CN111852436A

CN111852436A - 一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统

Info

Publication number: CN111852436A
Application number: CN202010741538.3A
Authority: CN
Inventors: 关晓明; 胡晓阳; 葛豪飞; 李淼滢; 司文华; 管政; 盛欢欢; 隋新
Original assignee: Beijijng Petrodamo Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Beijijng Petrodamo Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，该系统包括除砂单元，所述除砂单元包括：筒体；旋流除砂机构，所述旋流除砂机构与所述筒体的上部相连；可拆卸篮式收砂机构，所述可拆卸篮式收砂机构包括壳体以及配置于所述壳体内部的收砂桶，所述壳体与所述筒体的下部相连。本申请提供的系统，可适应无冲洗水条件的井口除沙；适用于含砂粒径适中，除砂粒径要求适中的井口；15μm以上的砂粒除去效率高达99%；预留了水力冲砂接口和排砂口，可实现有冲洗水排砂和无冲洗水排砂两种现场使用；整体结构简单、体积小、成本低，无故障可以连续运行8000小时。

Description

一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统

技术领域

本发明涉及高压精细旋流过滤除砂技术领域，特别是涉及一种适用于无冲洗水条件的井口除砂用高压气井井口可拆卸旋流除砂系统。

背景技术

随着我国天然气田开采不断深入，出砂问题日趋严重。现市面应用的除砂装置多为国外旋流除砂器或者类似结构的国内装置，排砂均需要在线高压清洗水。现有试采装置配备的防、除砂设备，适应性差，试采过程中曾多次出现节流阀刺坏现象，在三相分离器排污取样中有大量砂存在，试采装置的安全性能受到影响。随着开采压力逐渐增大，出砂问题日益严峻，同时很多井口不具备高压清洗水条件，而既能满足高压条件，又能提供适应井口无冲洗水条件的井口除砂的合理工艺也是现场所急需的。

气井严重出砂极大的影响了地面工艺系统安全生产，亟需一套高压除砂无需冲洗水排砂的装置来满足试采工艺的完善。

发明内容

本发明提供了一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统。能够有效的分离气井中的固体颗粒物质，其可防止下游设备损坏，保护下游处理设备的安全性能。

本发明提供了如下方案：

一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，包括除砂单元，所述除砂单元包括：

筒体；

旋流除砂机构，所述旋流除砂机构与所述筒体的上部相连，所述旋流除砂机构用于实现对待处理天然气进行气、液、固三相分离；

可拆卸篮式收砂机构，所述可拆卸篮式收砂机构包括壳体以及配置于所述壳体内部的收砂桶，所述壳体与所述筒体的下部相连；所述收砂桶用于承接所述旋流除砂机构排放的固相物料以便所述收砂桶由所述壳体内抽出时将固相物料携带至所述壳体的外部。

优选地：所述旋流除砂机构包括进气口、出气口以及排液口，所述排液口形成于所述筒体上。

优选地：所述出气口与所述排液口分别与下游输送总管相连。

优选地：所述排液口与下游输送总管相连的管道上配置有出口压力表以及灌水放空接口。

优选地：所述进气口与井口来气气源相连的管道上配置有入口压力表。

优选地：所述筒体上形成有水力冲砂接口。

优选地：所述筒体上形成有液位计接口。

优选地：所述壳体与所述收砂桶同轴向布置，所述壳体的轴向与水平面的呈30-45°夹角布置。

优选地：所述壳体位于高位的一端开放以便形成用于所述收砂桶进出的开口，所述开口处形成有快开盲板；所述壳体位于低位的一端密闭且形成有预留砂排放口。

优选地：所述系统包括相互并联的两套所述除砂单元。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，在一种实现方式下，该系统可以包括除砂单元，所述除砂单元包括：筒体；旋流除砂机构，所述旋流除砂机构与所述筒体的上部相连，所述旋流除砂机构用于实现对待处理天然气进行气、液、固三相分离；可拆卸篮式收砂机构，所述可拆卸篮式收砂机构包括壳体以及配置于所述壳体内部的收砂桶，所述壳体与所述筒体的下部相连；所述收砂桶用于承接所述旋流除砂机构排放的固相物料以便所述收砂桶由所述壳体内抽出时将固相物料携带至所述壳体的外部。本申请提供的系统，可适应无冲洗水条件的井口除沙；适用于含砂粒径适中，除砂粒径要求适中的井口；15μm以上的砂粒除去效率高达99%；适用于井口来气压力高达105MPa的气、液、砂三相连续分离；旋流除砂机构设置了两段式筒体，上端直径较小筒体可以更好得利用旋流惯性力，有效得实现气液固分离，下端直径较大有利于增大液体和沉砂停留时间，使固体砂子有足够的时间重力惯性沉降；预留了水力冲砂接口和排砂口，可实现有冲洗水排砂和无冲洗水排砂两种现场使用；遵循设计标准模块化，系统集成智能化，安全防备精细化，维护操作人性化的四化原则；整体结构简单、体积小、成本低，无故障可以连续运行8000小时。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的除砂单元的结构示意图。

图中：除砂单元A、除砂单元B、筒体1、旋流除砂机构2、可拆卸篮式收砂机构3、壳体31、收砂桶32、快开盲板33、入口压力表4、出口压力表5、入口紧急切断阀6、液位计7、进气口N1、出气口N2、排液口N3、灌水放空接口N4、水力冲砂接口N5、液位计接口N6、预留砂排放口N7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2，为本发明实施例提供的一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，如图1、图2所示，该系统包括除砂单元，所述除砂单元包括：

