CN209307311U - 一种天然气除砂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于气体过滤技术领域，公开了一种天然气除砂装置，包括除砂罐和集砂罐，除砂罐分别通过截止阀和平衡阀与集砂罐相连，集砂罐上设有泄压阀、冲洗阀和排砂阀，除砂罐上设有进气管和排气管。本实用新型所提供的一种天然气除砂装置，实现除砂罐与集砂罐压力分隔与平衡，可实现在线除砂，不中断井场测试工艺，提高生产效率。

Description

一种天然气除砂装置

技术领域

本实用新型属于气体过滤技术领域，具体涉及一种天然气除砂装置。

背景技术

随着油田多种开发手段的应用，天然气原料气在初加工之前气质越来越差，含有大量微细砂砾杂质，这些杂质的存在会造成精密调压设备及计量设备的堵塞，甚至损坏，影响生产并造成损失。同时由于固相颗粒是低温条件下水结冰和形成天然气水合物的天然晶核，它的存在加剧了含砂砾杂质气体生产中存在的问题。

为了消除天然气中砂砾带来的巨大危害，在生产过程中常常利用重力沉降分离、旋风分离器和过滤分离技术进行除沫除砂处理。

常规的重力沉降技术是利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置。它的除尘效率与沉降室水平截面和气流速度有关，虽然重力沉降结构简单，压力损失小，但除尘效率低，单独使用时无法达到规定技术指标。因此，一般只把沉降室作为第一级粗净化。

离心分离技术是利用流体中相对较重的砂砾在离心力作用下从气相中分离出来，旋风分离器作为离心分离的一种典型设备，需要一定的速度，且操作弹性较小，如果设计不当，容易产生上涡流，降低分离效率。

过滤分离技术主要用于粒径很小的砂砾，过滤分离的种类繁多，过滤精度可以达到很高，但压力损失相对较大，对过滤介质的运行工况要求较高。由于现有过滤设备的实质都是表面过滤，阻力上升很快，实际使用过程中往往更换频率过高，增加运行成本。

由于现有技术的缺陷，至今为止，尚未提供一种能够有效除去天然气中大量砂砾杂质的设备，不能满足工艺运行和环境保护的要求。

因此，本领域迫切需要开发一种新的、能够有效克服上述现有设备不足的天然气除砂装置。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种天然气除砂装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种天然气除砂装置，包括除砂罐和集砂罐，除砂罐分别通过截止阀和平衡阀与集砂罐相连，集砂罐上设有泄压阀、冲洗阀和排砂阀，除砂罐上设有进气管和排气管。

优选地，所述进气管上设有进气阀，排气管上设有排气阀，进气管和排气管之间通过旁路管相连，旁路管上设有旁路阀。

优选地，所述除砂罐包括罐体和设于罐体内的内腔体，内腔体的内部设有过滤管，过滤管的外壁与内腔体之间设有滤网，过滤管内设有滤板。

优选地，所述罐体设有与进气管相连的入气口、与排气管相连的出气口以及与截止阀相连的出砂口，内腔体的入口与入气口连通，内腔体的第一出口与出气口连通，内腔体的第二出口与出砂口连通，内腔体的入口和第二出口均位于滤网下方。

优选地，所述内腔体的内壁上设有防冲蚀层和硬化凸起。

优选地，所述滤板交错设于过滤管内。

优选地，所述内腔体可拆卸的安装在罐体内。

优选地，所述除砂罐和集砂罐分别通过排砂管和平衡管连通，截止阀设于排砂管上，平衡阀设有平衡管上。

优选地，所述集砂罐和除砂罐上均设有安全阀。

优选地，所述集砂罐内设有用于测砂高度的测位装置。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型所提供的一种天然气除砂装置，实现除砂罐与集砂罐压力分隔与平衡，可实现在线除砂，不中断井场测试工艺，提高生产效率。

2.本实用新型的天然气除砂装置以旋转离心、摩擦分离和重力分离为主，过滤管和滤网分离为辅，不怕堵塞。内腔体可更换设置，经久耐用。

3.该天然气除砂装置的可扩展性好，可以利用API标准尺寸接口连接，适用于超高压工况。可以在除砂罐和/或集砂罐上提供压力表接口，安装压力表；可以加装数据采集的计算机系统，以便进行压力数据的采集和处理。

