除砂器是石油鉆井固相控制系統(tǒng)的核心設備之一,主要用于去除鉆井液中粒徑≥74μm 的砂粒、巖屑等有害固相。它的重要性貫穿鉆井作業(yè)的、效率、成本、質(zhì)量四大核心維度,是保障鉆井工程順利推進的 “關鍵防線”。若缺少或失效,會直接引發(fā)鉆井液性能惡化、井下事故頻發(fā)、設備損耗加劇等一系列連鎖問題。
詳細闡述其在石油鉆井中的不可替代性:
一、 維持鉆井液性能穩(wěn)定,保障鉆井液核心功能
鉆井液被稱為 “鉆井的血液”,承擔攜巖、冷卻潤滑鉆具、穩(wěn)定井壁、平衡地層壓力、傳遞水力能量五大核心功能。除砂器的首要作用是控制鉆井液中的有害固相含量:
若砂粒等大粒徑固相過多,會導致鉆井液黏度、切力急劇升高,流變性嚴重惡化 —— 攜巖能力反而下降(固相顆?;ハ喔蓴_,無法有效懸浮巖屑),泵壓大幅增加,甚至引發(fā)鉆井液 “稠化”,造成循環(huán)系統(tǒng)癱瘓。
除砂器可分離有害固相,保留鉆井液中的有益固相(如膨潤土,用于維持黏度和濾失性),確保鉆井液的濾失量、密度、流變性始終符合設計要求,保障其核心功能的正常發(fā)揮。
二、 保護井下鉆具與地面設備,大幅降低故障風險
砂粒具有強的磨蝕性,高速流動的鉆井液攜帶砂粒會對井下和地面設備造成嚴重損害,除砂器是有效防護屏障:
井下設備保護:鉆頭(牙齒、軸承)、螺桿鉆具、MWD/LWD 隨鉆測量儀器、鉆鋌、鉆桿等是鉆井作業(yè)中且昂貴的核心部件。砂粒的沖蝕會導致鉆頭壽命縮短 50% 以上,螺桿鉆具的定子橡膠快速磨損,隨鉆儀器的傳感器失靈,鉆桿內(nèi)壁出現(xiàn)溝槽狀磨損 —— 引發(fā)鉆頭提前報廢、鉆具刺漏、儀器失效等故障,需要頻繁起下鉆處理,嚴重耽誤作業(yè)進度。
地面設備保護:泥漿泵的缸套、活塞、凡爾體,以及鉆井液管線、閥門等,都是易受磨蝕的易損件。砂粒的存在會使泥漿泵易損件的更換周期縮短至原來的 1/3~1/2,大幅增加設備維修成本和停機時間。除砂器可去除 90% 以上的大粒徑砂粒,顯著降低地面設備的磨蝕速度。
