钻井除砂器是一种利用旋流分离原理的机械设备。它通过离心力将钻井液中密度较大的固体颗粒（如钻屑、砂粒）与液体分离开来，从而净化钻井液。

在钻井过程中，钻头破碎地层岩石会产生大量不同尺寸的钻屑。这些钻屑混入钻井液（泥浆）中，会严重影响泥浆的性能，如增加密度、粘度，磨损钻井设备，降低机械钻速，甚至引发卡钻等复杂情况。因此，必须及时将它们清除。

工作原理：旋流分离

除砂器的核心工作原理是离心沉降。其工作流程如下：

进料：被泥浆泵吸入的、含有钻屑的钻井液在一定的压力下，从除砂器侧面沿切线方向进入锥形旋流器的进料口。

旋流产生：钻井液在圆筒段和锥形段内高速旋转，形成强烈的螺旋流。在离心力的作用下，密度较大的固体颗粒被甩向旋流器的内壁。

分离：

底流（排砂口）：在离心力和自身重力的共同作用下，沿内壁旋转向下的固体颗粒从锥体底部的细小出口（底流口）排出。排出的通常是较粗的颗粒和少量液体，形态像“伞”状。

溢流（排液口）：经过净化的、相对清洁的钻井液以及大部分液体，在旋流器中心形成一个向上的内旋流，从顶部的中心管（溢流管）排出，返回循环系统继续使用。

主要结构特点

一台典型的除砂器通常由以下部分组成：

旋流器：核心部件，通常由耐磨材料（如聚氨酯、陶瓷等）制成的锥形筒体，以抵抗钻井液中固相颗粒的磨损。

进料管：连接泥浆泵和旋流器，输送待处理的钻井液。

溢流管和溢流箱：收集清洁的钻井液。

底流口（排砂口）：可更换的耐磨部件，口径大小决定了分离颗粒的粒度。

支架和集料槽：用于固定旋流器组并收集底流排出的废渣。

振动筛（可选）：许多除砂器会与一个细目振动筛组合成一体机（称为“除砂清洁器”），用于进一步处理底流，回收其中的液体。

主要技术参数与性能指标

处理能力：单位时间内能够处理的钻井液流量（立方米/小时）。

分离粒度：这是最关键的性能指标，指能被有效分离（效率达50%）的固体颗粒的直径。除砂器 通常设计用于分离44-74微米（200-100目） 以上的颗粒。

工作压力：进料口需要维持一定的压力（通常为0.2-0.4MPa）以保证产生足够的离心力。

注意区分：固体控制系统通常按处理颗粒大小分级：

振动筛：第一级净化，去除>74μm的粗颗粒。

除砂器：第二级净化，去除44-74μm的细砂粒。

除泥器：第三级净化，去除15-44μm的淤泥级颗粒。

离心机：第四级净化，可分离2-5μm的极细颗粒和胶体。