臥式超高壓旋流除砂裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種臥式超高壓旋流除砂裝置，包括水平設置的除砂筒、豎直設置在所述除砂筒右端的積砂筒以及安裝在所述積砂筒底部的排砂管道；所述除砂筒的筒壁上左右錯位安裝有射流進口管道和射流出口管道，所述除砂筒內(nèi)從左至右依次嵌置有防沖筒和可拆換的旋流筒；所述積砂筒的側(cè)壁上設有排液口，所述積砂筒的底部設有與所述排砂管道連通的排砂口；所述排砂管道內(nèi)設置有輸水管道，所述輸水管道的外端穿過排砂管道的管壁與高壓水源連接，其內(nèi)端向上穿過排砂管道設置在積砂筒內(nèi)，所述輸水管道的內(nèi)端安裝有高壓噴頭，所述高壓噴頭位于排砂口的上方，所述排砂管道的底部設有出砂口。本實用新型除砂效率高，排砂勞動強度小，處理作業(yè)范圍大。
【專利說明】
臥式超高壓旋流除砂裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種油氣井采出液除砂裝置，具體涉及一種臥式超高壓旋流除砂
目.0
【背景技術】
[0002]在原油試采作業(yè)中，從油氣井中流到地面的流體中含有一定量的砂粒，在氣體高速運動下形成高速含砂射流。這種含砂射流對地面集輸管道及設備形成非常嚴重的沖蝕和磨蝕破壞，甚至可能刺穿管路件，發(fā)生泄漏事故，影響油田安全生產(chǎn)，造成周圍環(huán)境嚴重污染和不必要的經(jīng)濟損失。
[0003]因此，油氣井采出液在進入地面集輸系統(tǒng)前，需要安裝井口除砂裝置，對采出液進行除砂作業(yè)，將砂粒等固體顆粒盡可能分離出去。目前，油田上使用的除砂裝置根據(jù)除砂原理不同大致分為兩種，即過濾式除砂裝置和旋流式除砂裝置。過濾式除砂裝置通過內(nèi)置濾砂筒能夠過濾一定大小的固體顆粒，但由于其自身結構的限制，該裝置無法實現(xiàn)自動排砂，并且當井流含砂量較大時，不能及時清理濾砂筒，存在除砂效率不高，排砂勞動強度大的不足。旋流式除砂裝置大多用于油氣集輸系統(tǒng)中，其工作壓力一般較低，耐腐蝕性能較差，不能根據(jù)井流處理量和分級粒度的要求改變其旋流分離腔的結構尺寸，處理范圍有限。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種臥式超高壓旋流除砂裝置，它可以臥放的，具有除砂效率高、排砂勞動強度小、處理作業(yè)范圍大的優(yōu)點，且能夠在高壓工況和強腐蝕環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種臥式超高壓旋流除砂裝置，該裝置包括:水平設置的除砂筒、豎直設置在所述除砂筒右端的積砂筒以及安裝在所述積砂筒底部的排砂管道；
[0007]所述除砂筒的左端安裝有端蓋，所述除砂筒的筒壁上左右錯位安裝有射流進口管道和射流出口管道，所述射流出口管道位于射流進口管道的左側(cè)，所述除砂筒內(nèi)從左至右依次嵌置有防沖筒和可拆換的旋流筒，所述防沖筒上設有與所述射流出口管道連通的挖孔，所述旋流筒包括左側(cè)的圓柱形旋流筒和右側(cè)的圓錐形分離筒，所述圓柱形旋流筒上設有與所述射流進口管道連通的切向挖孔，所述圓柱形旋流筒的左端設置有隔離罩板，所述隔離罩板的中部設置有與所述防沖筒連通的溢流管，所述圓錐形分離筒的右端設有與所述積砂筒連通的沉砂口；
[0008]所述積砂筒的側(cè)壁上設有排液口，所述積砂筒的底部設有與所述排砂管道連通的排砂口 ；
[0009]所述排砂管道內(nèi)設置有輸水管道，所述輸水管道的外端穿過排砂管道的管壁與高壓水源連接，其內(nèi)端向上穿過排砂管道設置在積砂筒內(nèi)，所述輸水管道的內(nèi)端安裝有高壓噴頭，所述高壓噴頭位于排砂口的上方，所述排砂管道的底部設有出砂口。
[0010]按上述技術方案，所述溢流管上位于射流進口管道的位置套裝有用于增加旋流速度的起旋器。
[0011 ]按上述技術方案，所述積砂筒的內(nèi)腔距離底部一定距離處設計為倒圓臺形，所述積砂筒位于倒圓臺的底面設置有隔板，所述隔板沿周向均布開設有多個與所述排砂口連通的流砂槽。
[0012]按上述技術方案，所述高壓噴頭與積砂筒的內(nèi)壁之間通過鍵槽配合結構周向定位。
