CN2841957Y - 液流加热式井口除砂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种原油开采井口装置，具体涉及分离原油泥砂的旋流分离装置。包括膨胀处理器、旋流器、积砂斗，含砂原油经膨胀处理器进入旋流器的侧面入口，旋流器下端的底流口连接积砂斗，积砂斗的下端开有排砂口，旋流器和积砂斗外部包覆水箱，水箱内的热水依靠液流热能发生器加热。本实用新型能有效去除原油中的砂粒，大大延长管线、阀门使用寿命，尤其适合粘度较大的油井。装置移动方便，操作简单，运行可靠，成本低。本实用新型用于石油开采领域。

Description

液流加热式井口除砂器

技术领域

本实用新型涉及一种原油开采井口装置，具体涉及分离原油泥砂的旋流分离装置。

背景技术

对于疏松砂岩油藏的开采，遇到的主要问题是油气井出砂，出砂危害着井下作业系统和地面集输系统，甚至影响油田的正常生产。如动力设备机、泵、阀等受到磨损，沿途管道、阀门易被损坏，分离器、脱水器等工艺处理器堵塞，仪器、仪表操作失灵等。采出液中含有大量的砂给油田地面集输系统带来很大的危害，导致原油脱水能力和效果的降低。

国内外已有的多相分离罐和大罐沉降除砂等方法，有的虽然不增加系统回压，但仍然解决不了砂对沿管线设备仪表、阀门的磨蚀及堵塞问题，人工清砂时，设备不能密闭正常运行，管理上满足不了油田连续生产的要求，排放的砂含油而污染环境。有的井只是在投产的近十几天里除砂，如果安装永久性除砂装置，势必造成资源浪费，因此，需要研制在线橇装式井口除砂装置，进行连续密闭在线除砂。

近二十年来，一些石油发达国家耗费大量人力、物力把混输管路作为一种新工艺加以研究。但迄今为止，对于这种油、气、水、砂的多相流，还没有成熟的、经得起实践检验的、精度较高的理论及计算方法。目前还没有能够随机灵活使用的在线井口除砂装置。

用旋流器进行固液分离是公知的技术，其基本原理是含有砂粒的液体以高速经进液管延线方向进入旋流器，在旋流器内产生很高的角速度。在同一角速度下，砂粒与液体因密度差而产生不同的离心力，密度大的砂粒因产生较大的离心力而被甩向旋流器的内壁，密度小的液体因产生较小的离心力而靠近旋流器中心。砂粒沿内壁螺旋式向下运动，最后由底流口排到积砂斗中。液体高速旋转而形成低压的螺旋形上升液流，经溢流口流入排液管中。砂粒沿内壁螺旋式向下运动，最后由底流口排到积砂斗。

中国专利92231265.6“原油集输中高效密闭除砂装置”公开了一种除砂装置，采用旋流分离器作为固液分离装置，将油水混合液与砂粒分离，在旋流分离器下面装有积砂排砂罐，将砂粒排出。

但对于粘度较大的油井出砂时，由于粘度作用，使流体在旋流器中旋转速度受到阻碍，而且砂粒受到的离心力不足以克服粘性阻力，因而砂粒不易甩向旋流器的内壁，难以与原油有效分离。现有的除砂器技术均不能解决此问题，使其在高粘度油井的应用受到限制。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：

针对现有技术不能适应高粘度原油除砂的缺点，本实用新型的目的是提供一种液流加热式井口除砂器，能够加热降粘后再进行除砂，实现井口在线、密闭除砂的目的，同时满足安装灵活、移动方便的要求。

本实用新型的技术方案是：

一种液流加热式井口除砂器，包括：旋流器6，积砂斗7；其特征是：

旋流器6下端的底流口连接积砂斗7，旋流器6和积砂斗7的外部被水箱5包覆，水箱5分别连接有进水管9和回水管11，进水管9和回水管11分别连接到液流热能发生器10上，积砂斗7的下端开有排砂口。

含砂原油旋流器6侧面的入口进入，由于旋流器6和积砂斗7的外部被水箱5包覆，水箱内的热水加热旋流器和积砂斗内的原油，使原油粘度降低，便于砂分离出来。

水箱内的热水依靠液流热能发生器10加热，热能发生器10是一种利用旋流和扩缩产生热水的装置，可以使用中国专利ZL 01241067.5“液流热能发生器”中公开的装置。也不排除使用任何公知或未公知的等同装置。

液流加热式井口除砂器还可以包括膨胀处理器2，膨胀处理器2侧面有原油进口1，膨胀处理器2的侧出口连接旋流器6的侧面入口；膨胀处理器一般是一个空腔容器罐，原油入口通常(但不限于)开在膨胀处理器的侧面，原油出口通常(但不限于)开在膨胀处理器的另一侧面。膨胀处理器的作用是使原油中所含的天然气等气体分离出来，以便提高旋流器的分离效果。

