CN205638415U

CN205638415U - 卧式超高压固液分离除砂装置

Info

Publication number: CN205638415U
Application number: CN201620365524.5U
Authority: CN
Inventors: 郑小涛; 王浩宇; 喻九阳; 徐建民; 王成刚; 林纬; 汪威; 卢霞
Original assignee: Wuhan Institute of Technology
Current assignee: Wuhan Institute of Technology
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2026-04-27

Abstract

本实用新型公开了一种卧式超高压固液分离除砂装置，包括水平设置的除砂筒、竖直设置在所述除砂筒右端的积砂筒以及安装在所述积砂筒底部的排砂管道；所述除砂筒的筒壁上左右错位安装有射流进口管道和射流出口管道，所述除砂筒内从左至右依次嵌置有防冲筒和可拆换的旋流筒；所述积砂筒的侧壁上设有排液口，所述积砂筒的底部设有排砂口；所述排砂管道的侧壁上设有出砂口，所述排砂管道内设置有压榨过滤机构，所述压榨过滤机构包括物料推送轴、螺旋压榨叶片以及电机，所述电机安装在排砂管道的底部，所述物料推送轴的上端伸入积砂筒内。本实用新型除砂效率高，排砂劳动强度小，处理作业范围大，且能够在高压工况和强腐蚀环境下长期稳定运行。

Description

卧式超高压固液分离除砂装置

技术领域

本实用新型涉及一种油气井采出液除砂装置，具体涉及一种卧式超高压固液分离除砂装置。

背景技术

在原油试采作业中，从油气井中流到地面的流体中含有一定量的砂粒，在气体高速运动下形成高速含砂射流。这种含砂射流对地面集输管道及设备形成非常严重的冲蚀和磨蚀破坏，甚至可能刺穿管路件，发生泄漏事故，影响油田安全生产，造成周围环境严重污染和不必要的经济损失。

因此，油气井采出液在进入地面集输系统前，需要安装井口除砂装置，对采出液进行除砂作业，将砂粒等固体颗粒尽可能分离出去。目前，油田上使用的除砂装置根据除砂原理不同大致分为两种，即过滤式除砂装置和旋流式除砂装置。过滤式除砂装置通过内置滤砂筒能够过滤一定大小的固体颗粒，但由于其自身结构的限制，该装置无法实现自动排砂，并且当井流含砂量较大时，不能及时清理滤砂筒，存在除砂效率不高，排砂劳动强度大的不足。旋流式除砂装置大多用于油气集输系统中，其工作压力一般较低，耐腐蚀性能较差，不能根据井流处理量和分级粒度的要求改变其旋流分离腔的结构尺寸，处理范围有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种卧式超高压固液分离除砂装置，它可以卧放，除砂效率高，排砂劳动强度小，处理作业范围大，且能够在高压工况和强腐蚀环境下长期稳定运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种卧式超高压固液分离除砂装置，该装置包括：水平设置的除砂筒、竖直设置在所述除砂筒右端的积砂筒以及安装在所述积砂筒底部的排砂管道；

所述除砂筒的左端安装有端盖，所述除砂筒的筒壁上左右错位安装有射流进口管道和射流出口管道，所述射流出口管道位于射流进口管道的左侧，所述除砂筒内从左至右依次嵌置有防冲筒和可拆换的旋流筒，所述防冲筒上设有与所述射流出口管道连通的挖孔，所述旋流筒包括左侧的圆柱形旋流筒和右侧的圆锥形分离筒，所述圆柱形旋流筒上设有与所述射流进口管道连通的切向挖孔，所述圆柱形旋流筒的左端设置有隔离罩板，所述隔离罩板的中部设置有与所述防冲筒连通的溢流管，所述圆锥形分离筒的右端设有与所述积砂筒连通的沉砂口；

