CN110479505B - 一种旋流式除砂器 - Google Patents
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Abstract
一种旋流式除砂器，包括除砂器筒体和集砂筒，除砂器筒体顶部设置有除砂器筒盖，除砂器筒体内腔上方填充有填料，填料下方设置有螺旋除砂装置，螺旋除砂装置内设置有介质入口通道，除砂器筒体侧表面固定设置有介质出口；螺旋除砂装置的甩砂出口与除砂器筒体的排砂口相通，集砂筒与除砂器筒体的排砂口之间固定安装有双闸阀隔断装置。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，能够有效的分离井液中的固体颗粒物质，减少或避免下流设备的损坏，延长设备的使用寿命，保证测试结果的正确性，提高作业安全性。
Description
技术领域
本发明涉及除砂设备技术领域，具体涉及一种旋流式除砂器。
背景技术
油气田开采过程中出砂问题日趋严重，这种问题大大地缩减了油气田的使用寿命，同时，这些砂砾进入设备后，会对测试设备、管线、仪表、阀门等产生严重的冲蚀和堵塞，对测试安全造成严重的威胁，并对测试结果产生巨大的影响；另外，超高压高速流动的井液中的砂砾在对设备的损坏和堵塞的后，导致频繁地更换各种阀门、油嘴、弯头等，不仅造成大量的经济损失，同时也给现场施工人员的身心带来了巨大的负担。因此，井液除砂设备对于油气井地面测试设备是必不可少的一部分。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种旋流式除砂器，克服了现有技术的不足，能够有效的分离井液中的固体颗粒物质，减少或避免下流设备的损坏，延长设备的使用寿命，保证测试结果的正确性，提高作业安全性。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种旋流式除砂器，包括除砂器筒体和集砂筒，所述除砂器筒体顶部设置有除砂器筒盖，所述除砂器筒体外表面设置有高压抱箍，所述除砂器筒盖通过高压抱箍固定在除砂器筒体的顶部，所述除砂器筒体内腔上方填充有填料，所述填料下方设置有螺旋除砂装置，所述螺旋除砂装置通过支撑环固定安装在除砂器筒体内腔，所述螺旋除砂装置内设置有介质入口通道，所述介质入口通道的上端穿过除砂器筒盖与外部相连通，所述除砂器筒体侧表面靠近除砂器筒盖的位置处固定设置有介质出口，所述介质出口通过填料与螺旋除砂装置上端相连通；所述螺旋除砂装置的甩砂出口与除砂器筒体的排砂口相通，所述集砂筒与除砂器筒体的排砂口之间固定安装有双闸阀隔断装置。
优选地，所述螺旋除砂装置包括甩砂套筒和挡砂套筒，所述甩砂套筒内部固定安装有螺旋甩砂板，所述挡砂套筒内部固定安装有螺旋挡砂板，所述甩砂套筒内部设置有导流管，所述导流管上端穿过挡砂套筒内部，且与介质入口通道的下端相匹配。
优选地，所述螺旋甩砂板和螺旋挡砂板均采用双螺旋结构，所述螺旋甩砂板和螺旋挡砂板之间存在有间隙。
优选地，所述螺旋挡砂板与导流管为垂直连接，所述螺旋甩砂板与导流管采用非垂直连接形式。
优选地，所述挡砂套筒上表面固定安装有挡砂环，所述挡砂环表面均匀开设有腰孔，所述支撑环上均匀焊接有螺柱，所述螺旋除砂装置通过腰孔与螺柱固定安装。
优选地，所述所述在导流管底部设置有入口挡板。
优选地，所述除砂器筒体的排砂口与双闸阀隔断装置之间设置有压差检测装置；所述除砂器筒体与集砂筒之间安装有平衡阀。
优选地，所述集砂筒内固定安装冲洗管线的冲洗端，所述冲洗管线的接口端穿过集砂筒与外部相连通。
本发明提供了一种旋流式除砂器。具备以下有益效果：在介质进入设备后，可以利用介质自身的动能，在螺旋除砂装置内部形成旋流，将砂砾进行分离，砂砾由于重力的作用自然进入设备底部的储砂空间，然后流入集砂筒；并通过在甩砂套筒内设置螺旋甩砂板用以引导流体螺旋运动，并达到螺旋挡砂板位置时，通过密度差及惯性运动，保证分离效果；并在螺旋除沙装置上部填充填料，从而进一步提高分离效果，同时，将分离后的旋流整流成稳定的井液流，为后续测试效果提供良好的环境；在除砂器筒体的下部留有储砂空间，从而当集砂筒需要排砂时，可保证除砂器的持续运转；通过压差检测装置监控排砂时间，确定排砂作业的时机，排砂操作方便，降低了操作难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1 本发明的结构示意图；
