CN211500613U - 一种页岩气井口除砂分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种页岩气井口除砂分离器，包括除砂分离器储罐和通过管线与除砂分离器储罐连接的顶部截止阀及出料口、冲水口、排砂阀和储罐进口截止阀，在冲水口末端设置有喷淋装置，在除砂分离器储罐上设置砂量监控装置，所述砂量监控装置与阀门联动装置相连，所述阀门联动装置通过信号装置分别与进料支管截止阀、排砂阀以及喷淋装置相连。本实用新型针对页岩气井砂量较大、气井开采期较短、在分级除砂过程中除砂器内砂量饱和无法除砂的情况，设计提供了一种可以除掉页岩气井砂量较大、可移动和双分离器储罐除砂的除砂分离器。本实用新型可以实现页岩气井砂量较大除砂，实现除砂分离器重复使用，实现页岩气井不间断生产。

Description

一种页岩气井口除砂分离器

技术领域

本实用新型涉及一种页岩气井口除砂分离器，具体涉及页岩气井口除砂，实现页岩气中砂的全部过滤，从而实现后期页岩气的高效分离处理，节约后期分离处理成本，同时通过设计成橇装，实现不同区域、不同砂量的除砂，提高了使用效能和运用范围。

背景技术

由于能源需求量的不断提高，页岩气作为一种新型清洁能源，近年来受到公众的推崇，但是由于页岩气在开采过程中，由于大量的砂，从而导致在后期页岩气的分离处理造成了很大困扰，有的甚至产生磨损腐蚀，不仅提高了经济运行成本，而且造成了极大的危害，尤其当前在安全成为首要关注问题后，页岩气田的安全开发和安全运行成为了重中之重，因此在页岩气田设计和建设过程中，必须考虑除砂。

为了更好的除掉页岩气中的砂，当前市面上产品类型以及油气田普遍采用在井口设置固定的分级过滤除砂器，首先在砂量较小的情况下，可以实现砂的分离，但是砂量较大时，不仅无法实现100％脱砂，其次分级过滤除砂器通常是通过分级实现除砂，除砂效率较慢，在砂量较大时分级过滤除砂器还极易堵塞，其三是页岩气一般开采较快，并且大部分气井在高产后会迅速衰减期，有的开采期较短，而部分固定于井口的分级除砂除砂器还处于较新、使用效能也正佳的阶段，但是由于固定在井口并且随着页岩气井的衰减而无法重复使用，造成了资源在一定程度上的浪费。

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页岩气井口除砂分离器，主要针对页岩气砂量较大、气井开采期较短、在分级除砂除砂器内砂量饱和无法除砂的情况，可以大大提升除砂分离器的适用范围，同时设计两个分离器储罐，可切换，实现一个分离器储罐砂量满时，另一个的使用，操作简单，并把除砂分离器设计成橇，可实现橇的重复使用。

本实用新型所采用的技术方案是：一种页岩气井口除砂分离器，包括除砂分离器储罐和通过管线与除砂分离器储罐连接的顶部截止阀及出料口、冲水口、排砂阀和储罐进口截止阀，在冲水口末端设置有喷淋装置，在除砂分离器储罐上设置砂量监控装置，所述砂量监控装置与阀门联动装置相连，所述阀门联动装置通过信号装置分别与进料支管截止阀、排砂阀以及喷淋装置相连。

进一步地，在除砂分离器储罐上方通过管线连接有安全阀。

进一步地，在除砂分离器储罐内部上半部分出口段的安全阀、冲水口和喷淋装置内部设置有筛网。

进一步地，在除砂分离器储罐上部设置过滤网。

进一步地，在除砂分离器储罐中部进料口上方设置挡板。

进一步地，所述除砂分离器储罐为结构相同的且对称设置的两个，两个除砂分离器储罐的砂量监控装置分别与阀门联动装置相连，所述阀门联动装置分别与两个除砂分离器储罐的进料支管截止阀、排砂阀以及喷淋装置相连。

进一步地，两个除砂分离器储罐采用设计成橇。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：

本实用新型克服了现有技术中的缺点，针对页岩气井砂量较大、气井开采期较短、在分级除砂过程中除砂器内砂量饱和无法除砂的情况，设计提供了一种可以除掉页岩气井砂量较大、可移动和双分离器储罐除砂的除砂分离器。设计开发的一种页岩气井口除砂分离器，可以实现页岩气井砂量较大除砂，实现除砂分离器重复使用，实现页岩气井不间断生产。通过设置安全阀，实现分离器储罐的安全；通过设置过滤网实现进料在分离器储罐内的砂和页岩气分离；通过设置喷淋器，实现储罐内的高效清洗；通过设置挡板，实现进料直接抵达过滤网；通过设置砂量监控装置，实现分离器储罐内砂量的监控；通过设置监控及阀门联动装置，实现分离器储罐内砂量的监控信息储存及进料管上的截止阀、排砂阀及喷淋装置的开启或关闭控制；通过设置除砂阀，实现分离器储罐内砂的排除。通过设置筛网，防止砂进入分离器上半部分的管线或安全阀或喷淋器内。具有优点如下：

