【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及页岩气开采，尤其涉及一种便于拆卸的单管旋流除砂器。
技术介绍
1、目前，页岩气藏、致密气藏在开采过程中由于生产工艺等多种原因使页岩气及致密气中含大量的砂石碎屑，这些砂石碎屑在随高压高速气流一起运动，不仅容易对输送管道和设备造成堵塞，影响正常生产，而且容易造成安全生产事故。针对如何排除砂石碎屑这个问题，技术人员逐步从传统技术改进设计了旋流除砂器，并将旋流除砂器设置在井口原料气排出管道处进行除砂。旋流除砂器是根据离心沉降和密度差力学原理制成的液-气-砂三相混合物分离设备，当含砂、含液的气流以一定的压力进入旋流除砂器内部后，液-气-砂三相混合物做旋转运动，由于三相物质各相的密度各不相同，在离心力和流体拽力的共同作用下，密度小的气体上升并由顶部气出口排出，密度大的液体、砂粒沿旋流除砂器内壁沉降到底部并由排污口排出。
2、虽然旋流除砂器取得了广泛的应用，但仍存在许多缺点：其一，旋流组件不能独立于容器外，旋流组件与沉砂罐之间为一体设置；其二，现有的旋流除砂器没有设置防护措施，高压高速气流冲蚀以及砂石碎屑撞击对旋流除砂器的设备本体产生十分严重的损坏，如排污口弯管处采用常规的弯头平均寿命为三个月；其三，不能在线自动排砂，需要单独注水口排砂清洗，操作流程复杂繁琐。因此，设计一种可拆卸式的且耐用的旋流除砂器具有重要的实用价值。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种便于拆卸的单管旋流除砂器，解决现有旋流除砂器的旋流组件不能与沉砂容器相分离的问题。
2、一种便于拆卸
3、外筒体呈三通结构，其上端、下端和侧壁均设有贯穿外部的通孔，上端的通孔连接有出气口法兰，下端的通孔连接有对接法兰，侧壁的通孔连接有入料口法兰；
4、输料管的一端与内直管连通，另一端与入料口法兰连接，内直管设置在外筒体的内部且与出气口法兰连通，延伸锥管设置在外筒体的下端并与对接法兰连通。
5、采用上述技术方案的有益效果：本专利技术旋流除砂器的旋流组件将外筒体设置为三通结构，分别在外筒体三通出口处分别使用法兰连接，不仅同时可以与输气管道可拆卸连接，还可以使旋流组件与储存罐活动连接，将旋流组件独立设置在储存罐上，极大地方便了更换部件。
6、进一步地，上述输料管的内部通道包括变径流道与矩形流道，矩形流道与外筒体内部连通，变径流道一端与矩形流道相接，另一端与入料口法兰的圆形流道连通。
7、采用上述技术方案的有益效果：入料口法兰的圆形流道输送的含砂含液气流经过变径流道后改变了流速和流向，最后从尺寸合适的矩形流道进入外筒体中，通过该变径设计改变气流的流速和流向可以明显地提升含砂含液气流的分离效果。
8、进一步地，上述对接法兰的内通道为锥形，延伸锥管的内部通道也为锥形且与对接法兰的内通道相连通，对接法兰的内通道为上锥段，延伸锥管的内部通道为下锥段。
9、进一步地，上述上锥段与外筒体轴心线的夹角为20°，下锥段与外筒体轴心线的夹角不大于20°，上锥段、下锥段的内径从上至下均逐渐减小。
10、采用上述技术方案的有益效果：上锥段、下锥段的内径从上至下均逐渐减小可以相对加快底部固-液体和气体之间的分离速度，将靠近底部的气体向上方抬升。
11、进一步地，上述内直管为陶瓷管，其端部设置为台阶状并卡接在出气口法兰的内壁。
12、采用上述技术方案的有益效果：由陶瓷制成的内直管具有超强的强度和硬度，可以保证输料管输送的含砂含液高速高压气流不会在短时间内将旋流组件冲蚀损坏，增加整个装置的使用寿命。
13、进一步地，上述出气口法兰的内壁上堆焊有耐冲蚀的合金内圈，内直管的端面上垫设有压环，内直管通过压环与合金内圈构成光滑壁面。
14、采用上述技术方案的有益效果：堆焊耐冲蚀的合金内圈以及与内直管连接形成光滑的内壁面均是用于保护出气口法兰、外筒体的措施，用于延长装置的耐冲蚀能力。
15、进一步地，上述储存罐的上部封头上连接有上部法兰，通过上部法兰与对接法兰连接；储存罐的下部封头上连接有下部法兰，通过下部法兰与排污管端部的排污法兰连接，排污管的弯头采用锻制方式制成。
16、采用上述技术方案的有益效果：锻制方式制作的弯头可显著提高排污管的使用寿命。
17、进一步地，上述储存罐的罐壁上设有差压液位计口与磁浮液位计口，差压液位计口处安装有差压液位计，磁浮液位计口处安装有磁浮子液位计。
18、采用上述技术方案的有益效果：在储存罐上设置差压液位计和磁浮子液位计便于实时准确地掌握罐体内液体的高度，便于形成自动排砂排液。
19、进一步地，上述差压液位计口与磁浮液位计口的内侧均设有防砂挡板，防砂挡板包括顶板与弧板，顶板上开设有平衡孔。
20、采用上述技术方案的有益效果：防砂挡板减少液位计所在位置砂石的堆积，保护液位计，在顶板上设置平衡孔可以使罐体内的液体流入防砂挡板内部，便于液位计的准确计量。
21、进一步地，上述储存罐的罐壁上设置有通向内部的检修口，检修口处焊接有检修口法兰，检修口法兰通过螺栓连接有法兰盖，法兰盖与检修口法兰之间垫设有密封垫环。
22、采用上述技术方案的有益效果：在储存罐上设置可封闭的检修口不仅方便检修和清洗，而且不影响储存罐的正常使用。
23、本专利技术具有以下有益效果：
24、（1）本专利技术单管旋流除砂器的旋流组件独立于储存罐，便于拆装更换。
25、（2）本专利技术的单管旋流除砂器在冲蚀较强的部位设置了补强措施，避免装置被快速冲蚀损坏，用以增强使用寿命。
26、（3）本专利技术的单管旋流除砂器可以长期连续运行，实现无人值守自动排砂。
27、（4）本专利技术的单管旋流除砂器具有优秀的除砂效果，结构简单，不容易出现故障，使用方便。