附图说明

图1是本实用新型天然气除砂装置的原理示意图。

图2是本实用新型除砂罐内部的结构示意图。

图3是本实用新型除砂罐内部另一视角的示意图。

图中：1-除砂罐；2-集砂罐；3-截止阀；4-平衡阀；5-泄压阀；6-冲洗阀；7-排砂阀；8-进气管；9-排气管；10-进气阀；11-排气阀；12-旁路管；13-旁路阀；14-第一安全阀；15-第二安全阀；16-排砂管；17-平衡管；100-罐体；101-内腔体；102-过滤管；103-滤网；104-滤板；105-入气口；106-出气口；107-出砂口；108-硬化凸起。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例的一种天然气除砂装置，包括除砂罐1、集砂罐2、截止阀3、平衡阀4，除砂罐1分别通过截止阀3和平衡阀4与集砂罐2相连，除砂罐1上设有进气管8和排气管9，进气管8用于接入含有砂砾等介质的天然气，除砂罐1可除去天然气中的砂砾等介质，砂砾等介质可通过截止阀3进入集砂罐2收集起来，除砂后的天然气通过排气管9排出。平衡阀4可以保证除砂罐1和集砂罐2气压的平衡，使得砂砾等介质顺利进入集砂罐2。

集砂罐2上设有泄压阀5、冲洗阀6和排砂阀7，需要排砂时，需先关闭掉截止阀3和平衡阀4，然后先打开泄压阀5泄压，然后通过冲洗阀6接入水流，水流与砂砾等介质混合后从集砂罐2的底部通过排砂阀7排出。当排砂完成后，需要关闭泄压阀5、冲洗阀6和排砂阀7，然后再打开截止阀3和平衡阀4。在排砂的过程中，除砂罐1可以继续保持工作，不需停机等待。

具体的，除砂罐1和集砂罐2分别通过排砂管16和平衡管17连通，截止阀3设于排砂管16上，平衡阀4设有平衡管17上。

进气管8上设有进气阀10，排气管9上设有排气阀11，进气管8和排气管9之间通过旁路管12相连，旁路管12上设有旁路阀13。正常除砂时，旁路阀13关闭，进气阀10和排气阀11均打开，除砂罐1正常工作除砂。当天然气压力过高时，可以关闭进气阀10和排气阀11，打开旁路阀13，使天然气直接通过旁路管12接入排气管9后排出，可以保证工作时的安全。

实施例二

如图1所示，本实施例的一种天然气除砂装置，包括除砂罐1、集砂罐2、截止阀3、平衡阀4，除砂罐1分别通过截止阀3和平衡阀4与集砂罐2相连，除砂罐1上设有进气管8和排气管9，进气管8用于接入含有砂砾等介质的天然气，除砂罐1可除去天然气中的砂砾等介质，砂砾等介质可通过截止阀3进入集砂罐2收集起来，除砂后的天然气通过排气管9排出。平衡阀4可以保证除砂罐1和集砂罐2气压的平衡，使得砂砾等介质顺利进入集砂罐2。

集砂罐2上设有泄压阀5、冲洗阀6和排砂阀7，需要排砂时，需先关闭掉截止阀3和平衡阀4，然后先打开泄压阀5泄压，然后通过冲洗阀6接入水流，水流与砂砾等介质混合后从集砂罐2的底部通过排砂阀7排出。当排砂完成后，需要关闭泄压阀5、冲洗阀6和排砂阀7，然后再打开截止阀3和平衡阀4。在排砂的过程中，除砂罐1可以继续保持工作，不需停机等待。

具体的，除砂罐1和集砂罐2分别通过排砂管16和平衡管17连通，截止阀3设于排砂管16上，平衡阀4设有平衡管17上。截止阀3可采用起截止作用的全通径阀，如闸阀或旋塞阀。

进气管8上设有进气阀10，排气管9上设有排气阀11，进气管8和排气管9之间通过旁路管12相连，旁路管12上设有旁路阀13。正常除砂时，旁路阀13关闭，进气阀10和排气阀11均打开，除砂罐1正常工作除砂。当天然气压力过高时，可以关闭进气阀10和排气阀11，打开旁路阀13，使天然气直接通过旁路管12接入排气管9后排出，可以保证工作时的安全。

