泥浆清洁器 - 工作原理及应用
泥浆清洁器：工作原理与应用
泥浆清洁器是钻井泥浆固控系统中的核心设备之一，其核心价值在于经济高效地清除中细颗粒固体，
并回收宝贵的液相。
一、 工作原理：两步分离过程
泥浆清洁器的工作原理基于离心分离和振动筛分两种物理方法的结合。其工作流程可以清晰地分为
两个阶段：
第一阶段：旋流器离心分离
1、进料与加压：来自振动筛（一级处理）的泥浆，由砂泵输送至泥浆清洁器顶部的进料分配器，
确保泥浆均匀地分配给每个旋流器。
2、切向进入与旋流产生：泥浆在泵压（通常需要0.2-0.4MPa）下，沿切线方向高速进入每个锥形
旋流器。这种设计使泥浆在筒体内产生强烈的旋转运动（涡流）。
3、离心力分离：
在强大的离心力作用下，密度较大的固体颗粒被甩向旋流器的内壁。
这些颗粒在重力和向下螺旋流的作用下，沿着锥形壁滑向底部的底流口（排砂口）。
Meanwhile，经过净化的、密度较小的液相和极细颗粒在中心区域形成一个向上的内涡流。
4、两股流分出：
溢流（清洁泥浆）：向上的内涡流从旋流器顶部的溢流管排出，这是经过初步净化的泥浆，返
回泥浆循环系统继续使用。
底流（稠浆）：向下移动的固体颗粒与少量液体从底部的底流口排出，形成一种浓稠的浆液。
第二阶段：底流振动筛筛分回收
1、接收底流：从所有旋流器底流口排出的浓稠浆液，直接滴落或流到下方的细目振动筛（即底流
振动筛）上。
2、筛分与回收：
底流振动筛使用非常细的筛网（通常为150-200目，即75-100微米）。
液相和小于筛网孔径的极细颗粒在振动作用下透过筛网，流回泥浆罐，实现了液相的回收。这是
泥浆清洁器节约成本的关键一步。
大于筛网孔径的固体颗粒（即目标清除的中细颗粒）被筛网截留，在振动作用下被输送到筛箱前
端，作为钻屑排出。
工作原理核心总结：
“旋流器粗分，底流筛精收”。 旋流器负责将大部分中细颗粒从泥浆中“浓缩”出来，形成底流；
底流振动筛则负责将底流中的液体“挤”回去，只丢弃干一些的固体。
二、 主要应用
泥浆清洁器的应用贯穿于钻井作业的多个关键环节，其使用策略根据钻井阶段和泥浆类型动态调整。
1. 主要应用场景
非加重泥浆（水基或油基）钻井阶段：这是泥浆清洁器发挥最大效用的场景。在钻表层和技术
井段时，泥浆未被加重材料（如重晶石）加重。此时，泥浆清洁器可以毫无顾忌地清除所有中细颗
粒的钻屑，而不用担心损失昂贵的重晶石，能最有效地控制泥浆密度和粘度。
加重泥浆钻井阶段：在钻高压地层需要使用加重泥浆时，泥浆清洁器的应用需要格外谨慎。因
为重晶石（比重晶石密度大）的粒径（约5-74微米）与泥浆清洁器的目标清除颗粒粒径（15-74微
米）有重叠。如果直接使用，会损失大量重晶石，成本极高。在此阶段，泥浆清洁器通常备用或停
用。其角色由离心机接替，因为离心机可以更精确地分离出超细钻屑（<5-10微米）而保留大部分
重晶石。
2. 在固控系统中的位置与作用
在一个标准的五级固控系统中，泥浆清洁器的位置和作用至关重要：
井口 → 振动筛（去除粗颗粒）→ 除气器（去除气体）→ 除泥器/泥浆清洁器（去除中细颗粒）→
离心机（去除超细颗粒）→ 清洁泥浆
承上启下：它处理振动筛无法去除的细颗粒，减轻了下游离心机的处理负荷，保护离心机免于被
中颗粒过快磨损。
控制泥浆性能：中细颗粒是导致泥浆密度、粘度和切力升高的主要因素。有效清除它们，是维持
泥浆理想流变性能、保证钻井效率和安全（如防止卡钻）的关键。
经济与环保：通过底流筛回收液相，显著减少了泥浆的消耗和补充成本，同时也减少了废弃物的
排放量，更具有环保效益。
3. 与除泥器的关系和应用选择
除泥器：使用更大尺寸的旋流器（如8-12英寸），主要清除较粗的细颗粒（约44-74微米）。很多
除泥器不配备底流振动筛，底流直接排弃，泥浆浪费较大。
泥浆清洁器：使用较小尺寸的旋流器（如4-5英寸），清除更细的颗粒（约15-74微米），且必配
底流振动筛。
应用选择：
对泥浆性能要求不高或浅井：可只使用除泥器。
对泥浆性能要求高、中深井及以上：通常将除泥器和泥浆清洁器串联使用，形成多级净化：泥浆
先经过除泥器去除较粗细颗粒，再经过泥浆清洁器去除更细的颗粒，净化效果更好。
高效作业模式：直接使用泥浆清洁器（因其具备回收功能），跳过单独的除泥器。
总结
方面 泥浆清洁器
核心原理 离心分离 + 筛分回收
目标颗粒 15-74 微米（中细颗粒）
关键部件 一组小尺寸旋流器 + 一台细目底流振动筛
核心应用 非加重泥浆钻井阶段，用于精确控制泥浆性能。
核心价值 经济高效地净化泥浆，并回收液相，节约成本，保障钻井安全与效率。
简单来说，泥浆清洁器就像是泥浆的“精细过滤器”，在保证钻井液性能、提高钻速和降低整体钻井成
本方面扮演着不可替代的角色。
