CN205012984U - 沉砂罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种沉砂罐，属于分离气井中所产物质处理装置技术领域，主要解决井口天然气压力低于10MPa且携带大量压裂砂和压裂液时，高压除砂器无法正常运行的问题。本实用新型包括桶状的环形罐体、罐体底部的鞍座和排沙管，罐体的一端设有进气/液口和仪表口，罐体的另一端设有排污口，罐体的顶部设有人孔、出气口、安全阀口，罐体底部设有放凝口排污口和连接管，出气口与高压除砂器和放空装备相连，连接管位于进气口与下挡板之间的罐体底部；连接管与排沙管相连接；罐体内部还设有上下挡板，上下挡板用于快速实现天然气的固相、液相和气相的分离；排沙管设有快开封头和排液口，用于快速处理压裂砂。本实用新型主要用于油气田试井作业场合。

Description

沉砂罐

技术领域

本实用新型涉及沉砂罐，属于分离气井中所产物质处理装置技术领域。

背景技术

目前，我国的油气田开发试采期间，喷发初期压力在10MPa左右时采用高压除砂罐对含有大量砂子的高压天然气进行处理，可以防止输入外输管线和后续工艺装置发生严重砂蚀，减少设备损坏和人员伤亡。但是，井口天然气压力急速降低，压力低于管网压力时，天然气不能正常进入管网，以及喷发物携带大量压裂砂和压裂液时，不满足高压除砂器的条件，因此高压除砂器无法正常运行。现有技术尚缺少一种可以低压敞口放喷以及处理大量压裂砂、压裂液的设备用于油气田试井作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有高压除砂罐存在的上述缺陷，提出了一种沉砂罐，其针对压力低于10MPa的天然气，实现了大量压裂砂和压裂液的处理。

本实用新型采用以下的技术方案实现的：一种沉砂罐，包括桶状的环形罐体和罐体底部的鞍座，罐体的一端设有进气/液口和仪表口，罐体的另一端设有排污口，罐体的顶部设有人孔、出气口和安全阀口，罐体底部设有放凝口，出气口与高压除砂器和放空装备相连，沉砂罐还包括柱状排沙管，排沙管与罐体相连接，排沙管一端设有快开封头，另一端设有排液口；罐体上还设有上挡板、下挡板和连接管，上挡板和下挡板为与罐体螺栓连接的可更换的实心板，上挡板位于靠近进气/液口的罐体顶部，下挡板位于靠近放凝口的罐体底部；连接管位于进气口与下挡板之间的罐体底部；连接管与排沙管相连接；

上挡板与下挡板交错设置，上挡板的高度与下挡板的高度小于罐体直径；进气/液口包括进气口和进液口，进气口和进液口可以根据情况自由选择；排沙管不与鞍座相焊接；罐体还包括平台补强板和液位计，罐体的侧壁设有至少一块平台补强板和至少一个液位计，液位计位于下挡板和排污口之间的放凝口上方；罐体的顶部设有两个安全阀口；罐体的底部设有三根连接管。

本实用新型的有益效果是：

(1)该沉砂罐通过上下挡板，实现了压裂砂和压裂液的快速分离；

(2)该沉砂罐通过连接管和排沙管，排沙管设有快开封头，可以快速的对压裂砂进行排出处理；

(3)该沉砂罐通过放凝口和排污口，可以快速的对压裂液进行排出处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图中：1进气/液口；2仪表口；3平台补强板；4人孔；5上挡板；6出气口；7安全阀口；8下挡板；9液位计；10排污口；11放凝口；12鞍座；13连接管；14排沙管；15快开封头；16排液口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所述的一种沉砂罐，包括桶状的环形罐体和罐体底部的鞍座12，罐体的一端设有进气/液口1和仪表口2，罐体的另一端设有排污口10，罐体的顶部设有人孔4、出气口6和安全阀口7，罐体底部设有放凝口11，出气口6与高压除砂器和放空装备相连，沉砂罐还包括柱状排沙管14，排沙管14与罐体相连接，排沙管14一端设有便于快速除砂的快开封头15，另一端设有排液口16；罐体上还设有上挡板5、下挡板8和连接管13，上挡板5和下挡板8为与罐体焊接的实心板，上挡板5位于靠近进气/液口1的罐体顶部，下挡板8位于靠近放凝口11的罐体底部；连接管13位于进气/液口1与下挡板8之间的罐体底部；连接管13与排沙管14相连接；上挡板5与下挡板8交错设置，上挡板5的高度与下挡板8的高度小于罐体直径；进气/液口1包括进气口和进液口，进气口和进液口可以根据情况自由选择；排沙管14不与鞍座12相焊接；罐体还包括平台补强板3和液位计9，罐体的侧壁设有至少一块平台补强板3和至少一个液位计9，液位计9位于下挡板8和排污口10之间的放凝口11上方；罐体的顶部设有两个安全阀口7；罐体的底部设有三根连接管13。