图2 本发明螺旋除砂装置的结构示意图；
图3 本发明中挡砂环的结构示意图；
图4 本发明中螺旋甩砂板的截面示意图；
图5 本发明中螺旋挡砂板的截面示意图；
图中标号说明：
1、除砂器筒体；2、集砂筒；3、除砂器筒盖；4、高压抱箍；5、填料；6、螺旋除砂装置；61、甩砂套筒；62、挡砂套筒；63、螺旋甩砂板；64、螺旋挡砂板；65、导流管；66、挡砂环；67、腰孔；68、入口挡板；7、介质入口通道；8、介质出口；10、双闸阀隔断装置；11、冲洗管线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一，如图1至图3所示，一种旋流式除砂器，包括除砂器筒体1和集砂筒2，除砂器筒体1顶部设置有除砂器筒盖3，除砂器筒体1外表面设置有高压抱箍4，除砂器筒盖3通过高压抱箍4固定在除砂器筒体1的顶部，除砂器筒体1内腔上方填充有填料5，填料5下方设置有螺旋除砂装置6，螺旋除砂装置6通过支撑环固定安装在除砂器筒体1内腔，螺旋除砂装置6内设置有介质入口通道7，介质入口通道7的上端穿过除砂器筒盖3与外部相连通，除砂器筒体1侧表面靠近除砂器筒盖3的位置处固定设置有介质出口8，介质出口8通过填料5与螺旋除砂装置6上端相连通；螺旋除砂装置6的甩砂出口与除砂器筒体1的排砂口相通，除砂器筒体1的排砂口下方设置有集砂筒2，集砂筒2与除砂器筒体1的排砂口之间固定安装有双闸阀隔断装置10。
在使用时，将需要进行除砂的井液通过介质入口通道7进入螺旋除砂装置6内，利用介质自身的动能，形成旋流，并由于密度差的存在，砂砾会沿甩螺旋除砂装置6内壁向上螺旋运动，到达上沿时，井液由于惯性运动作用，进入填料5内，再通过填料5进行二次分离，同时也可对井液进行稳流作用，为下游测试提供可靠环境，分离后的井液通过介质出口8排出；同时，砂砾会直接甩出螺旋分离装置6，进入除砂器筒体1内；进而通过自身重力作用沿除砂器筒体1内壁流到底部的储砂空间，从而也能够保证除砂器的持续运转；再通过双闸阀隔断装置10最后流入集砂筒2内，并且在除砂器筒体1与集砂筒2之间设置放空口，保证双闸阀隔断装置10关闭后，除砂器筒体1与集砂筒2彻底断开连接。
实施例二，基于实施例一的进一步改进，螺旋除砂装置6包括甩砂套筒61和挡砂套筒62，甩砂套筒61内部固定安装有螺旋甩砂板63，挡砂套筒62内部固定安装有螺旋挡砂板64，甩砂套筒61内部设置有导流管65，导流管65上端穿过挡砂套筒62内部，且与介质入口通道7的下端相匹配，在导流管65底部设置有入口挡板68。螺旋甩砂板63和螺旋挡砂板64均采用双螺旋结构，螺旋甩砂板63和螺旋挡砂板64之间存在一定的间隙。
从而当需要进行除砂的井液通过介质入口通道7首先进入导流管65内，通过导流管65后撞击到入口挡板68改变运动方向，沿螺旋甩砂板63在甩砂套筒61内部进行螺旋运动，从而由于密度差的存在，砂砾会沿甩砂套筒内壁向上螺旋运动，到达甩砂套筒61的上沿时，井液会由于惯性运动作用，继续进入挡砂套筒62内部，然后继续沿着螺旋挡砂板64进行螺旋运动，而体积较大的砂砾由于无甩砂套筒61的阻挡，会直接通过螺旋甩砂板63和螺旋挡砂板64之间的间隙甩出螺旋分离装置6，进入除砂器筒体1内；而体积较小的砂砾也会被螺旋挡砂板64阻挡而排出螺旋分离装置6，进而与体积较大的砂砾同时通过自身重力作用沿除砂器筒体1内壁流到底部储砂空间，最后流入集砂筒2内；并且甩砂套筒61与螺旋甩砂板63之间的间隙的大小，能够保证介质在进行螺旋运动时不会出现扰流现象，挡砂套筒62与螺旋挡砂板64之间间隙的大小，也需要保证介质在挡砂套筒62进行螺旋运动时不会出现扰流现象。