集砂罐2和除砂罐1上均设有安全阀，具体的，除砂罐1通过管路连接第一安全阀14，第一安全阀14可以在除砂罐1内超压时进行泄压保证安全，集砂罐2通过管路连接第二安全阀15，第二安全阀15可以在集砂罐2内超压时进行泄压保证安全，第一安全阀14、第二安全阀15和泄压阀5可以连接同一根管路进行泄压排气。

集砂罐2内设有用于测砂高度的测位装置，具体的测位装置可以采用激光测位器，激光测位器可以提供集砂罐2内的料位高度位置信息，便于在料位较高时进行排砂操作。

如图2和图3所示，除砂罐1包括罐体100和设于罐体100内的内腔体101，内腔体101的形状与罐体100的内壁适配。内腔体101的内部设有过滤管102，过滤管102的外壁与内腔体101之间设有滤网103，过滤管102内设有滤板104。

具体的，罐体100设有与进气管8相连的入气口105、与排气管9相连的出气口106以及与截止阀3相连的出砂口107，入气口105设于罐体100的中部。

内腔体101设有入口、第一出口和第二出口，内腔体101的入口与入气口105连通，内腔体101的第一出口与出气口106连通，内腔体101的第二出口与出砂口107连通，内腔体101的入口和第二出口均位于滤网103下方，内腔体101的第二出口位于滤网103上方，滤板104交错设于过滤管102内。

内腔体101的内壁上设有防冲蚀层以及均布有硬化凸起108，在本实施例中，内腔体101和硬化凸起108为一体成型，且材质均为硬质合金。内腔体101为可拆卸的安装在罐体100内，当硬化凸起108或者内腔体101磨损过多时，可以更换新的内腔体101，经久耐用。

图2和图3中的虚线为天然气的流动路径，除砂罐1的工作原理为：内腔体101大致为筒状体，顺着入气口105和内腔体101的入口进入的天然气的方向与内腔体101相切，天然气从内腔体101中部进入，在内腔体101内改变流向呈螺旋上升，天然气中的砂砾等介质在内腔体101内高压高速旋转分离，在硬化凸起108的内壁摩擦力和杂质本身重力作用下，固、液介质下行，天然气再向上一部分通过滤网103后从出气口106排出，另一部分通过过滤管102后从出气口106排出，其分离效果好，不怕堵塞。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气除砂装置，其特征在于：包括除砂罐(1)和集砂罐(2)，除砂罐(1)分别通过截止阀(3)和平衡阀(4)与集砂罐(2)相连，集砂罐(2)上设有泄压阀(5)、冲洗阀(6)和排砂阀(7)，除砂罐(1)上设有进气管(8)和排气管(9)。

2.根据权利要求1所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述进气管(8)上设有进气阀(10)，排气管(9)上设有排气阀(11)，进气管(8)和排气管(9)之间通过旁路管(12)相连，旁路管(12)上设有旁路阀(13)。

3.根据权利要求1所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述除砂罐(1)包括罐体(100)和设于罐体(100)内的内腔体(101)，内腔体(101)的内部设有过滤管(102)，过滤管(102)的外壁与内腔体(101)之间设有滤网(103)，过滤管(102)内设有滤板(104)。

4.根据权利要求3所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述罐体(100)设有与进气管(8)相连的入气口(105)、与排气管(9)相连的出气口(106)以及与截止阀(3)相连的出砂口(107)，内腔体(101)的入口与入气口(105)连通，内腔体(101)的第一出口与出气口(106)连通，内腔体(101)的第二出口与出砂口(107)连通，内腔体(101)的入口和第二出口均位于滤网(103)下方。

5.根据权利要求3所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述内腔体(101)的内壁上设有防冲蚀层和硬化凸起(108)。

6.根据权利要求3所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述滤板(104)交错设于过滤管(102)内。

7.根据权利要求3所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述内腔体(101)可拆卸的安装在罐体(100)内。

8.根据权利要求1所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述除砂罐(1)和集砂罐(2)分别通过排砂管(16)和平衡管(17)连通，截止阀(3)设于排砂管(16)上，平衡阀(4)设有平衡管(17)上。

9.根据权利要求1所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述集砂罐(2)和除砂罐(1)上均设有安全阀。

10.根据权利要求1所述的天然气除砂装置，其特征在于：所述集砂罐(2)内设有用于测砂高度的测位装置。