CN201915934U - 橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置 - Google Patents

Abstract

橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，应用于油田含砂原油分离。一级洗砂箱、污油箱和二级洗砂箱组成长方形封闭式洗砂箱，一级洗砂箱与污油箱之间有隔板；在一级洗砂箱内固定有一级洗砂泵，在二级洗砂箱的顶部固定有一级洗砂旋流器，在二级洗砂箱内固定有二级洗砂泵；在一级洗砂箱的顶部固定有集砂罐、静态旋流除砂器和动态旋流除砂器；一级洗砂泵的出口与一级洗砂旋流器的入口连接；一级洗砂旋流器的溢流口与一级洗砂箱之间有管线连接；一级洗砂旋流器的出砂口与二级洗砂箱进口连接；污油箱底部出口与污油泵相连接。效果是：能进行原油除砂，水力旋流器使用寿命提高2～3倍，工作压力不受来液工作压力波动的限制，55μm以上颗粒的除砂率＞90％。

Description

橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及一种含砂原油分离装置。是一种采用二级旋流水力洗砂系统的橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置。

背景技术

随着油田产量的不断增加，尤其在稠油油田中，尽管在井底采用了多种防砂措施，仍有相当大一部分砂粒随着采出液带出地面，给整个集输系统带来极大了的危害，主要表现在，导致管线被积砂堵塞、磨阻增大，砂磨蚀造成管线报废；同时采出液携砂使输油泵泵壳很快被磨穿，阀门被损坏，严重影响了油田生产的正常运行，甚至造成停产。

从20世纪90年代以后，井口除砂技术迅速发展，各大油田针对自己的情况制定了合适的处理工艺，主要有油罐沉降除砂工艺，静态水力旋流除砂工艺、静态水力旋流除砂与洗砂组合工艺等。油罐沉降除砂工艺流程简单，是最早采用的一种除砂工艺，但其罐内清砂工作量过大，主要只适用于含砂量较少的油田。静态水力旋流除砂工艺采用液相旋流产生的离心力进行油砂分离，具有分离效果好、设备投资小、清砂工作量小等特点，因此该工艺得到了广泛的关注。部分工艺中还加入了洗砂工艺，减少了排砂中含油量，从而减少了污油回收与清理的工作量。中国专利号200520128675公开了一种“移动式含油砂处理装置”，该装置采用橇装化结构形式，便于运输；装置采用水力旋流技术和一除二洗的工艺流程，处理效果显著，洗出的砂砾达到排放标准，减少环境污染，同时污油可以进行回收。

从目前出现的水力除砂装置与运行情况来看，主要存在的问题有：①由于旋流内砂砾的冲刷作用，旋流器的磨损相当严重，采用常规材料制作的旋流器，使用寿命短，一般仅为3～6个月左右。②静态旋流除砂器，由于来液自身压力进行造旋，导致除砂装置整体压降较大，在来液压力存在较大的情况下，操作弹性小，分离效果差，影响下游操作。③流程与配管不够合理，占用空间大。每个旋流器均配独立的排砂罐及排砂阀组，增加了投资成本，排砂空间未合理利用，排砂阀门频繁开关动作造成使用寿命的降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，结构紧凑、分离性能好、使用寿命长、环境污染小的橇装化原油除砂装置。克服国内外含砂原油在原油除砂实际使用过程中存在的分离效果差，影响下游操作的不足。

本实用新型采用的技术方案是：橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，主要由静态旋流除砂器、动态旋流除砂器、动态旋流除砂器冷却器、集砂罐、电加热器、一级洗砂箱、一级洗砂泵、一级洗砂旋流器，二级洗砂箱、二级洗砂泵、二级洗砂旋流器、污油箱、污油泵、清运车和管线组成。其特征在于：

一级洗砂箱、污油箱和二级洗砂箱组成长方形封闭式洗砂箱，一级洗砂箱和二级洗砂箱在两端，污油箱在中部，一级洗砂箱与污油箱之间有隔板，二级洗砂箱与污油箱之间有隔板(堰板)，所述的隔板顶部有联通口；在一级洗砂箱、污油箱和二级洗砂箱的底部有外排管线。在一级洗砂箱内固定有一级洗砂泵，在二级洗砂箱的顶部固定有一级洗砂旋流器，在二级洗砂箱内固定有二级洗砂泵。

在一级洗砂箱的顶部固定有集砂罐，集砂罐的倒排砂出口与下部的一级洗砂箱进口相连接。静态旋流除砂器和动态旋流除砂器的出砂口并列安装在集砂罐上部进口，静态旋流除砂器和动态旋流除砂器的入口与原油来液管线相连接；静态旋流除砂器和动态旋流除砂器的溢流口与出口管线相连接。动态旋流除砂器的电机与变频电机控制系统导线连接，能调节转速。