筒体1；该筒体1作为连接件可以将旋流除砂机构以及可拆卸篮式收砂机构串联连接。所述筒体1上形成有水力冲砂接口N5。所述筒体1上形成有液位计接口N6。

旋流除砂机构2，所述旋流除砂机构2与所述筒体1的上部相连，所述旋流除砂机构2用于实现对待处理天然气进行气、液、固三相分离；具体的，所述旋流除砂机构包括进气口N1、出气口N2以及排液口N3，所述排液口N3形成于所述筒体1上。所述出气口N1与所述排液口N3分别与下游输送总管相连。所述排液口N3与下游输送总管相连的管道上配置有出口压力表5以及灌水放空接口N4。所述进气口N1与井口来气气源相连的管道上配置有入口压力表4。

可拆卸篮式收砂机构3，所述可拆卸篮式收砂机构3包括壳体31以及配置于所述壳体31内部的收砂桶32，所述壳体31与所述筒体1的下部相连；所述收砂桶32用于承接所述旋流除砂机构2排放的固相物料以便所述收砂桶32由所述壳体31内抽出时将固相物料携带至所述壳体31的外部。所述壳体31与所述收砂桶32同轴向布置，所述壳体的轴向与水平面的呈30-45°夹角（Q）布置。为了方便收砂桶由壳体内取出，所述壳体31位于高位的一端开放以便形成用于所述收砂桶进出的开口，所述开口处形成有快开盲板33；所述壳体31位于低位的一端密闭且形成有预留砂排放口N7。

为了实现该系统在使用过程中不停机进行固相物料的排放，所述系统包括相互并联的两套所述除砂单元。形成一备一用的形式，保证在其中一套除砂单元进行固相物料排放时，可以启动另一套除砂单元，实现不间断工作。

下面以设置两套除砂单元为例，对本申请提供的系统的具体实现过程进行详细说明。

该系统可以包括除砂单元A、除砂单元B，一用一备，两套切换使用。每套除砂单元又包括旋流除砂机构、可拆卸篮式收砂机构、入口压力表、液位计、出口压力表、预留水冲刷口、预留排砂口、预留排液口及灌水放空口、输气出口等。

旋流除砂机构包括筒体上下端两部分，筒体上端连接井口来气管道和分离后的出气管道，筒体下端设置有可拆卸篮式收砂机构、预留排液口、预留排砂口、预留水冲刷口和两个液位计口。井口来气经过入口紧急切断阀和入口压力表检测进入除砂单元A的旋流除砂机构，经过旋流分离，气相从除砂单元A的筒体上端顶部流出，分离后的液相经沉降后从除砂单元A的筒体下端的预留排液口流出，气液相汇合后进入总管去下游处理阶段；而砂经过重力沉降进入除砂单元A的可拆卸篮式收砂机构，需要排砂时将此除砂单元A的入出口阀门关闭，打开除砂单元B除砂，然后将需要排砂的除砂单元A灌水放空口打开泄压，观察除砂单元A的出口压力表读数至常压，最后将除砂单元A的可拆卸篮式收砂机构的收砂桶提出清砂。当现场有可用的清洗水时，也可不拆卸除砂单元A的可拆卸篮式收砂机构的收砂桶，通过预留的水力冲砂接口接入高压冲洗水，从预留砂排放口将砂冲洗掉。如此循环使用，保证整个系统可以持续不间断工作。

本申请提供的系统，可适应无冲洗水条件的井口除沙；适用于含砂粒径适中，除砂粒径要求适中的井口；15μm以上的砂粒除去效率高达99%；适用于井口来气压力高达105MPa的气、液、砂三相连续分离；旋流除砂机构设置了两段式筒体，上端直径较小筒体可以更好得利用旋流惯性力，有效得实现气液固分离，下端直径较大有利于增大液体和沉砂停留时间，使固体砂子有足够的时间重力惯性沉降；预留了水力冲砂接口和排砂口，可实现有冲洗水排砂和无冲洗水排砂两种现场使用；遵循设计标准模块化，系统集成智能化，安全防备精细化，维护操作人性化的四化原则；整体结构简单、体积小、成本低，无故障可以连续运行8000小时。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，包括除砂单元，所述除砂单元包括：

筒体；

2.根据权利要求1所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述旋流除砂机构包括进气口、出气口以及排液口，所述排液口形成于所述筒体上。

3.根据权利要求2所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述出气口与所述排液口分别与下游输送总管相连。

4.根据权利要求3所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述排液口与下游输送总管相连的管道上配置有出口压力表以及灌水放空接口。

5.根据权利要求2所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述进气口与井口来气气源相连的管道上配置有入口压力表。

6.根据权利要求1所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述筒体上形成有水力冲砂接口。

7.根据权利要求1所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述筒体上形成有液位计接口。

8.根据权利要求1所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述壳体与所述收砂桶同轴向布置，所述壳体的轴向与水平面的呈30-45°夹角布置。

9.根据权利要求8所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述壳体位于高位的一端开放以便形成用于所述收砂桶进出的开口，所述开口处形成有快开盲板；所述壳体位于低位的一端密闭且形成有预留砂排放口。

10.根据权利要求1至9任一项所述的高压气井井口可拆卸旋流除砂系统，其特征在于，所述系统包括相互并联的两套所述除砂单元。