CN105756656B - 一种单井除砂装置及其排砂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单井除砂装置及其排砂工艺，通过提供一种新的气液砂三相分离装置，能有效对页岩气排采过程中的砂进行收集，且维护方便，而通过该装置的排砂工艺，进行阀门的切换，就可以切换不同主路和支路的启闭，来实现气液的精准分离，且无需停工就可以进行排砂除砂。采用本发明有效提高了页岩气的排采效率，且减少了排砂所耗费的精力，带来了重大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气开采丛式井站的生产装置，具体而言，是一种丛式井除砂装置及其排砂工艺。
背景技术
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或者游离状态存在的一种非常重要的非常规天然气资源，不同于常规气田，它存在着开采初期压力高产量大、后期产量低压力递减快的特点，同时在进行页岩气的采排时会产生大量的泥沙，通过分离器，虽然将排采出的页岩气进行了气液砂三相分离，将需要的液和气进行收集，但是在长期的采排过程中，比如会有大量的砂累积在三相分离器中，当泥沙过多后，还可能有砂混在液体中，造成管路堵塞，造成经济损失，而且在排砂过程中若混入了页岩气还会造成安全隐患。而人工进行清砂又需要进行停机检修，不但浪费大量人力物力，还要停产停工，造成大量损失。
发明内容
本发明旨在提供一种除砂装置及其排砂工艺，通过提供一种充分利用井站生产装置的工艺流程，无需停车，且操作使用方便，简化油气技术流程，提高油气田的经济效益。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种单井除砂装置，其特征在于：包括立式气液砂三相分离器、放空分离器；所述三相分离器设有输气出口、排液出口和排砂出口和多个入口，排砂出口通过排砂通路连接到放空分离器入口；输气出口连接有输气主路，还并接有导通到放空分离器入口的输气支路；放空分离器入口设置有除砂滤芯。
进一步地，所述排液出口设置有导通到下游处理站的排液主路，且在排液主路上设置有与输气主路连通的混合管路，并在混合管路上设置有混输阀，排液主路上设置单输阀。
进一步地，所述放空分离器，放空分离器分别设有气体出口和液体出口，液体出口连接有导通到排液主路的排液支路，气体出口通过放空管线导通到放空火炬，且在放空管线上设置有放空阀。
进一步地，所述输气主路导通到下游处理站，输气主路上设置有可切断输气主路的输气阀。
进一步地，所述排砂通路上设置有可切断排砂通路的排砂阀，输气支路上设置有可切断输气支路的输气支路阀。
进一步地，所述三相分离器的入口包括三相分离器上部设置的原料来气入口和下部设置的松砂气入口。
本发明还提供了一种采用该除砂装置的排砂工艺，通过阀门的切换，切换不同主路和支路的启闭，来实现气液砂的精准分离，无需停工进行排砂除砂。
为实现上述目的，具体的技术方案如下：
一种采用权利要求1-6任意一项所述的单井除砂装置的排砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A1、将原料气导入三相分离器，进行气液砂三相分离；
A2、进行气液砂三相分离后，分离出的砂沉降在三相分离器底部，分离出的气和液向下游处理站输送；
A3、将A2步骤中沉降的砂混合液体，混合后通过排砂通路向放空分离器输送，经过放空分离器入口处的除砂滤芯，砂大量存储在滤芯内，液体和气体通过滤芯进入放空分离器内部，气体通过放空分离器的气体出口外排，过滤后的液体通过放空分离器的液体出口与排液主路汇合。
进一步地，当A1步骤中的原料气分离后产生的气体过多，三相分离器内压力升高时，或者进行检修时，开启输气支路阀，将气输送至放空分离器，并通过放空管线导通到放空火炬进行燃烧，降低三相分离器内气压，到正常阀值后切断输气支路阀。
进一步地，当A3步骤中的砂在除砂滤芯中大量积存， 取出滤芯进行清砂。
进一步地，当A3步骤中过滤后的液体与排液主路汇合后，若气和液需分别输送到下游处理站，开启排液主路上的单输阀，切断混合管路上的混输阀，混合管路切断，气液分别通过输气管路和排液主路输送；当气液需要混合输送时，切断排液主路上的单输阀，开启混输阀，混合管路开启，气液在混合后通过输气主路输送至下游处理站。
本发明的有益效果在于：本发明可实现生产气分离、放空气分离，气液混输、气液分输，可实时沉砂排砂并储存于滤筒中、无需停车即可取出滤筒排砂，有效利用了丼站生产设备，操作使用方便，简化了油气技术流程，降低了工程建设投资，缩短了建设周期，提高了油气田的经济效益。
附图说明
图1是本发明提供的单井除砂装置示意图。
图2是本发明的排砂工艺流程框图。
图中标记：1为三相分离器、2为原料来气入口、3为输气支路阀、4为输气支路、5为输气主路、6为滤芯、7为放空分离器、8为气体出口、9为放空阀、10为混合管路、11为混输阀、12为松砂气入口、13为排砂出口、14为排砂阀、15为排砂通路、16为排液出口、17为排液主路、18为排液支路、19为单输阀。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种单井除砂装置，包括立式气液砂三相分离器、放空分离器；三相分离器连接有多个入口和多个出口，所述述三相分离器的入口包括三相分离器上部设置的原料来气入口和下部设置的松砂气入口。三相分离器的出口包括输气出口、排液出口和排砂出口。