实施例三，基于实施例二的进一步改进，螺旋挡砂板64与导流管65为垂直连接，螺旋甩砂板63与导流管65采用非垂直连接形式。从而能够保证体积较小的砂砾由于螺旋甩砂板63与螺旋挡砂板64的安装角度差，而被螺旋挡砂板64阻挡，进而排出螺旋分离装置6。
实施例四，基于实施例二的进一步改进，在本实施例中挡砂套筒62上表面固定安装有挡砂环66，挡砂环66表面均匀开设有四个腰孔67，除砂器筒体1内的支撑环上均匀焊接有四个螺柱，螺旋除砂装置6通过四个腰孔67分别对应安装在四个螺柱上。
实施例五，基于实施例一的进一步改进，除砂器筒体1的排砂口与双闸阀隔断装置10之间设置有压差检测装置；除砂器筒体1与集砂筒2之间安装有平衡阀。通过压差检测装置能够判断螺旋除砂装置6是否堵塞，当通过压差检测装置显示内外压差较大时，说明集砂筒2内部需要排砂，关闭除砂器筒体1与集砂筒2之间的双闸阀隔断装置10，对集砂筒2进行排砂；通过设置平衡阀，能够保证集砂筒2排砂后，除砂器筒体1与集砂筒2之间的双闸阀隔断装置10不会由于压力差而难以开启。
实施例六，基于实施例一的进一步改进，集砂筒2内固定安装冲洗管线11的冲洗端，冲洗管线11的接口端穿过集砂筒2与外部相连通。从而在进行排砂作业时，通过冲洗管线11外接低压水对集砂筒2下部的砂砾进行冲洗，冲洗后的砂砾利用重力进入底部排砂管线，排砂管线接低压水将砂砾排到指定位置。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种旋流式除砂器，包括除砂器筒体（1）和集砂筒（2），其特征在于：所述除砂器筒体（1）顶部设置有除砂器筒盖（3），所述除砂器筒体（1）外表面设置有高压抱箍（4），所述除砂器筒盖（3）通过高压抱箍（4）固定在除砂器筒体（1）的顶部，所述除砂器筒体（1）内腔上方填充有填料（5），所述填料（5）下方设置有螺旋除砂装置（6），所述螺旋除砂装置（6）通过支撑环固定安装在除砂器筒体（1）内腔，所述螺旋除砂装置（6）内设置有介质入口通道（7），所述介质入口通道（7）的上端穿过除砂器筒盖（3）与外部相连通，所述除砂器筒体（1）侧表面靠近除砂器筒盖（3）的位置处固定设置有介质出口（8），所述介质出口（8）通过填料（5）与螺旋除砂装置（6）上端相连通；
所述螺旋除砂装置（6）的甩砂出口与除砂器筒体（1）的排砂口相通，所述集砂筒（2）与除砂器筒体（1）的排砂口之间固定安装有双闸阀隔断装置（10）；
所述螺旋除砂装置（6）包括甩砂套筒（61）和挡砂套筒（62），所述甩砂套筒（61）内部固定安装有螺旋甩砂板（63），所述挡砂套筒（62）内部固定安装有螺旋挡砂板（64），所述甩砂套筒（61）内部设置有导流管（65），所述导流管（65）上端穿过挡砂套筒（62）内部，且与介质入口通道（7）的下端相匹配；
所述螺旋甩砂板（63）和螺旋挡砂板（64）均采用双螺旋结构，所述螺旋甩砂板（63）和螺旋挡砂板（64）之间存在有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种旋流式除砂器，其特征在于：所述螺旋挡砂板（64）与导流管（65）为垂直连接，所述螺旋甩砂板（63）与导流管（65）采用非垂直连接形式。
3.根据权利要求1所述的一种旋流式除砂器，其特征在于：所述挡砂套筒（62）上表面固定安装有挡砂环（66），所述挡砂环（66）表面均匀开设有腰孔（67），所述支撑环上均匀焊接有螺柱，所述螺旋除砂装置（6）通过腰孔（67）与螺柱固定安装。
4.根据权利要求1所述的一种旋流式除砂器，其特征在于：所述导流管（65）底部设置有入口挡板（68）。
5.根据权利要求1所述的一种旋流式除砂器，其特征在于：所述除砂器筒体（1）的排砂口与双闸阀隔断装置（10）之间设置有压差检测装置；所述除砂器筒体（1）与集砂筒（2）之间安装有平衡阀。
6.根据权利要求1所述的一种旋流式除砂器，其特征在于：所述集砂筒（2）内固定安装冲洗管线（11）的冲洗端，所述冲洗管线（11）的接口端穿过集砂筒（2）与外部相连通。
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