[0013]按上述技術方案，所述排液口上安裝有排液管道，所述排液管道上安裝有泄壓控制閥。
[0014]按上述技術方案，所述防沖筒的左端與端蓋抵接，其右端與隔離罩板抵接。
[0015]按上述技術方案，所述除砂筒的內(nèi)壁上設有環(huán)形臺階，所述環(huán)形臺階與隔離罩板的外邊緣之間通過鍵槽配合結構周向定位。
[0016]按上述技術方案，所述端蓋與除砂筒之間通過卡箍連接，并通過O型密封圈密封，所述除砂筒與積砂筒之間通過焊接連接，所述積砂筒與排砂管道之間通過螺栓連接，并通過金屬密封墊密封。
[0017]按上述技術方案，所述射流進口管道與圓柱形旋流筒的切向挖孔配合間隙處安裝有橡膠密封圈。
[0018]按上述技術方案，所述旋流筒的內(nèi)腔表面涂覆有耐磨陶瓷層。
[0019]本實用新型，具有以下有益效果:該裝置在除砂作業(yè)時，井流由除砂筒的射流進口管道切向射入旋流筒的上圓柱形旋流筒內(nèi)，在離心力的作用下實現(xiàn)旋流分離，除砂后的井流向上經(jīng)過隔離罩板上的溢流管進入防沖筒內(nèi)再從除砂筒的射流出口管道流向下游，井流中的砂粒等固相顆粒及部分油、水經(jīng)過旋流筒的沉砂口落入積砂筒內(nèi)，當油、水充滿積砂筒后，井流中液相介質(zhì)轉(zhuǎn)向經(jīng)溢流管流出，砂粒等固體顆粒在積砂筒內(nèi)的液相介質(zhì)中沉降，并在沉降過程中得到清洗；當積砂筒內(nèi)的砂堆高度接近旋流筒的沉砂口時，需要進行排砂作業(yè)，此時關閉除砂筒的射流進口管道，開啟與積砂筒排液口連通的排液管道上的泄壓控制閥，將筒體內(nèi)壓力降至許用值后關閉，然后開啟高壓噴頭和排砂管道上的控制閥，使高壓水從積砂筒內(nèi)腔底部射入筒體內(nèi)，高壓噴頭附近的砂堆含水量提高后變得易于流動或流態(tài)化，在筒體內(nèi)壓力的作用下，砂水混合物經(jīng)高壓噴頭下方的排砂口進入排砂管道，由出砂口排出，筒內(nèi)砂堆在重力作用下不斷填補下方空隙，直至完全排出。
[0020]本實用新型可以臥放，旋流筒可拆卸式安裝固定在厚壁的除砂筒內(nèi)部，結構簡單、成本低廉，既能夠在超高壓力下有效進行井流除砂作業(yè)，又可以根據(jù)井流處理量和分級粒度的要求靈活更換;旋流筒由圓柱形旋流筒和圓錐形分離筒組成，上下兩部分功能分明，可以確保井流中的砂粒等固體顆粒快速沉降分離;設置積砂筒內(nèi)腔底部的高壓噴頭可以噴射高壓水沖砂，進行自動排砂作業(yè)，提高排砂效率，降低人工作業(yè)勞動強度。
【附圖說明】
[0021]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0022]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
[0023]圖2為本實用新型實施例中旋流筒的結構示意圖。
[0024]圖3為本實用新型實施例中積砂筒的結構示意圖。
[0025]圖4為積砂筒的剖視圖。
[0026]圖5為本實用新型實施例中排砂管道的結構示意圖。
[0027]圖中:1-端蓋、2-0型密封圈、3-卡箍、4-射流出口管道、5_閥門、6_旋流筒、6.1-圓柱形旋流筒、6.2-圓錐形分離筒、6.3-隔離罩板、6.4-溢流管、6.5-沉砂口、7-除砂筒、8-積砂筒、8.1-流砂槽、8.2-排砂口、8.3-排液口、8.4-隔板、9-高壓噴頭、10-排砂管道、10.1-出砂口、11-輸水管道、12-射流進口管道、13-起旋器、14-防沖筒。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]在本實用新型的較佳實施例中，如圖1所示，一種臥式超高壓旋流除砂裝置，該裝置包括:水平設置的除砂筒7、豎直設置在除砂筒7右端的積砂筒8以及安裝在積砂筒8底部的排砂管道10;
[0030]如圖1、圖2所示，除砂筒7的左端安裝有端蓋I，除砂筒7的筒壁上左右錯位安裝有射流進口管道12和射流出口管道4，該兩管道上均安裝有閥門5，射流出口管道4位于射流進口管道12的左側(cè)，除砂筒7內(nèi)從左至右依次嵌置有防沖筒14和可拆換的旋流筒6，防沖筒14上設有與射流出口管道4連通的挖孔，旋流筒6包括左側(cè)的圓柱形旋流筒6.1和右側(cè)的圓錐形分離筒6.2，圓柱形旋流筒6.2上設有與射流進口管道12連通的切向挖孔，圓柱形旋流筒6.1的左端設置有隔離罩板6.3，隔離罩板6.3的中部設置有與防沖筒14連通的溢流管6.4，圓錐形分離筒6.2的右端設有與積砂筒8連通的沉砂口 6.5;
