”的離心分離機,專門用于捕捉“漏網(wǎng)”的細小顆粒。
主要結構特點與分類
除泥器的結構與除砂器相似,但為了達到更高的分離精度,有其獨特之處:
更小的滾筒直徑:這是與除砂器最直觀的區(qū)別。除泥器的錐形滾筒直徑通常為 4英寸、5英寸或6英寸(除砂器通常為8英寸、10英寸或12英寸)。更小的直徑在相同轉速下能產(chǎn)生更大的離心力,從而分離更細的顆粒。
更長的錐體:更長的錐度提供了更長的分離路徑,使細顆粒有更充分的時間被分離出去。
處理能力與并聯(lián)作業(yè):單個小直徑除泥器的處理能力有限。為了匹配鉆井液的大排量,通常將多個(如8、10、12甚至更多)除泥器單元并聯(lián)安裝在一個共同的主腔體(泥漿分配器)上,組成一個除泥器組。
根據(jù)滾筒數(shù)量,常稱為“8聯(lián)除泥器”、“12聯(lián)除泥器”等。
核心性能參數(shù)
分離粒度:除泥器的典型分離粒度范圍為15-25微米(約500-800目)。這是其與除砂器(74-105微米)的根本區(qū)別。
處理能力:單個4英寸滾筒的處理能力約為15-25 m3/h。通過并聯(lián)多個單元,可以滿足不同井況的流量需求。
工作壓力:需要更高的進口壓力(通常>0.2MPa)來產(chǎn)生足夠的離心力,因此需要配備專用的供液泵。
除泥器是固控流程中承上啟下的精加工環(huán)節(jié):
鉆井液凈化流程:振動篩(一級,>100μm)→ 除砂器(二級,74-105μm)→ 除泥器(三級,15-25μm)→ 離心機(四級,<5-10μm)
它的有效工作,極大地減輕了末級設備——離心機的處理負擔,避免了離心機因處理量過大或固相含量過高而失效,是整個固控系統(tǒng)、穩(wěn)定運行的重要保障。