所述积砂筒的侧壁上设有排液口，所述积砂筒的底部设有与所述排砂管道连通的排砂口；

所述排砂管道的侧壁上设有出砂口，所述排砂管道内设置有压榨过滤机构，所述压榨过滤机构包括物料推送轴、套装在所述物料推送轴外部的螺旋压榨叶片以及用于驱动所述物料推送轴转动的电机，所述电机安装在排砂管道的底部，所述物料推送轴的上端伸入积砂筒内。

按上述技术方案，所述溢流管上位于射流进口管道的位置套装有用于增加旋流速度的起旋器。

按上述技术方案，所述积砂筒的内腔距离底部一定距离处设计为倒圆台形，所述积砂筒位于倒圆台的底面设置有隔板，所述隔板沿周向均布开设有多个与所述排砂口连通的流砂槽。

按上述技术方案，所述螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。

按上述技术方案，所述旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷层。

按上述技术方案，所述除砂筒的内壁上设有环形台阶，所述环形台阶与隔离罩板的外边缘之间通过键槽配合。

按上述技术方案，所述端盖与除砂筒之间采用卡箍连接，并通过O型密封圈密封。

按上述技术方案，所述除砂筒与积砂筒之间焊接连接。

按上述技术方案，所述积砂筒与排砂管道之间通过螺栓连接，并通过金属密封垫密封。

按上述技术方案，所述射流进口管道与圆柱形旋流筒的切向挖孔配合间隙处设有橡胶密封圈。

本实用新型，具有以下有益效果：该装置在除砂作业时，井流由除砂筒的射流进口管道切向射入旋流筒的圆柱形旋流筒内，在离心力的作用下实现旋流分离，除砂后的井流向上经过隔离罩板上的溢流管进入防冲筒内再从射流出口管道流向下游，井流中的砂粒等固相颗粒及部分油、水经过旋流筒的沉砂口落入积砂筒，当油、水充满积砂筒后，井流中液相介质转向经溢流管流出，砂粒等固体颗粒在积砂筒内的液相介质中沉降，并在沉降过程中得到清洗；当积砂筒内的砂堆高度接近旋流筒的沉砂口时，需要进行排砂作业，此时关闭射流进口管道上的阀门，开启与积砂筒排液口连通的排液管道上的泄压控制阀，将筒体内压力降至许用值后关闭，在筒体内压力的作用下，砂水混合物经排砂口进入排砂管道，由于电机带动物料推送轴和螺旋压榨叶片，压榨过滤后的砂砾经过排砂管道的出砂口排出，筒内砂堆在重力作用下不断填补下方空隙，直至完全排出。本实用新型可以卧放，旋流筒可拆卸式安装在厚壁的除砂筒内部，其结构简单、成本低廉，既能够在超高压力下有效进行井流除砂作业，又可以根据井流处理量和分级粒度的要求灵活更换；旋流筒由圆柱形旋流筒和圆锥形分离筒组成，两部分功能分明，可以确保井流中的砂粒等固体颗粒快速沉降分离；通过设置压榨过滤机构进行自动排砂作业，提高排砂效率，降低人工作业劳动强度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中旋流筒的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中积砂筒的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中积砂筒的剖视图。

图5为本实用新型实施例中排砂管道的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中压榨过滤机构的结构示意图。

图中：1-端盖、2-O型密封圈、3-卡箍、4-射流出口管道、5-阀门、6-旋流筒、6.1-圆柱形旋流筒、6.2-圆锥形分离筒、6.3-隔离罩板、6.4-溢流管、6.5-沉砂口、7-除砂筒、8-积砂筒、8.1-流砂槽、8.2-排砂口、8.3-排液口、8.4-隔板、9-压榨过滤机构、9.1-物料推送轴、9.2-螺旋压榨叶片、9.3-电机、10-排砂管道、10.1-出砂口、12-射流进口管道、13-起旋器、14-防冲筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种卧式超高压固液分离除砂装置，该装置包括：水平设置的除砂筒7、竖直设置在除砂筒7右端的积砂筒8以及安装在积砂筒8底部的排砂管道10；