[0031 ]如圖1、圖3所示，積砂筒8的側(cè)壁上設有排液口 8.3，積砂筒8的底部設有與排砂管道10連通的排砂口 8.2;
[0032]如圖1、圖5所示，排砂管道10內(nèi)設置有輸水管道11，輸水管道11的外端穿過排砂管道10的管壁與高壓水源連接，其內(nèi)端向上穿過排砂管道10設置在積砂筒8內(nèi)，輸水管道11的內(nèi)端安裝有高壓噴頭9，高壓噴頭9位于排砂口8.2的上方，排砂管道10的底部設有出砂口10.1，其中，輸水管道與高壓噴頭和排砂管道均通過螺紋連接。
[0033]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，溢流管6.4上位于射流進口管道12的位置套裝有用于增加旋流速度的起旋器13。
[0034]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖3、圖4所示，積砂筒8的內(nèi)腔距離底部一定距離處設計為倒圓臺形，積砂筒8位于倒圓臺的底面設置有隔板8.4，隔板8.4沿周向均布開設有多個與排砂口 8.2連通的流砂槽8.1，便于在排砂作業(yè)時使砂水混合物順暢地通過流砂槽進入排砂管道，砂水混合物經(jīng)過壓榨過濾機構壓榨，再由排砂管道的出砂口排出。
[0035]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，高壓噴頭9與積砂筒8的內(nèi)壁之間通過鍵槽配合結構周向定位，以確保高壓噴頭定位牢固，能夠承受高壓水的巨大反沖擊力，工作穩(wěn)定可靠。
[0036]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，排液口上安裝有排液管道，排液管道上安裝有泄壓控制閥，可以在排砂作業(yè)前開啟泄壓控制閥，將積砂筒內(nèi)的高壓降至許用值，確保排砂作業(yè)安全可靠運行
[0037]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，防沖筒14的左端與端蓋I抵接，其右端與隔離罩板6.3抵接，可使旋流筒軸向定位牢靠。
[0038]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，除砂筒的內(nèi)壁上設有環(huán)形臺階，環(huán)形臺階與隔離罩板的外邊緣之間通過鍵槽配合結構周向定位，從而確保微旋流筒的分離效果。端蓋I與除砂筒7之間采用卡箍3連接，并通過O型密封圈2密封。除砂筒7與積砂筒8之間焊接連接。積砂筒8與排砂管道10之間通過螺栓連接，并通過金屬密封墊密封。
[0039]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，射流進口管道與圓柱形旋流筒的切向挖孔配合間隙處安裝有橡膠密封圈。
[0040]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，旋流筒的內(nèi)腔表面涂覆有耐磨陶瓷層，可以保證其具有良好的耐磨耐蝕性，延長設備的工作壽命。本實用新型的所有部件均采用防硫材質(zhì)制造，能夠在含H2S腐蝕氣體的高壓環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。
[0041]本實用新型工作時，可以將兩臺該裝置安裝固定在框架中，并通過管道和閥件連接，可在以下三種不同作業(yè)工況應用。
[0042]—、非除砂工況:當從油氣井中射出的井流含砂量較低無需除砂時，可通過閥件關閉兩臺該裝置，使井流直接通過管路流向下游。
