957年左右,采礦工業(yè)使用的選礦機(jī)---錐形分級(jí)機(jī)被引進(jìn)到鉆井工程中。這種機(jī)器與來自乳品加工業(yè)的離心式分離器結(jié)合,成為后來的水力旋流除砂器進(jìn)入石油行業(yè)。根據(jù)從鉆井液中首先分離出重、粗組分的基本原理,被除去的固相組分的大小及數(shù)量取決于旋轉(zhuǎn)含砂鉆井液作離心運(yùn)動(dòng)時(shí)排出口的大小或錐形的大小。離心加速器引起重顆粒向著錐形容器壁移動(dòng),較重的顆粒從錐形容器的底部排出,清潔的鉆井液從錐形容器的上部流出進(jìn)入鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。鉆井液除砂錐形容器的直徑范圍為6~12in,能夠清楚大部分30~60μm以上的顆粒。通過更抗磨蝕材料的應(yīng)用和更精確的形體幾何的界定,鉆井液除砂器的作用得到了相當(dāng)大的提升。目前,水力旋流器已經(jīng)成為大多數(shù)固相分離系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
油田用鉆井液除砂器發(fā)展后,裸眼井壁的側(cè)壁鉆柱的粘卡與松軟、虛厚的濾餅有關(guān),得以很好的證明。1962年,在已有的鉆井液除砂器上安裝上4in水力旋流器清除鉆井液中的固相,結(jié)果比預(yù)期好得多。更出人預(yù)料的好處是延長了鉆頭使用壽命,降低了鉆井泵的修理費(fèi)用,提高了機(jī)械鉆速,減少了漏失復(fù)雜,降低了鉆井液成本。因?yàn)檫@些小尺寸的水力旋流器可以清除淤泥,淤流顆粒尺寸小至15~30μm,*終成為眾所周知的除泥器。