如图1和图2所示，所述沉砂罐固定在鞍座12上，沉砂罐包括桶状的环形罐体，罐体为一个封闭的内腔。所述罐体的顶部设有人孔4、出气口6和安全阀口7，罐体的底部设有连接管13和排污口10。一端罐体上设有进气/液口1和仪表口2。沉砂罐通过仪表口2与仪表连接，通过仪表随时监测沉砂罐封闭内腔中的数值。所述罐体上设有至少一个进气/液口1，本实施例中设有两个进气/液口1，其中一个为进气口，另一个为进液口；另一端罐体上设置有出气口6，沉砂罐停机后，通过出气口6使沉砂罐内的压力逐渐降低，当降低至大气压后，打开沉砂罐通过人孔4进行除砂。所述安全阀口7与安全阀连接，当设备运行出现故障或者井口压力突然增大导致沉砂罐内压力过大，安全阀自动启动，将沉砂罐内的压力泻出，起到保护沉砂罐的作用。连接管13与排沙管14相连通，为比重较大的砂粒等固体物质提供排泄管路。上挡板5和下挡板8的作用不同，上挡板5的作用是将进气/液口1携带的压裂砂、压裂液和天然气进行初步分离，首先将比重大的压裂砂等固体物质进行过滤，通过排沙管14进行排出；天然气比重小，悬浮在罐体顶部，当上挡板5不足以抵挡时，漫过上挡板5底部通过出气口6进行排出。下挡板8的作用是将尚未排出罐体的多余的压裂液等混合物进一步阻挡，当压裂砂、压裂液堆积超过下挡板8的高度时，位于压裂砂上面的比重较轻的压裂液等液体漫过下挡板8进入排污口10和放凝口11所在的区域；排污口10将比重大的压裂液等液体进行排出，而其他比重较大的液体通过放凝口11进行排出。

为了保证沉砂罐的安全工作，所述沉砂罐上还可以设有存砂检测报警装置和存液检测报警装置，当沉砂罐内的存砂量和存液量达到一定量值后，沉砂罐可以自动停止工作。

该沉砂罐的工作过程如下所述：压力低于10MPa并携带大量压裂砂和压裂液的天然气通过进气/液口1进入沉砂罐的封闭内腔后，在沉砂罐罐体的上挡板5和下挡板8作用下，天然气的流速大大降低，此时天然气内的气相、液相和固相逐渐分离，气体上升并通过出气口6流出，液体和固体沉积在沉砂罐的内壁，其中固体通过连接管13和排沙管14进行转移排泄，其中的液体通过排污口10和放凝口11进行排出。工作过程中，通过仪表口2处设有的仪表对沉砂罐内的压力进行实时检测，当沉砂罐内的压力超过一定值后，安全阀口7处设有的安全阀自动启动并进行泄压。沉砂罐停止工作后，首先通过出气口6将沉砂罐内的天然气泻出，当沉砂罐内的压力达到大气压值后，打开人孔4，将沉砂罐内的沉积物进行清理。此时使用沉砂罐除去大量压裂砂和压裂液，再进入高压卧式除砂器精密除砂；井口压力低于管网压力时，出气口6设有自动切换装置，可以进入放空设备，自动点火放空，不会使管网压力倒流，也避免了井口憋压；并且高压除砂设备排出的污水，进入此设备，然后污水统一处理。

通过一级沉砂罐，可以排除从进气/液口1喷入的天然气中95％的压裂砂和压裂液。

本实用新型所述的沉砂罐在实际除砂过程中，可以采用两个沉砂罐并联连接的方式，即采用一运一备的方式，当其中一个一级沉砂罐进行除砂的同时，另一沉砂罐清砂；当该沉砂罐内部积砂过多时，该沉砂罐停运排砂，同时启动另一台一级沉砂罐。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种沉砂罐，包括桶状的环形罐体和罐体底部的鞍座(12)，罐体的一端设有进气/液口(1)和仪表口(2)，罐体的另一端设有排污口(10)，罐体的顶部设有人孔(4)、出气口(6)和安全阀口(7)，罐体底部设有放凝口(11)，其特征在于：还包括柱状排沙管(14)，排沙管(14)与罐体相连接，排沙管(14)一端设有快开封头(15)，另一端设有排液口(16)；罐体上还设有上挡板(5)、下挡板(8)和连接管(13)，上挡板(5)和下挡板(8)为与罐体螺栓连接的可更换的实心板，上挡板(5)位于靠近进气/液口(1)的罐体顶部，下挡板(8)位于靠近放凝口(11)的罐体底部；连接管(13)位于进气/液口(1)与下挡板(8)之间的罐体底部；连接管(13)与排沙管(14)相连接。

2.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：上挡板(5)与下挡板(8)交错设置，上挡板(5)的高度与下挡板(8)的高度均小于罐体直径。

3.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：进气/液口(1)包括进气口和进液口。

4.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：排沙管(14)不与鞍座(12)相焊接。

5.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：罐体还包括平台补强板(3)和液位计(9)，罐体的侧壁设有多块平台补强板(3)和至少一个液位计(9)，液位计(9)位于下挡板(8)和排污口(10)之间的放凝口(11)上方。

6.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：罐体的顶部设有两个安全阀口(7)。

7.根据权利要求1所述的沉砂罐，其特征在于：罐体的底部设有三根连接管(13)。