排砂出口通过排砂通路连接到放空分离器入口，排砂通路上设置有可切断排砂通路的排砂阀，输气支路上设置有可切断输气支路的输气支路阀。
排液出口设置有导通到下游处理站的排液主路，且在排液主路上设置有与输气主路连通的混合管路，并在混合管路上设置有混输阀，排液主路上设置单输阀。
输气出口连接有输气主路，还连接有与输气主路并行的输气支路，输气支路连通到放空分离器入口；输气主路导通到下游处理站的，输气主路上设置有可切断输气主路的输气阀。
放空分离器入口设置有除砂滤芯，放空分离器分别设有气体出口和液体出口。所述放空分离器的液体出口连接有导通到排液主路的排液支路，放空分离器的气体出口通过放空管线导通到放空火炬，且在放空管线上设置有放空阀。
本发明还提供了一种采用此除砂装置的排砂工艺，通过阀门的切换，切换不同主路和支路的启闭，来实现气液砂的精准分离，无需停工进行排砂除砂。
为实现上述目的，具体的技术方案如下：
一种采用此单井除砂装置的排砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A1、接通原料气入口，将原料气导入三相分离器，进行气液砂三相分离；
A2、在正常工作时，A1步骤中分离的气和液分别通过输气主路和排液主路向下游处理站输送，而分离出来的砂先沉降在三相分离器底部；
A3、当正常工作一段时间后，A2步骤中沉降的砂较多时，从松砂气入口通入松砂氮气，避免砂大量堆积堵塞通道。被氮气冲疏松的砂，混合液体和一定的气体通过排砂通路输送到放空分离器，当经过放空分离器入口的除砂滤芯，砂被过滤，而液体和气体通过滤芯进入放空分离器内，气体通过放空分离器的气体出口外排，并通道放空火炬进行燃烧，而过滤后的液体通过放空分离器的液体出口与排液主路汇合。
当A1步骤中的原料气分离后产生的气体过多，三相分离器内压力升高时，或者进行检修时，开启输气支路阀，将气输送至放空分离器，并通过放空管线导通到放空火炬进行燃烧，降低三相分离器内气压，到正常阀值后切断输气支路阀。
当A3步骤中的砂在除砂滤芯中大量积存，切断放空阀后取出滤芯进行清砂。在进行清砂排砂时，无需进行停工，只需取出滤芯将积存的砂进行清理，而输气主路和排液主路正常工作。
当A3步骤中过滤后的液体与排液主路汇合后，若气和液需分别输送到下游处理站，开启排液主路上的单输阀，切断混合管路上的混输阀，混合管路切断，气液分别通过输气管路和排液主路输送；当气液需要混合输送，切断排液主路上的单输阀，开启混输阀，混合管路开启，气液在混合后通过输气主路输送至下游处理站。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单井除砂装置，其特征在于：包括立式气液砂三相分离器、放空分离器；所述三相分离器设有输气出口、排液出口和排砂出口和多个入口，排砂出口通过排砂通路连接到放空分离器入口；输气出口连接有输气主路，还并接有导通到放空分离器入口的输气支路；放空分离器入口设置有除砂滤芯。
2.根据权利要求1所述的单井除砂装置，其特征在于：所述排液出口设置有导通到下游处理站的排液主路，且在排液主路上设置有与输气主路连通的混合管路，并在混合管路上设置有混输阀，排液主路上设置单输阀。
3.根据权利要求1所述的单井除砂装置，其特征在于：所述放空分离器，放空分离器分别设有气体出口和液体出口，液体出口连接有导通到排液主路的排液支路，气体出口通过放空管线导通到放空火炬，且在放空管线上设置有放空阀。
4.根据权利要求1所述的单井除砂装置，其特征在于：所述输气主路导通到下游处理站，输气主路上设置有可切断输气主路的输气阀。
5.根据权利要求1所述的单井除砂装置，其特征在于：所述排砂通路上设置有可切断排砂通路的排砂阀，输气支路上设置有可切断输气支路的输气支路阀。
6.根据权利要求1所述的单井除砂装置，其特征在于：所述三相分离器的入口包括三相分离器上部设置的原料来气入口和下部设置的松砂气入口。
7.一种采用权利要求1-6任意一项所述的单井除砂装置的排砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A1、将原料气导入三相分离器，进行气液砂三相分离；
A2、进行气液砂三相分离后，分离出的砂沉降在三相分离器底部，分离出的气和液向下游处理站输送；
A3、将A2步骤中沉降的砂混合液体，混合后通过排砂通路向放空分离器输送，经过放空分离器入口处的除砂滤芯，砂大量存储在滤芯内，液体和气体通过滤芯进入放空分离器内部，气体通过放空分离器的气体出口外排，过滤后的液体通过放空分离器的液体出口与排液主路汇合。
8.根据权利要求7所述的排砂工艺，其特征在于：当A1步骤中的原料气分离后产生的气体过多，三相分离器内压力升高时，或者进行检修时，开启输气支路阀，将气输送至放空分离器，并通过放空管线导通到放空火炬进行燃烧，降低三相分离器内气压，到正常阀值后切断输气支路阀。
9.根据权利要求7所述的排砂工艺，其特征在于：当A3步骤中的砂在除砂滤芯中大量积存，取出滤芯进行清砂。
10.根据权利要求7所述的排砂工艺，其特征在于：当A3步骤中过滤后的液体与排液主路汇合后，若气和液需分别输送到下游处理站，开启排液主路上的单输阀，切断混合管路上的混输阀，混合管路切断，气液分别通过输气管路和排液主路输送；当气液需要混合输送时，切断排液主路上的单输阀，开启混输阀，混合管路开启，气液在混合后通过输气主路输送至下游处理站。
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