钻井除砂器通常由多个旋流器（并联）安装在一个共同进料分配器（旋流器总成/除砂器总成） 上构成，以增加处理能力。

按旋流器尺寸（内径）分类（最常用）：

8英寸或10英寸除砂器： 早期使用较多，处理能力大但分离精度较低（分级点约74微米），主要用于去除较粗砂粒。现在已较少作为标准“除砂器”使用，有时用于初级除泥或处理高固相含量泥浆。

6英寸除砂器： 目前钻井现场最主流的除砂器尺寸。在合理操作条件下，分级点通常在40-60微米范围，能有效去除大部分有害砂粒。平衡了处理能力和分离精度。

4英寸除砂器： 分离精度更高（分级点可达20-40微米），但单只处理能力较小。常用于要求更高净化程度的场合（如小井眼钻井、超深井、页岩气钻井），或直接作为除泥器使用（此时称为4英寸除泥器）。在除砂系统中，有时会配置少量4英寸旋流器进行精除砂。

3英寸除泥器： 分离精度更高（分级点15-25微米），属于除泥器范畴，一般不在除砂器配置中。

核心功能与重要性

清除有害固相： 去除钻屑中中等粒度的砂粒（15-74微米），这些颗粒如果累积，会显著增加钻井液密度、粘度和切力，降低钻速，加剧设备磨损。

保护后续设备： 作为固控系统的第二道防线，减轻后续除泥器、离心机等设备的处理负荷，延长其使用寿命。特别是保护昂贵的离心机筛网和旋流器锥体。

维护钻井液性能： 保持钻井液合理的密度、流变性能（粘度、切力）和滤失性能，确保其携带岩屑、稳定井壁、冷却润滑钻头等核心功能。

提高钻井效率： 减少有害固相意味着更低的当量循环密度，更高的机械钻速，缩短钻井周期。

降低钻井成本： 减少钻井液稀释和化学处理的频率，降低钻井液维护成本；减少设备磨损和维护成本。

保障井下安全： 防止砂粒沉降导致卡钻、憋泵等复杂情况；维持良好的井眼清洁度，减少井壁失稳风险。

核心工作原理：旋流分离

目前主流的钻井除砂器均基于水力旋流分离原理工作，其核心组件是旋流器：

进料： 来自振动筛处理后的钻井液（仍含有较细的砂粒）在一定的压力（通常0.2-0.4 MPa）下，通过进料管沿切线方向高速进入锥形容器（旋流器）。

旋流产生： 切向入口的设计使钻井液在锥体内产生强烈的高速旋转流场。在离心力的作用下，密度较大的固体颗粒（砂粒）被甩向旋流器的内壁。

沉降与分离：

底流（Underflow）： 被甩向壁面的重颗粒（砂粒及少量泥）在重力作用下，沿着内壁螺旋向下运动，从底部细小的底流口（排砂口） 排出，形成“伞状”或“绳状”的泥砂混合物（通常排入钻井液罐的沉砂仓或收集槽）。

溢流（Overflow）： 中心区域形成低压区，密度较小的清洁钻井液（液相及少量极细颗粒）形成向上的内旋流，从顶部的溢流管（涡流导管） 排出，返回钻井液循环系统（通常进入除泥器罐或直接进入循环罐）。

分级点（Cut Point）： 旋流器对颗粒的分离效率不是绝对的。其“分级点”（D50）是指分离效率为50%的颗粒粒径。除砂器的设计目标分级点通常在15-74微米范围。小于该粒径的颗粒更倾向于进入溢流，大于该粒径的颗粒更倾向于进入底流。

钻井除砂器通常由多个旋流器（并联）安装在一个共同进料分配器（旋流器总成/除砂器总成） 上构成，以增加处理能力。