旋流器的工作原理
2020-12-15旋流器是利用颗粒的质量来分离固相的，所以分离过程和颗粒的密度及尺寸有关。而在非加重的钻井液中，由于固相的密度范围相对较窄，所以颗粒尺寸对分离过程影响最大。从砂泵出来的钻井液由于泵压的作用，一般以5~12m/s的速度通过进浆口后，沿切向进入旋流器内腔并同向高速旋流。离心力将高速旋转钻井液中的大颗粒甩向锥筒内壁，颗粒到达内壁后仍旧沿器壁向下螺旋滑动，最终在底流口沿沉砂管同少量钻井液一起排出，排出量的多少是由底流口的大小决定的；而夹带着小颗粒的旋流液将远离锥筒内壁，并在锥筒中心区域形成低压带，当旋流在接近底流口区域时受锥筒壁限制而变向，形成内螺旋向上的运动，经溢流管流回至钻井液罐。
当旋流分离的过程达到平衡时， 旋流器内实际上同时有两段呈相反螺旋运动的旋流，其中一股沿着器壁螺旋向下，另一股沿着容器中心轴螺旋向上。两股旋流沿不同方向运动，出现串流涡旋，速度非常高，这导致不能有效分离固相颗粒。两股液流往往在接触区域混合，部分固相颗粒会卷入相反的液流中，因此，旋流器不能够对不同尺寸的固相颗粒做精确的分离。为了提高旋流器的分离效率，可以将溢流管更深的插入锥筒内，这样可以在一定程度上减轻混合现象，溢流管插入越深，分离效果越好。
溢流管是延伸到锥筒内的空心圆管，能防止钻井液直接从溢流口排出，从而使钻井液向下流入锥筒。在离心力作用下，旋流液进入锥筒后同向高速旋流。并由此在锥筒中心处形成低压螺旋上升流，在底流口处，改变方向对着溢流管中心向上旋流。
由于向上运动的旋流在 旋流器中央形成低压带，在平衡式旋流器内，底流口会有两股流体相对流通，其中一股是吸入的空气，另一股则是排出的固相颗粒和少量液体。底流口开口大小与溢流管直径有关，他决定这排出固相的干湿程度。在非平衡式旋流器内，可能产生“绳状”排出底流，这会导致大量不同粒度级别的固相颗粒和过量的钻进液损失。因此，非平衡旋流器只是一个更小的沉降罐，操作方式同除砂器相似。