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1.一种便于拆卸的单管旋流除砂器，包括用于存储液相体和固相体的储存罐（10）以及旋流组件（20），其特征在于，所述旋流组件（20）可拆卸地连接在所述储存罐（10）上，所述旋流组件（20）包括外筒体（201）、输料管（203）、内直管（206）和延伸锥管（208）；
2.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述输料管（203）的内部通道包括变径流道（2032）与矩形流道（2033），所述矩形流道（2033）与所述外筒体（201）内部连通，所述变径流道（2032）一端与矩形流道（2033）相接，另一端与所述入料口法兰（202）的圆形流道（2031）连通。
3.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述对接法兰（204）的内通道为锥形，所述延伸锥管（208）的内部通道也为锥形且与对接法兰（204）的内通道相连通，所述对接法兰（204）的内通道为上锥段（2081），所述延伸锥管（208）的内部通道为下锥段（2082）。
4.根据权利要求3所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述上锥段（2081）与所述外
5.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述内直管（206）为陶瓷管，其端部设置为台阶状并卡接在所述出气口法兰（205）的内壁。
6.根据权利要求5所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述出气口法兰（205）的内壁上堆焊有耐冲蚀的合金内圈，所述内直管（206）的端面上垫设有压环（207），所述内直管（206）通过所述压环（207）与合金内圈构成光滑壁面。
7.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述储存罐（10）的上部封头（101）上连接有上部法兰，通过上部法兰与所述对接法兰（204）连接；所述储存罐（10）的下部封头（102）上连接有下部法兰，通过下部法兰与排污管（106）端部的排污法兰连接，所述排污管（106）的弯头（107）采用锻制方式制成。
8.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述储存罐（10）的罐壁上设有差压液位计口（103）与磁浮液位计口（104），所述差压液位计口（103）处安装有差压液位计，所述磁浮液位计口（104）处安装有磁浮子液位计。
9.根据权利要求8所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述差压液位计口（103）与磁浮液位计口（104）的内侧均设有防砂挡板（108），所述防砂挡板（108）包括顶板（1081）与弧板（1082），所述顶板（1081）上开设有平衡孔（1083）。
10.根据权利要求1至9任一项所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述储存罐（10）的罐壁上设置有通向内部的检修口（105），所述检修口（105）处焊接有检修口法兰（1051），所述检修口法兰（1051）通过螺栓（1054）连接有法兰盖（1052），所述法兰盖（1052）与所述检修口法兰（1051）之间垫设有密封垫环（1056）。
...【技术特征摘要】
1.一种便于拆卸的单管旋流除砂器，包括用于存储液相体和固相体的储存罐（10）以及旋流组件（20），其特征在于，所述旋流组件（20）可拆卸地连接在所述储存罐（10）上，所述旋流组件（20）包括外筒体（201）、输料管（203）、内直管（206）和延伸锥管（208）；
2.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述输料管（203）的内部通道包括变径流道（2032）与矩形流道（2033），所述矩形流道（2033）与所述外筒体（201）内部连通，所述变径流道（2032）一端与矩形流道（2033）相接，另一端与所述入料口法兰（202）的圆形流道（2031）连通。
3.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述对接法兰（204）的内通道为锥形，所述延伸锥管（208）的内部通道也为锥形且与对接法兰（204）的内通道相连通，所述对接法兰（204）的内通道为上锥段（2081），所述延伸锥管（208）的内部通道为下锥段（2082）。
4.根据权利要求3所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述上锥段（2081）与所述外筒体（201）轴心线的夹角为20°，所述下锥段（2082）与所述外筒体（201）轴心线的夹角不大于20°，所述上锥段（2081）、下锥段（2082）的内径从上至下均逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的便于拆卸的单管旋流除砂器，其特征在于：所述内直管（206）为陶瓷管，其端部设置为台阶状并卡接在所述出气口法兰（205）的内壁。
6.根据权利要求5所述的便于拆卸的单管旋流除砂...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭述杰，贺磊，刘加高，刘宁，杨蜀光，杜卞，谢辉，王云松，张伟，徐强，杜宇，赵锦暨，
申请(专利权)人：四川凌耘建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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