如图1、图2所示，除砂筒7的左端安装有端盖1，除砂筒7的筒壁上左右错位安装有射流进口管道12和射流出口管道4，该两管道上均安装有阀门5，射流出口管道4位于射流进口管道12的左侧，除砂筒7内从左至右依次嵌置有防冲筒14和可拆换的旋流筒6，防冲筒14上设有与射流出口管道4连通的挖孔，旋流筒6包括左侧的圆柱形旋流筒6.1和右侧的圆锥形分离筒6.2，圆柱形旋流筒6.2上设有与射流进口管道12连通的切向挖孔，圆柱形旋流筒6.1的左端设置有隔离罩板6.3，隔离罩板6.3的中部设置有与防冲筒14连通的溢流管6.4，圆锥形分离筒6.2的右端设有与积砂筒8连通的沉砂口6.5；

如图1、图3所示，积砂筒8的侧壁上设有排液口8.3，积砂筒8的底部设有与排砂管道10连通的排砂口8.2，其中，排液口上安装有排液管道，排液管道上安装有泄压控制阀，可以在排砂作业前开启泄压控制阀，将积砂筒内的高压降至许用值，确保排砂作业安全可靠运行；

如图1、图5、图6所示，排砂管道10的侧壁上设有出砂口10.1，排砂管道10内设置有压榨过滤机构9，压榨过滤机构9包括物料推送轴9.1、套装在物料推送轴9.1外部的螺旋压榨叶片9.2以及用于驱动物料推送轴转9.1动的电机9.3，电机9.3安装在排砂管道10的底部，物料推送轴9.1的上端伸入积砂筒8内。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，溢流管6.4上位于射流进口管道12的位置套装有用于增加旋流速度的起旋器13。

在本实用新型的优选实施例中，如图1、图3、图4所示，积砂筒8的内腔距离底部一定距离处设计为倒圆台形，积砂筒8位于倒圆台的底面设置有隔板8.4，隔板8.4沿周向均布开设有多个与排砂口8.2连通的流砂槽8.1，便于在排砂作业时使砂水混合物顺畅地通过流砂槽进入排砂管道，砂水混合物经过压榨过滤机构压榨，再由排砂管道的出砂口排出。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。

在本实用新型的优选实施例中，旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷层，可以保证其具有良好的耐磨耐蚀性，延长设备的工作寿命。本实用新型的所有部件均采用防硫材质制造，能够在含H₂S腐蚀气体的高压环境下长期稳定工作。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，除砂筒7的内壁上设有环形台阶，环形台阶与隔离罩板的外边缘之间通过键槽配合周向定位，从而确保微旋流筒的分离效果。端盖1与除砂筒7之间采用卡箍3连接，并通过O型密封圈2密封。除砂筒7与积砂筒8之间焊接连接。积砂筒8与排砂管道10之间通过螺栓连接，并通过金属密封垫密封。

在本实用新型的优选实施例中，射流进口管道与圆柱形旋流筒的切向挖孔配合间隙处设有橡胶密封圈。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种卧式超高压固液分离除砂装置，其特征在于，该装置包括：水平设置的除砂筒、竖直设置在所述除砂筒右端的积砂筒以及安装在所述积砂筒底部的排砂管道；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溢流管上位于射流进口管道的位置套装有用于增加旋流速度的起旋器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积砂筒的内腔距离底部一定距离处设计为倒圆台形，所述积砂筒位于倒圆台的底面设置有隔板，所述隔板沿周向均布开设有多个与所述排砂口连通的流砂槽。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷层。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述除砂筒的内壁上设有环形台阶，所述环形台阶与隔离罩板的外边缘之间通过键槽配合。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖与除砂筒之间采用卡箍连接，并通过O型密封圈密封。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述除砂筒与积砂筒之间焊接连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积砂筒与排砂管道之间通过螺栓连接，并通过金属密封垫密封。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射流进口管道与圆柱形旋流筒的切向挖孔配合间隙处设有橡胶密封圈。