膨胀处理器2的上端接有天然气管3，天然气管3连接到气液混合器4的气相入口，旋流器6上端的原油出口连通到气液混合器4的液相入口。气液混合器可以使用公知的常规产品，其作用是使天然气重新混合到原油中，一起输送出去。

旋流器6上端的原油出口，通过加压泵12连接到总出口[13]。除砂后的原油从旋流器溢出后，为更好地进入后面的集输系统，经过加压送出本装置。加压泵12可以使用公知的常规油泵；电机可以采用防爆型，以适应油井现场的安全要求。

膨胀处理器2的下端装有阀门14，该阀门出口连接排砂管8；积砂斗7下端的排砂口也装有阀门，该阀门出口也并联到排砂管8。通过阀门将分离出来的砂粒排出本装置。为使用方便，在进水管9和回水管11上也可以设置阀门。所有阀门均可以是常规的，如球阀、闸阀、蝶阀等。

本装置还包括底盘，各部件联接后，整体固定在底盘上，底盘可以用可拆卸方式联接到车辆或地基上。整套井口除砂器装置可以安装在机动车辆上，直接开到现场；也可以安装在带轮子的底盘上，拖动到现场使用；需要时，在现场还可以将底盘放置到地基上，用地脚螺栓固定。整套装置可以灵活地搬运和安装。

本实用新型的有益效果是：

有效去除原油中的砂粒，可以做到无染污排放，对长输管线起到了全面防护做用，大大延长了管线、阀门等的使用寿命。采用液流加热方式，具有高效加热降粘功能，适用于粘度较大的油井出砂，解决了部分井短期除砂的需求，安装灵活，移动方便。装置运行成本低，操作简单，整体运行可靠。

附图说明

图1是液流加热式井口除砂器的系统示意图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本实用新型。本实用新型的范围不受这些实施例的限制，本实用新型的范围在权利要求书中提出。

一种液流加热式井口除砂器，包括膨胀处理器2、旋流器6、积砂斗7，含砂原油从进口1进入到膨胀处理器2的侧面入口，膨胀处理器是一个容器罐，其出口在另一侧面，连接旋流器6的侧面入口；

旋流器下端的底流口连接积砂斗7，积砂斗的下端开有排砂口；膨胀处理器2的上封头接有天然气管3，天然气管再连接到气液混合器4的气相入口，旋流器上端的原油出口连通气液混合器的液相入口；气液混合器的液相出口连接加压泵12，加压泵出口连接到总出口13。

旋流器6和积砂斗7的外面包覆水箱5，水箱通过进水管9和回水管11连接液流热能发生器10。

膨胀处理器2的下端装有球阀14，该阀门出口连接排砂管8；积砂斗7下端的排砂口也装有球阀，该阀门出口也并联到排砂管8。通过阀门将分离出来的砂粒排出本装置。

本装置还包括底盘，各部件联接后，整体固定在底盘上，底盘下面有地脚螺栓孔，用于与车辆或地基联结。

本实施例用于井口的原油在线除砂，效果可以达到：

除砂效率≥90％；除砂粒径≥76μm；压力损耗≤0.05～0.15MPa；出砂不带油污及水，可以就地处理。

对于稠油井，可采用循环加热的方式除砂，即把总出口13流出的原油重新循环回进口1，使未除净砂的原油重新通过旋流器再次除砂。

Claims (5)

1 一种液流加热式井口除砂器，包括：旋流器[6]，积砂斗[7]；其特征是：旋流器[6]下端的底流口连接积砂斗[7]，旋流器[6]和积砂斗[7]的外部被水箱[5]包覆，水箱[5]分别连接有进水管[9]和回水管[11]，进水管[9]和回水管[11]分别连接到液流热能发生器[10]上，积砂斗[7]的下端开有排砂口。

2 根据权利要求1所述的液流加热式井口除砂器，其特征是：还包括膨胀处理器[2]，膨胀处理器[2]侧面有原油进口[1]，膨胀处理器[2]的侧出口连接旋流器[6]的侧面入口；膨胀处理器[2]的上端接有天然气管[3]，天然气管[3]连接到气液混合器[4]的气相入口，旋流器[6]上端的原油出口连通到气液混合器[4]的液相入口。

3 根据权利要求2所述的液流加热式井口除砂器，其特征是：所述的旋流器[6]上端的原油出口，通过加压泵[12]连接到总出口[13]。

4 根据权利要求3所述的液流加热式井口除砂器，其特征是：所述的膨胀处理器[2]的下端装有阀门[14]，该阀门出口连接排砂管[8]；所述的积砂斗[7]下端的排砂口也装有阀门，该阀门出口也并联到排砂管[8]。

5 根据权利要求4所述的液流加热式井口除砂器，其特征是：还包括底盘，所述的各部件联接后固定在底盘上，底盘可以用可拆卸方式联接到车辆或地基上。

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