[0043]二、單級除砂工況:當從油氣井中射出的井流含砂量較多需要除砂時，將兩臺該裝置并聯(lián)起來，正常工作時交替使用，第一臺裝置工作時，第二臺裝置處于備用狀態(tài)；當?shù)谝慌_裝置中堆積的砂粒高度接近限位值時，將井流切換至第二臺裝置中繼續(xù)進行除砂作業(yè)，而第一臺裝置進入排砂作業(yè)，如此循環(huán);切換井流時，由于兩臺裝置之間的壓差較大，導致閥門開啟較為困難，因此，可設置壓力平衡管路，聯(lián)通兩除砂筒射流出口端的管路，并在壓力平衡管路上設置控制針閥，平衡兩筒內(nèi)壓力后再切換井流進行排砂作業(yè)。
[0044]三、雙級除砂工況:將兩臺裝置串聯(lián)起來，并在兩臺裝置中安裝不同規(guī)格的旋流筒，使井流先經(jīng)過第一臺裝置除砂，第一臺裝置的溢流產(chǎn)物進入第二臺裝置，進行二次除砂作業(yè)。
[0045]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種臥式超高壓旋流除砂裝置，其特征在于，該裝置包括:水平設置的除砂筒、豎直設置在所述除砂筒右端的積砂筒以及安裝在所述積砂筒底部的排砂管道； 所述除砂筒的左端安裝有端蓋，所述除砂筒的筒壁上左右錯位安裝有射流進口管道和射流出口管道，所述射流出口管道位于射流進口管道的左側(cè)，所述除砂筒內(nèi)從左至右依次嵌置有防沖筒和可拆換的旋流筒，所述防沖筒上設有與所述射流出口管道連通的挖孔，所述旋流筒包括左側(cè)的圓柱形旋流筒和右側(cè)的圓錐形分離筒，所述圓柱形旋流筒上設有與所述射流進口管道連通的切向挖孔，所述圓柱形旋流筒的左端設置有隔離罩板，所述隔離罩板的中部設置有與所述防沖筒連通的溢流管，所述圓錐形分離筒的右端設有與所述積砂筒連通的沉砂口； 所述積砂筒的側(cè)壁上設有排液口，所述積砂筒的底部設有與所述排砂管道連通的排砂P； 所述排砂管道內(nèi)設置有輸水管道，所述輸水管道的外端穿過排砂管道的管壁與高壓水源連接，其內(nèi)端向上穿過排砂管道設置在積砂筒內(nèi)，所述輸水管道的內(nèi)端安裝有高壓噴頭，所述高壓噴頭位于排砂口的上方，所述排砂管道的底部設有出砂口。2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述溢流管上位于射流進口管道的位置套裝有用于增加旋流速度的起旋器。3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述積砂筒的內(nèi)腔距離底部一定距離處設計為倒圓臺形，所述積砂筒位于倒圓臺的底面設置有隔板，所述隔板沿周向均布開設有多個與所述排砂口連通的流砂槽。4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高壓噴頭與積砂筒的內(nèi)壁之間通過鍵槽配合結構周向定位。5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述排液口上安裝有排液管道，所述排液管道上安裝有泄壓控制閥。6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述防沖筒的左端與端蓋抵接，其右端與隔尚卓板抵接。7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述除砂筒的內(nèi)壁上設有環(huán)形臺階，所述環(huán)形臺階與隔離罩板的外邊緣之間通過鍵槽配合結構周向定位。8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述端蓋與除砂筒之間通過卡箍連接，并通過O型密封圈密封，所述除砂筒與積砂筒之間通過焊接連接，所述積砂筒與排砂管道之間通過螺栓連接，并通過金屬密封墊密封。9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述射流進口管道與圓柱形旋流筒的切向挖孔配合間隙處安裝有橡膠密封圈。10.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋流筒的內(nèi)腔表面涂覆有耐磨陶瓷層。
【文檔編號】E21B43/34GK205638414SQ201620365522
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】喻九陽, 王浩宇, 鄭小濤, 林緯, 徐建民, 王成剛, 汪威, 盧霞
【申請人】武漢工程大學