CN206828463U - 天然气除砂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一多功能种天然气除砂器，包括旋流分离元件、过滤分离元件、反冲洗喷嘴、快开盲板，快开盲板通过螺栓与除砂器本体连接，反冲洗喷嘴通过支架固定在除砂器中间并将除砂器本体分隔成两个独立的腔体，下部为旋流分离腔，上部为过滤分离腔，旋流分离元件和过滤分离元件分别通过支撑板固定在旋流分离腔和过滤分离腔内，旋流分离腔的腔壁上设有原料气进口，过滤分离腔的腔壁上设有产品气出口，旋流分离腔下部设有排液口，在排液口的下部倾斜设有固液分离挡板，除砂器本体的底部设有清掏口和排沙口，除砂器底部设有起支撑作用的支撑架。本实用新型具有精度高、减少停工时间、降低操作费用、方便维护检修等优点。

Description

天然气除砂器

技术领域

本实用新型涉及一种多功能天然气除砂器，用于天然气集输及加工处量过程中固体、液体杂质的脱除。特别是煤层气及页岩气中的砂粒或煤粉等固体、液体杂质的脱除。

背景技术

部分天然气从天然气气井出来可能携带有小量砂粒或其它固体杂质(如煤层气还可能含有煤粉)，砂粒即有地层本身含的砂粒也可能是打井过程中注入的压裂砂。固体杂质在集输或天然气处理系统中的设备、管道、管阀件等部位会因流速的降低而沉降、聚集，从而影响集输或天然气处理系统的正常、安全生产运行。特别是在分离器中聚集后，当分离器排污时，由于排污的压差较大，砂粒会同排污液体一起高速排放到污水处理系统。高速排出的砂粒会产生类似水切割的效果，排污管道特别是弯头处很快会被砂粒切割产生裂缝，发生爆管事故及二次事故，从而危及整个集输或天然气处理系统的正常、安全生产运行。

目前我国煤层气及页岩气加速发展，特别是页岩气处于爆发式提速发展过程中，煤层气及页岩气中的砂粒或煤粉等固体、液体杂质的脱除处理急需高效、安全、操作维护方便、投资低的分离设备来保证集输或天然气处理系统的正常、安全生产运行。与其它天然气除砂设备相比，本发明提高了除砂的精度和效率，降低了设备投资，提高了操作维护方便性，降低了操作维护工作量和运行成本。

现有技术对天然气中砂粒或煤粉等固体杂质的脱除处理主要有三种方案：1)卧式滤筒式除砂器：2)旋流或旋风分离器；3)过滤分离器。三种方案有的存在天然气处理量较小，容砂量较小，现场操作维护工作量较大的缺点；有的存在分离精度较低或压降较高、操作维护工作量大、运行成本高、投资高等缺点。现有技术三种方案描述如下：

1)卧式滤筒式除砂器，具有设计压力高、体积小、投资低等优点。缺点是天然气需从滤筒中穿过，天然气使已被脱除的砂粒反复扰动，砂粒易在滤筒上的除砂缝上卡住，当卡住砂粒较多时，除砂器压降增大后除砂缝会被局部胀开，部分较大的砂粒会通过除砂缝，使除砂器达不到除砂的精度和效率，脱除砂粒的精度只能达到100μm。另一方面，卧式滤筒式除砂器的滤筒较小，单台设备天然气处理量较小，容砂量较小，仅适用于高压单井站，集气站使用需多台并联，现场操作维护工作量较大。只能除砂或固体杂质

2)旋流或旋风分离器，具有容砂量大、占地面积小、投资较低、同时脱除游离水等液体杂质及砂粒/煤粉等固体杂质，压降低，操作维护工作量小等优点。缺点是分离精度较低，脱除砂粒的精度只能达到60μm左右。

3)过滤分离元件具有砂粒的精度高(可达20μm或更低，精度越高更换滤芯频率越高)、效率高、能同时脱除游离水等液体杂质及砂粒/煤粉等固体杂质、操作维护方便等优点。缺点是各种粒径的固体杂质均滤除在滤芯中，滤芯体积较小，容砂量较小、压降较高、操作维护工作量大、运行成本高、投资高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种天然气除砂器，已解决现有技术中天然气处理量较小、容砂量较小、现场操作维护工作量较大、分离精度较低或压降较高、操作维护工作量大、运行成本高、投资高等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型具体提供的技术方案为：一种多功能天然气除砂器，包括旋流分离元件、过滤分离元件、反冲洗喷嘴、快开盲板，快开盲板通过螺栓与除砂器本体连接，反冲洗喷嘴通过支架固定在除砂器中间并将除砂器本体分隔成两个独立的腔体，下部为旋流分离腔，上部为过滤分离腔，旋流分离元件和过滤分离元件分别通过支撑板固定在旋流分离腔和过滤分离腔内，旋流分离腔的腔壁上设有原料气进口，过滤分离腔的腔壁上设有产品气出口，旋流分离腔下部设有排液口，在排液口的下部倾斜设有固液分离挡板，除砂器本体的底部设有清掏口和排沙口，除砂器底部设有起支撑作用的支撑架。