1、两个储罐形成的除砂分离器橇装，可以实现不同气井的重复使用，提高除砂分离器的使用范围，节约资源。

2、设计喷淋装置，实现分离器的高效清洗，并且节约水资源。

3、设计监控及阀门联动装置，可以实现分离器储罐内砂量的监控信息储存及进料口处截止阀、排砂阀、喷淋装置与分离器储罐内砂量的联动，提高自动化能力。

4、设计砂量监控装置，实现分离器储罐内砂量的监控及分离器内砂量饱和时的报警。

5、分离器储罐内设计挡板，实现进料直接抵达过滤网，防止过滤网堵塞。

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为本实用新型的结构示意图；

图中：1、15—除砂分离器储罐；2、14—安全阀；3、13—截止阀及出料口；4、12—冲水口；5、11—喷淋装置；6、10—过滤网；7、9—砂量监控装置；8—监控及阀门联动装置；18、22—排砂阀；17、19、20、21、23—截止阀；16、24—挡板。

具体实施方式

一种页岩气井口除砂分离器，如图1所示，示意图上安全阀2/14、截止阀及出料口3/13、冲水口4/12、排砂阀22/18、截止阀23/17均通过管线与除砂分离器储罐1/15相连；冲水口4/12末端设置有喷淋装置5/11；安全阀2/14、截止阀及出料口3/13、喷淋装置5/11在除砂分离器储罐1/15内部均设置有筛网；砂量监控装置7/9位于除砂分离器储罐1/15上并与监控及阀门联动装置8相连；阀门联动装置8通过信号装置分别与截止阀21、22、19、18以及喷淋装置5、11相连，并对截止阀21、22、19、18以及喷淋装置5、11的开启和关闭进行控制。其中：

储罐进口截止阀23/17设置在储罐进料支管末端，在储罐进料支管首端设置截止阀21/19，所述储罐进料支管首端与进料总管连接，在进料总管上设置总管截止阀20。

过滤网6/10位于分离器储罐内，为过滤砂的作用。

砂量监控装置7/9位于分离器储罐上，为监控分离器储罐内砂量。

安全阀2/14为调节分离器储罐内压力。

喷淋器5/11位于冲水入口的分离器储罐的内端，起喷淋冲洗作用。

监控及阀门联动装置8为实现砂量监控装置信息储存及发送，及进料口处截止阀、排砂阀、喷淋装置与分离器储罐内砂量的联动。

排砂阀18/22为排出分离器储罐内的砂。

挡板16/24位于分离器储罐内，为防止进料直接往上。

筛网位于分离器储罐内部上半部分出口段内部，为防止砂进入安全阀、冲水管和喷淋器及管线内。

本实用新型的工作原理是：

【1】在使用过程中，关闭安全阀2，开启阀门3、21、23，并打开砂量监控装置7和监控及阀门联动装置8。

【2】确保无误后，打开阀门20，进料混合物从阀门20进入，依次经过阀门21、23，进入除砂分离器储罐1。

【3】进入除砂分离器储罐1的进料混合物中，通过挡板24防止混合物直接往上走，混合物在横向移动过程中，砂等较重的物质往下沉降，页岩气等较轻的物质往上浮，部分砂及固体杂质随着页岩气在上浮过程中遇到过滤网6，而实现页岩气与砂的分离，进而页岩气通过过滤网孔从截止阀及出料口3进入下一道工序，而砂等固体杂质则被分离出来后，由于重力作用下降至分离器储罐1的底部。

【4】当分离器储罐内砂量达到一定程度(一般以入口的高度为参照，砂量累计高度不能超过进料入口端的高度)，砂量监控装置7发出报警，并把信号传输给监控及阀门联动装置8。

【5】监控及阀门联动装置8在接到信号后，立即关闭阀门21，并开启阀门19，实现分离器除砂的切换(由除砂分离器储罐1切换到除砂分离器储罐15)。

【6】当切换成功后，监控及阀门联动装置8则开启喷淋装置5以及阀门22，反冲水从冲水口4进入通过喷淋装置5喷出，清洗分离器储罐，促进砂石进一步从排砂阀22排除，当排除干净后，砂量监控装置7发出信号，并把信号传输给监控及阀门联动装置8。

【7】监控及阀门联动装置8接到信号后，关闭喷淋装置5和排砂阀22，从而实现交互使用。

【8】切换后，当除砂分离器储罐15的砂量达到一定程度时，则砂量监控装置9发出警报并把信号传输给监控及阀门联动装置8，从而依次重复上述【5】【6】【7】的步骤，从而实现两个分离器储罐的交替使用，保证页岩气开采的连续性和安全性。

Claims (7)

1.一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：包括除砂分离器储罐和通过管线与除砂分离器储罐连接的顶部截止阀及出料口、冲水口、排砂阀和储罐进口截止阀，在冲水口末端设置有喷淋装置，在除砂分离器储罐上设置砂量监控装置，所述砂量监控装置与阀门联动装置相连，所述阀门联动装置通过信号装置分别与进料支管截止阀、排砂阀以及喷淋装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：在除砂分离器储罐上方通过管线连接有安全阀。

3.根据权利要求2所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：在除砂分离器储罐内部上半部分出口段的安全阀、冲水口和喷淋装置内部设置有筛网。

4.根据权利要求1所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：在除砂分离器储罐上部设置过滤网。

5.根据权利要求1所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：在除砂分离器储罐中部进料口上方设置挡板。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：所述除砂分离器储罐为结构相同的且对称设置的两个，两个除砂分离器储罐的砂量监控装置分别与阀门联动装置相连，所述阀门联动装置分别与两个除砂分离器储罐的进料支管截止阀、排砂阀以及喷淋装置相连。

7.根据权利要求6所述的一种页岩气井口除砂分离器，其特征在于：两个除砂分离器储罐采用设计成橇。

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