一级洗砂泵的出口有管线与一级洗砂旋流器的入口连接；一级洗砂旋流器的溢流口与一级洗砂箱之间有管线连接；一级洗砂旋流器的出砂口与二级洗砂箱进口连接。

二级洗砂泵的出口有管线与二级洗砂旋流器的入口连接；二级洗砂旋流器的溢流口与二级洗砂箱之间有管线连接；二级洗砂旋流器底部出砂口与清运车相联通。

污油箱底部出口与污油泵相连接，污油泵的出口有管线连接原油入口管线。

静态旋流除砂器和动态旋流除砂器内部均采用内衬聚氨酯作耐磨材料。在动态旋流除砂器的进口管线上连接有动态旋流除砂器冷却器。为提高一级洗砂箱内的温度，在一级洗砂箱内固定有电加热器。

简述橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置的工作过程。含砂原油进入静态旋流分离器或动态旋流器进行油、砂分离，原油从分离器上部溢出，砂粒进入下部集砂罐内。集砂罐为带压罐，设有倒排砂出口，与一级洗砂箱连接，之间设有电动球阀。

储砂罐中的砂砾排至一级洗砂箱后，设置在一级洗砂箱内的一级洗砂泵开启，从一级洗砂泵出来的含砂油水混合物进入一级洗砂旋流器进行一级洗砂作业，分离出的原油返回一级洗砂箱，砂砾进入二级洗砂箱。一级洗砂箱中的砂砾排至二级洗砂箱后，设置在二级洗砂箱内的二级洗砂泵开启，从二级洗砂泵出来的含砂油水混合物进入旋流分离器进行二级洗砂作业，分离出原油返回二级洗砂箱，底部主要为砂砾部分，底流进入清运车，砂砾定期运走，清运车顶面加工为倾斜面，上层的油水将顺着倾斜面流入收集槽内定期排放。

一级洗砂箱和二级洗砂箱设置一定高度堰板控制收液高度，洗砂箱上部油水混合物可通过堰板翻至中间的污油箱。污油箱内设置污油泵，根据液位控制开启操作，将集油箱内油水混合物输送至本装置入口。

本实用新型的有益效果：本实用新型橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，能进行原油除砂，水力旋流器使用寿命提高2～3倍，工作压力不受来液工作压力波动的限制，55μm以上颗粒的除砂率＞90％，砂中含油低于0.3％，达到环境排放标准。

1、静、动态旋流器采用一体式的带压储砂罐结构形式，排砂周期可根据现场稠油带砂量的多少来设定，具有较大的操作弹性，可对不同时期带砂量变化有较强的适应性。

2、装置采用间歇排砂、洗砂作业方式。排砂与洗砂采用相互连锁、自动运行的控制方式。该装置根据油中含砂进行间歇排砂、洗砂作业，减少了动设备的运行时间，延长了寿命。在排砂动作完成后，给定指令进行洗砂作业，洗砂作业单独进行，保证了排出砂砾的清洁度。

3、该装置在洗砂过程中采用掺水工艺，提高了洗砂作业的工作效率。

4、控制系统可根据来液压降的波动状况自动选择静、动态除砂器的运行，实现不同处理量和压降的实时动态处理，提高了系统的自适应能力。

5、静、动态水力除砂器内部均采用内衬聚氨酯作耐磨材料，延长了使用寿命。

6、动态旋流除砂器采用变频电机，根据来液的压力波动与含砂情况，通过调节涡流器叶轮转速，实现不同情况下除砂效果的稳定。

7、储砂罐采用带压倒排砂方式，避免了常规设计中储砂罐内沉砂堵塞排砂阀和排砂管线情况发生。装置装配采用橇装化、层叠的安装方式，大程度上减少了占地面积，便于运输。

附图说明

图1是本实用新型橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置的结构示意图。

图中，1-静态旋流除砂器，2-动态旋流除砂器，3-动态旋流除砂器冷却器，4-集砂罐，5-电加热器，6-一级洗砂箱，7-一级洗砂泵，8-一级洗砂旋流器，9-二级洗砂箱，10-二级洗砂泵，11-二级洗砂旋流器，12-污油箱，13-污油泵，14-清运车。

具体实施方式

实施例1：以一个橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，主要由静态旋流除砂器1、动态旋流除砂器2、动态旋流除砂器冷却器3、集砂罐4、电加热器5、一级洗砂箱6、一级洗砂泵7、一级洗砂旋流器8，二级洗砂箱9、二级洗砂泵10、二级洗砂旋流器11、污油箱12、污油泵13、清运车14和管线组成。

一级洗砂箱6、污油箱12和二级洗砂箱9组成长方形封闭式洗砂箱，一级洗砂箱6和二级洗砂箱9在两端，一级洗砂箱6的容积为2.7m³，二级洗砂箱9的容积为1.5m³、污油箱9的容积为2.3m³。污油箱12在中部，一级洗砂箱6与污油箱12之间有隔板，二级洗砂箱9与污油箱12之间有隔板(堰板)，所述的隔板顶部有联通口。在一级洗砂箱6、污油箱12和二级洗砂箱9的底部有外排管线。在一级洗砂箱6内固定有一级洗砂泵7，在二级洗砂箱9的顶部固定有一级洗砂旋流器8，在二级洗砂箱9内固定有二级洗砂泵10。