进一步，过滤分离元件是由聚酯纤维、玻璃纤维、金属纤维烧结毡、丙纶纤维或涤纶纤维构成的管状结构。

本实用新型的有益效果：

1)当含游离水等液体杂质及砂粒/煤粉等固体杂质的天然气通过旋流分离元件时，天然气在旋流分离元件内产生旋流，液滴及固体杂质在离心力的作用下被甩到旋流分离段的壁上并在重力作用下落到旋流分器下部并聚集到多功能天然气除砂器底部，脱除砂粒的精度可达到60μm左右。

2)当多功能天然气除砂器压差达到高限时，可暂停分离器，降压后，使用冲洗水通过反冲洗喷嘴冲洗掉吸附在过滤分离元件上的大部分砂粒，延长过滤分离元件使用寿命，减少停工时间，降低操作费用。

3)多次冲洗后，过滤分离元件上吸附的固体杂质可能太多且反冲洗不完全，多功能天然气除砂器压降上升较快，则需要更打开快开盲板更换过滤分离元件并冲洗内部元件，也可检查下部旋流分离元件磨损程度或更换旋流分离元件，方便维护检修。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的一种实施例结构示意图；

图2是本实用新型的另一种实施例结构示意图；

图中1-快开盲板；2-螺栓；3-产品气出口；4-过滤分离元件；5-反冲洗喷嘴；6-旋流分离元件隔板；7-旋流分离元件支撑板；8-旋流分离元件；9-排液口；10-排砂口；11-清掏口；12-固液分离挡板；13-原料气进口；14-过滤分离元件支撑板；15-过滤分离元件固定板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种天然气除砂器，包括旋流分离元件8、过滤分离元件4、反冲洗喷嘴5、快开盲板1，快开盲板1通过螺栓2与除砂器本体连接，反冲洗喷嘴5通过支架固定在除砂器中间并将除砂器本体分隔成两个独立的腔体，下部为旋流分离腔，上部为过滤分离腔，旋流分离元件8和过滤分离元件4分别通过支撑板7、14固定在旋流分离腔和过滤分离腔内，旋流分离元件8的上部设有隔板6，过滤分离元件的上部设有固定板15，旋流分离腔和过滤分离腔的腔壁上分别设有原料气进口13和产品气出口3，旋流分离腔下部设有排液口9，在排液口9的下部倾斜设有固液分离挡板12，除砂器本体的底部设有清掏口11和排沙口10，除砂器底部设有起支撑作用的支撑架。

当含游离水等液体杂质、砂粒、煤粉等固体杂质的天然气通过所述原料气进口13进入除砂器，在旋流分离腔内经过旋流分离元件8产生的旋流的作用下，液滴及固体杂质在离心力的作用下被甩到旋流分离段的壁上并在重力作用下落到旋流分离段下部，并聚集到除砂器底部，脱除砂粒的精度可达到60μm左右，脱除效率99％。固液分离档板12下部为积砂腔，两至三天通过排砂口10排砂，液体通过排液口9排出，如排砂管线堵塞可打开清掏口11清掏。天然气通过所述旋流分离元件8中部上升管进入由过滤分离元件支撑板14和过滤分离元件固定板15组成的腔体后，经过滤分离元件4过滤掉20μm以上的固、液颗粒，总脱除效率大于99.5％。经两级分离后的产品气从产品气出口3排出。

当除砂器压差达到高限时，可暂停分离器，降压后，使用冲洗水通过反冲洗喷嘴5冲洗掉吸附在过滤分离元件上的大部分砂粒，延长过滤分离元件使用寿命，减少停工时间，降低操作费用。多次冲洗后，过滤分离元件上吸附的固体杂质可能太多且反冲洗不完全，除砂器压降上升较快，则需要更打开快开盲板1更换过滤分离元件并冲洗内部元件，也可检查下部旋流分离元件磨损程度或更换旋流分离元件。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于将实施例一中的过滤分离元件4换成了过滤丝网，更换后除砂除液的精度从20μm降至40μm，但仍然满足100μm的除砂精度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种天然气除砂器，包括旋流分离元件(8)、过滤分离元件(4)、反冲洗喷嘴(5)、快开盲板(1)，其特征在于，快开盲板(1)通过螺栓(2)与除砂器本体连接，反冲洗喷嘴(5)通过支架固定在除砂器中间并将除砂器本体分隔成两个独立的腔体，下部为旋流分离腔，上部为过滤分离腔，旋流分离元件(8)和过滤分离元件(4)分别通过支撑板(7、14)固定在旋流分离腔和过滤分离腔内，旋流分离元件(8)的上部设有隔板(6)，过滤分离元件的上部设有固定板(15)，旋流分离腔的腔壁上设有原料气进口(13)，过滤分离腔的腔壁上设有产品气出口(3)，旋流分离腔下部设有排液口(9)，在排液口(9)的下部倾斜设有固液分离挡板(12)，除砂器本体的底部设有清掏口(11)和排沙口(10)，除砂器底部设有起支撑作用的支撑架。

2.根据权利要求1所述的天然气除砂器，其特征在于，过滤分离元件(4)是由聚酯纤维、玻璃纤维、金属纤维烧结毡、丙纶纤维或涤纶纤维构成的管状结构。