一种连续作业的高压井口旋流除砂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术包括两组并联的旋流除砂组件，两组旋流除砂组件可由入口管汇控制而交替进行旋流分离作业和冲砂作业，旋流除砂组件包括壳体和流体进出管路；壳体包括由上至下依次连通的旋流分离区和沉砂区；流体进出管路包括进口管路、溢流管路和液砂出口管路，进口管路和溢流管路均连通旋流分离区，液砂出口管路连通沉砂区。本实用新型专利技术解决高压油气的相间分离和除砂无法连续进行、生产效率低的问题，适用范围广，人工劳动强度低和操作简单，能够有效减少乃至消除高压油气井试油试气、压裂返排及生产过程中出砂对下游设备的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种连续作业的高压井口旋流除砂装置
本技术属于油气集输系统多相分离
，具体涉及一种连续作业的高压井口旋流除砂装置。
技术介绍
高压油气井试油、试气，压裂返排生产过程中，地层中的固体颗粒随油气流从井筒流出，高压油气流(35～140MPa)携砂给地面设备和管线的安全平稳运行带来了极大威胁，对油气田的正常生产造成难以估量的负面影响。传统的除砂装置无法满足高压及大砂量除砂的问题，如沉降式分离装置体积大，沉降时间长，且装置的压力等级提高会大幅增加制造和加工成本；过滤式装置需要经常更换滤网，劳动强度大，存在安全隐患，出砂量大时由于作业不及时会导致关井，且不适用于含胶液的粘度较大的液相介质；传统的旋流式分离装置许多只适用是中、低压工况，现行研发的几种井口高压旋流除砂装置，由于高压与大出砂出液量这一对主要矛盾，以及井口工况复杂：即井口返出物(气、液、砂等时而一相，时而两相、三相)物性变化大、返出量(气、液、砂不仅量大而且压力高)变化大以及返出的液体粘度高(例如含有压裂液等)、成分杂(例如含有铁)时，只能适应单一工况，或者需要数台除砂器联合运用才能保证连续作业。综上，一种连续作业的高压井口旋流除砂装置亟待研究开发。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种连续作业的高压井口旋流除砂装置，以解决高压油气的相间分离和除砂无法连续进行、生产效率低的问题。本技术提供了如下的技术方案：一种连续作业的高压井口旋流除砂装置，包括两组并联的旋流除砂组件，两组所述旋流除砂组件可由入口管汇控制而交替进行旋流分离作业和冲砂作业，所述旋流除砂组件包括壳体和流体进出管路；所述壳体包括由上至下依次连通的旋流分离区和沉砂区；所述流体进出管路包括进口管路、溢流管路和液砂出口管路，所述进口管路和所述溢流管路均连通所述旋流分离区，所述液砂出口管路连通所述沉砂区；所述进口管路上安装所述入口管汇。优选的，所述旋流分离区内可拆卸地固定有旋流内衬筒，所述旋流内衬筒包括沿纵向设置的溢流管和固接于所述溢流管上且以所述溢流管为轴心螺旋上升的旋流引流片。优选的，所述进口管路的流体出口垂直安装于所述壳体上，所述进口管路内的流体可冲击所述旋流引流片而旋转所述旋流引流片。优选的，所述溢流管路垂直安装于所述壳体的顶部，所述旋流引流片向上延伸至所述溢流管路处。优选的，所述旋流除砂组件还包括冲砂管路，所述冲砂管路包括泄压管线、冲砂管线和冲砂喷头；所述泄压管线和所述冲砂管线均安装于所述壳体的纵向中部，所述泄压管线上安装泄压阀；所述冲砂管线的两端分别连接冲砂喷头和冲砂泵，所述冲砂喷头固定于所述壳体内。优选的，所述冲砂喷头包括互相连通的环形喷头和直喷头，所述环形喷头安装于所述旋流内衬筒的下侧，所述直喷头向下伸入所述沉砂区。优选的，所述旋流内衬筒的下侧为向下渐缩的锥筒结构，所述环形喷头固定于所述锥筒的外壁上。优选的，所述进口管路上安装两个入口阀门，所述泄压管线上安装两个泄压阀，所述溢流管路、所述液砂出口管路和所述冲砂管线均设置两个控制阀。本技术的有益效果是：本技术用于高压油气井(35～140MPa)的试油、试气或者压裂返排生产中去除油气携砂，设置两组并联的旋流除砂组件，每组旋流除砂组件均设置旋流分离区和沉砂区，因此可交替实施分离和冲砂作业，从而保证设备能够连续有效地除砂，工序间衔接紧凑，除砂效率高，性能稳定；本装置采用旋流分离方式，仅需操作阀门即可切换旋流除砂组件，操作简单安全，工人劳动强度低。旋流分离区作用采用旋流内衬筒结构，内衬筒内设计有旋流引流片，强迫进入的流体做旋流运动，有利于混合流体中气相的高效分离；旋流内衬筒还避免了高压射流对外承压壳体内壁的磨损；以及避免了采用锥筒形壳体制造的工艺困难和高成本；旋流内衬筒可以定期更换，降低设备维护成本；此外还可以在必要的时候，根据介质流量和分级粒度的要求，设计不同尺寸的旋流内衬筒以拓展井口除砂器的适用性。