在一级洗砂箱6的顶部固定有集砂罐4，集砂罐4为圆柱形压力罐，容积为0.3m³。集砂罐4的倒排砂出口与下部的一级洗砂箱6进口相连接；静态旋流除砂器1和动态旋流除砂器2的出砂口并列安装在集砂罐4上部进口，静态旋流除砂器1的型号为：SH-1200/2.5，在一级洗砂箱6内固定有电加热器5。动态旋流除砂器2的型号为DH-1200/2.5。静态旋流除砂器1和动态旋流除砂器2的入口与原油来液管线相连接；静态旋流除砂器1和动态旋流除砂器2的溢流口与出口管线相连接；动态旋流除砂器2的电机与MF-15K-380变频电机控制系统导线连接；静态旋流除砂器1和动态旋流除砂器2内部均采用内衬聚氨酯作耐磨材料。在动态旋流除砂器2的进口管线上连接有动态旋流除砂器冷却器3。

一级洗砂泵7的出口有管线与一级洗砂旋流器8的入口连接；一级洗砂旋流器8的溢流口与一级洗砂箱6之间有管线连接；一级洗砂旋流器8的出砂口与二级洗砂箱9进口连接。一级洗砂泵7的型号为：40PV-SP。一级洗砂旋流器8的型号为：SH-150/2.5。

二级洗砂泵10的出口有管线与二级洗砂旋流器11的入口连接；二级洗砂旋流器11的溢流口与二级洗砂箱9之间有管线连接；二级洗砂旋流器11底部出砂口与清运车14相联通。二级洗砂泵10的型号为：40PV-SP。二级洗砂旋流器11的型号为：SH-150/2.5。

污油箱12底部出口与污油泵13相连接，污油泵13的出口有管线连接原油入口管线。污油泵13型号为LC25-315D。

Claims (4)

1.一种橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，主要由静态旋流除砂器(1)、动态旋流除砂器(2)、集砂罐(4)、一级洗砂箱(6)、一级洗砂泵(7)、一级洗砂旋流器(8)，二级洗砂箱(9)、二级洗砂泵(10)、二级洗砂旋流器(11)、污油箱(12)、污油泵(13)、清运车(14)和管线组成；其特征在于：

一级洗砂箱(6)、污油箱(12)和二级洗砂箱(9)组成长方形封闭式洗砂箱，一级洗砂箱(6)和二级洗砂箱(9)在两端，污油箱(12)在中部，一级洗砂箱(6)与污油箱(12)之间有隔板，二级洗砂箱(9)与污油箱(12)之间有隔板，所述的隔板顶部有联通口；在一级洗砂箱(6)、污油箱(12)和二级洗砂箱(9)的底部有外排管线；在一级洗砂箱(6)内固定有一级洗砂泵(7)，在二级洗砂箱(9)的顶部固定有一级洗砂旋流器(8)，在二级洗砂箱(9)内固定有二级洗砂泵(10)；

在一级洗砂箱(6)的顶部固定有集砂罐(4)，集砂罐(4)的倒排砂出口与下部的一级洗砂箱(6)进口相连接；静态旋流除砂器(1)和动态旋流除砂器(2)的出砂口并列安装在集砂罐(4)上部进口，静态旋流除砂器(1)和动态旋流除砂器(2)的入口与原油来液管线相连接；静态旋流除砂器(1)和动态旋流除砂器(2)的溢流口与出口管线相连接；动态旋流除砂器(2)的电机与变频电机控制系统导线连接；

一级洗砂泵(7)的出口有管线与一级洗砂旋流器(8)的入口连接；一级洗砂旋流器(8)的溢流口与一级洗砂箱(6)之间有管线连接；一级洗砂旋流器(8)的出砂口与二级洗砂箱(9)进口连接；

二级洗砂泵(10)的出口有管线与二级洗砂旋流器(11)的入口连接；二级洗砂旋流器(11)的溢流口与二级洗砂箱(9)之间有管线连接；二级洗砂旋流器(11)底部出砂口与清运车(14)相联通；

污油箱(12)底部出口与污油泵(13)相连接，污油泵(13)的出口有管线连接原油入口管线。

2.根据权利要求1所述的橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，其特征是：静态旋流除砂器(1)和动态旋流除砂器(2)内部均采用内衬聚氨酯作耐磨材料。

3.根据权利要求1所述的橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，其特征是：在动态旋流除砂器(2)的进口管线上连接有动态旋流除砂器冷却器(3)。

4.根据权利要求1、2或3所述的橇装式静-动态水力旋流除砂洗砂装置，其特征是：在一级洗砂箱(6)内固定有电加热器(5)。

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