CN209761412U - 一种新型页岩气除砂排液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型页岩气除砂排液装置，包括卧式分离器，在卧式分离器入口处内部设置折流板，在卧式分离器底部入口和出口处分别设置排砂口和排液口，分别与排砂管路和排液管路连接。与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：对分离器内的砂、液、气进行了分区管理，结合两位式控制，减少了自动排液阀开启和关闭过程中液体含砂量和砂粒直径，从而大大减小了阀门开关过程中液体对阀门的冲蚀。

Description

一种新型页岩气除砂排液装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型页岩气除砂排液装置。

背景技术

近年来，国内页岩气大规模开发，压裂砂在页岩气生产过程中随介质外排。含砂液体在高压外排过程中易对排液阀等造成冲刷腐蚀，影响页岩气的正常生产，并造成阀门更换经济损失。

页岩气开发工艺通常在分离器前端设置过滤除砂装置，通过过滤除砂装置能够将大部分的砂粒拦截去除。受除砂装置过滤滤芯精度影响，总有部分砂粒穿过滤芯进入下游分离器，经沉降后，随液体排入排污池。液体排放过程中，通过节流阀进行降压，由于节流阀两端压差大，因此液体的流速非常高，在含砂的情况下，容易冲蚀阀门。

对于页岩气井口测试装置，其运行时间较短，通常的做法是采用手动节流阀，并将该阀门设置为损耗品，节流效果下降后进行更换。而生产装置由于运行时间长，更换既不经济也不利于安全管理。

当前生产装置通常采用两种方式进行处理：一是加强节流阀阀芯的高冲刷能力，对阀芯镀钨、铬等特材；一是排液管路的自动排液节流加手动旁路，有利于自动排液阀的检修，不影响生产。

对节流阀阀芯镀钨、铬等特材，加强阀芯的抗冲刷能力，起到一定的效果。但由于阀门内的高速区不仅仅是阀芯处，与阀门的内部结构有关。实际应用过程中出现了阀体冲刷穿孔现象。而阀门内部整体镀特材，一方面工艺处理难度大，另一方面价格高。

此外，当前页岩气分离器的排液多数采用PID控制，即连续排液。在节流阀出现冲蚀，影响节流效果后，排液阀就频繁动作，导致排液阀控制机构损坏。

可见，当前页岩气开发中，在分离器后端未系统解决除砂排液问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种新型页岩气除砂排液装置，通过改变卧式分离器内部结构，设置折流板、挡砂板和伸入式排液接管，并结合两位式的自动排液方案，有效解决了页岩气排液过程中砂粒对阀门的冲蚀问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种新型页岩气除砂排液装置，包括卧式分离器，在卧式分离器入口处内部设置折流板，在卧式分离器底部入口和出口处分别设置排砂口和排液口，分别与排砂管路和排液管路连接。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：对分离器内的砂、液、气进行了分区管理，结合两位式控制，减少了自动排液阀开启和关闭过程中液体含砂量和砂粒直径，从而大大减小了阀门开关过程中液体对阀门的冲蚀。具体表现如下：

(1)新型页岩气除砂排液装置折流板可使大部分砂粒等杂质大量沉降在卧式分离器的入口侧。

(2)通过挡砂板将绝大部分砂粒隔离在入口侧，并减小排液过程对底部积砂的扰动。

(3)少量的砂粒随液体越过挡砂板进入排液侧，在排液侧继续沉降，到达分离器底部。

(4)通过伸入式接管，采取高位排液，避免底部沉降的砂粒进入排液管。

(5)采用高液位开启阀门，低液位关闭阀门的两位式排液方式。排液阀的冲刷主要在开启和关闭的小截面阶段，全开、全闭时无冲刷效应。

(6)伸入式接管在排液时，排液末期主要为上层液体，而上层液体经沉降后含砂量最少，砂粒粒径最小，阀门关闭冲刷小。同理，开启时，流经液体为上一周期的上层液体，其冲刷也小。从而解决了阀门冲刷腐蚀问题。

(7)进入分离器的总体砂量较少，分离器底部砂粒，通过排砂管路进行长周期的间隙外排。接管处的底部砂粒，可利用人孔在分离器周期性检修时清理。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

一种新型页岩气除砂排液装置，如图1所示，包括：卧式分离器1、入口2、出口3、折流板4、挡砂板5、排砂管路6、自动排液管路8(含伸入式排液接口7、两位式排液阀9)、人孔10、液位计11等，其中：

在入口2处内设折流板4,折流板与入口方向成120°角。在卧式分离器底部，排砂口与排液口之间设置挡砂板5，挡砂板高度150mm～300mm。通过折流板4降低页岩气的流速，挡砂板5将大量砂粒分隔在卧式分离器的入口侧，并进行沉降。排砂管路6位于卧式分离器入口侧，其接管插入容器并与容器底部平滑连接，沉降的砂粒通过设置的排砂管路6排出。

在排液管路8设置两位式排液阀9。少量砂粒随液体漫过挡砂板5进入卧式分离器的排液侧，在左侧沉降，当液位达到最大液位时，两位式排液阀9打开。在卧式分离器排液口接管插入容器内，插入高度高出容器底部150～200mm，伸入式排液口的设计使得砂在排液口7以下沉降。两位式排液阀9打开的瞬间上层清液进入排液口，随着液体的排放，引起内部介质扰动，从而带动右侧底部沉降的砂粒流动，通过排液管路8排出卧式分离器外。当液体即将降至最低液位时，扰动减少，进入排液管路的几乎是上层清液。随着液位的降低排液阀9关闭。进入下一个开闭流程。

卧式分离器设置全量程液位计11，液位计信号与排液管路的两位式排液阀9相连，实现液位自动控制。

Claims (10)

1.一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：包括卧式分离器，在卧式分离器入口处内部设置折流板，在卧式分离器底部入口和出口处分别设置排砂口和排液口，分别与排砂管路和排液管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：所述折流板与入口方向成120°角。

3.根据权利要求1所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：在排砂口与排液口之间设置挡砂板。

4.根据权利要求3所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：所述挡砂板的高度为150mm～300mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：所述排砂管路通过接管插入排砂口，并与卧式分离器底部平滑连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：所述排液管路通过接管插入排液口，插入高度高出容器底部150～200mm。

7.根据权利要求6所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：在所述排液管路上设置两位式排液阀。

8.根据权利要求7所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：在所述卧式分离器内设置液位计，所述液位计通过信号线与两位式排液阀相连。

9.根据权利要求8所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：所述液位计为全量程液位计。

10.根据权利要求1所述的一种新型页岩气除砂排液装置，其特征在于：在卧式分离器出口侧底部设置人孔。