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的一个旋流除砂组件的侧视结构示意图，图中未体现旋流内衬筒；图中标记为：1.上法兰封头；2.上筒体；3.下筒体；4.下法兰封头；5.旋流分离区；6.沉砂区；7.旋流内衬筒；8.溢流管；9.旋流引流片；10.进口管路；11.溢流管路；12.液砂出口管路；13.入口阀门；14.泄压管线；15.冲砂管线；16.冲砂喷头；17.泄压阀；18.环形喷头；19.直喷头；20.锥筒；21.控制阀；22.排砂口。具体实施方式如图1和图2所示，本公开提供一种连续作业的高压井口旋流除砂装置，用于高压油气井试油、试气或者压裂返排生产中去除油气携砂，其高压范围为35～140MPa。本装置包括两组并联的旋流除砂组件，两组旋流除砂组件可分别由入口管汇控制而交替进行旋流分离作业和冲砂作业，入口管汇上安装有入口阀门、方管和方三通。旋流除砂组件包括壳体和流体进出管路。壳体由上法兰封头1、上筒体2、下筒体3和下法兰封头4由上至下依次通过螺栓固定组装而成，壳体内部包括由上至下依次连通的旋流分离区5和沉砂区6。旋流分离区5内通过螺栓连接等活接方式固定有旋流内衬筒7，旋流内衬筒7包括沿纵向设置的溢流管8和固接于溢流管8上且以溢流管8为轴心螺旋上升的旋流引流片9。进入旋流分离区5的携砂流体高速冲击旋流引流片9，使其旋转而引导较轻的气体和/或大部分液体向上运移，砂及重质部分流体由旋流内衬筒7的底部出口流出，进而连续下沉到沉砂区6中，实现流体中的采出气与固砂分离。流体进出管路包括进口管路10、溢流管路11和液砂出口管路12。进口管路10和溢流管路11均连通旋流分离区5，其中进口管路10的流体出口垂直安装于上筒体2上且连通于旋流内衬筒7的侧壁上，进口管路10上安装入口阀门13，开启入口阀门13后，进口管路10内的流体可沿壳体的径向冲击旋流内衬筒7内的旋流引流片9而使旋流引流片9高速旋转，径向冲击力大，高速旋转的旋流引流片9反过来分离并引导流体中的气相和/或大部分液相向上流出旋流内衬筒7，实现了对采出混合流体的无外驱动分离，操作安全简单，工人的劳动强度低。如图1所示，溢流管路11垂直于壳体且安装于上法兰封头1上，旋流引流片9向上延伸至溢流管路11处，从而引导流体沿壳体的径向流入溢流管路11中，排出壳体外。进口管路10和溢流管路11均平行于壳体的径向布置，可增加旋流内衬筒7内的气压，有助于使旋流引流片9高速旋转，提高采出气的分离效率。液砂出口管路12安装于下法兰封头4上，液砂出口管路12连通于沉砂区6的底部，开启该管路上的控制阀后，沉砂由液砂出口管路12的排砂口22排出壳体。旋流除砂组件还包括冲砂管路，用于快速冲洗沉砂区6内的液砂，提高组件切换效率。冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续作业的高压井口旋流除砂装置，其特征在于，包括两组并联的旋流除砂组件，两组所述旋流除砂组件可由入口管汇控制而交替进行旋流分离作业和冲砂作业，所述旋流除砂组件包括壳体和流体进出管路；/n所述壳体包括由上至下依次连通的旋流分离区和沉砂区；/n所述流体进出管路包括进口管路、溢流管路和液砂出口管路，所述进口管路和所述溢流管路均连通所述旋流分离区，所述液砂出口管路连通所述沉砂区；所述进口管路上安装所述入口管汇。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续作业的高压井口旋流除砂装置，其特征在于，包括两组并联的旋流除砂组件，两组所述旋流除砂组件可由入口管汇控制而交替进行旋流分离作业和冲砂作业，所述旋流除砂组件包括壳体和流体进出管路；
所述壳体包括由上至下依次连通的旋流分离区和沉砂区；
所述流体进出管路包括进口管路、溢流管路和液砂出口管路，所述进口管路和所述溢流管路均连通所述旋流分离区，所述液砂出口管路连通所述沉砂区；所述进口管路上安装所述入口管汇。


2.根据权利要求1所述的连续作业的高压井口旋流除砂装置，其特征在于，所述旋流分离区内可拆卸地固定有旋流内衬筒，所述旋流内衬筒包括沿纵向设置的溢流管和固接于所述溢流管上且以所述溢流管为轴心螺旋上升的旋流引流片。


3.根据权利要求2所述的连续作业的高压井口旋流除砂装置，其特征在于，所述进口管路的流体出口垂直安装于所述壳体上，所述进口管路内的流体可冲击所述旋流引流片而旋转所述旋流引流片。


4.根据权利要求3所述的连续作业的高压井口旋流除砂装置，其特征在于，所述溢流管路垂直安装于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔之健，谭国富，
申请(专利权)人：建湖县昊辉电力石化机械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32