本发明专利技术涉及一种气体除尘脱砂回收装置。该装置具有筒状壳体，在筒状壳体上开设有气体入口和气体出口，在筒状壳体的内腔顶部设置有气体过滤器，在筒状壳体的内腔中设置有一漏斗状分隔板，漏斗状分隔板下方的筒状壳体内腔构成排渣室，在漏斗状分隔板的底部开口处设置有中间切断阀门，在排渣室的室壁上设置有排渣控制阀门和检修及排渣清理人孔，其特征是筒状壳体内腔中设置有布满8至10mm气流孔的塔盘分隔钢板，气体入口的中轴线偏向筒状壳体内腔的一侧下方，塔盘分隔钢板上方的筒状壳体的侧壁上开设有人员进出口和进水管口，人员进出口下方和进水管口下方与塔盘分隔钢板上方的筒状壳体的内腔填充有填料层，筒状壳体外侧壁设置有液位计。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气体除尘脱砂回收装置，适用于天然气田、煤层气勘探开发中的欠平衡钻井、泡沫钻井、气体钻井中的各种含砂尘气体回收利用，循环供气增压钻井等领域。
技术介绍
在低渗透天然气气藏的开发中，由于气层孔隙不发育，原先的钻井工艺用清水、泥浆钻开气层，气层污染堵塞严重，产气量低，勘探效果差。完井后产气效果很差，生产周期短，天然气开采成本高。现在在无水、不含硫气层的钻井作业中，广泛采用天然气、氮气钻井，即由天然气、氮气代替传统的钻井液，将钻进过程中产生的碎屑携带出井口，保护地层原生孔隙，使地层不受污染，完井后单井天然气产量可以提高9倍左右，大大的降低了天然气开采成本。但气体钻井中，每天10多万方的天然气、氮气，从井下出来后，带有大量的岩屑、粉尘、砂粒，只有排出后烧掉，大气污染严重。若能对上述天然气、氮气进行回收并循环增压使用，则会产生巨大的经济收益，且有利于节约能源，保护大气环境。如本申请人的中国技术专利ZL2004201056^.0公开的一种中低压天然气分离除尘回收装置，具有竖向设置的筒状壳体，在筒状壳体上开设有气体入口和气体出口，其特征是所述气体入口开设在筒状壳体的侧壁上，在筒状壳体的内腔顶部设置有气体过滤器，所述气体入口依次经筒状壳体的内腔和该气体过滤器而与气体出口相连通，在所述筒状壳体的内腔中设置有一漏斗状分隔板，所述漏斗状分隔板下方的筒状壳体内腔构成排渣室，在所述漏斗状分隔板的底部开口处设置有排渣控制阀门，在所述排渣室的室壁上设置有取渣门。该技术的装置可以有效地分离出天然气中颗粒较大的碎屑和渣尘，实现钻井天然气的回收。但是，经过技术人员研究发现，现有钻井天然气的回收装置分离出天然气中的粉尘，需要回收的气质中含游离水，粉尘颗粒大于10微克，不能满足进空压机、压缩机增压回收条件。即除尘效果较差，不能满足生产需要。所以，怎样大量高效的分离气质中所含游离水和减小粉尘颗粒，用以满足生产需要，成为技术人员急需解决的技术难题。因此，急需提供一种能大量高效的分离气质中所含游离水和减小粉尘颗粒，满足进空压机、压缩机增压回收条件，能满足生产需要的气体除尘脱砂回收装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种能大量高效的分离气质中所含游离水和减小粉尘颗粒，满足进空压机、压缩机增压回收条件，能满足生产需要的气体除尘脱砂回收装置。本专利技术基本构思是提供一种适用于天然气田、煤层气勘探开发中的欠平衡钻井、 泡沫钻井、气体钻井中的各种气体回收循环增压利用，不外排燃烧，不污染大气环境的气体除尘脱砂回收装置。该产品属于国家、国际石油天然气行业首创和领先水平的专利技术创造。以上适用范围内通过本领域技术人员合理的逻辑推理得出的变形和等同替换都属于本专利技术保护的范围。本专利技术是原专利ZL2004201056^. 0中低压天然气分离除尘回收装置的技术改进专利，原专利除尘效果较差，大量的分离气质中含游离水和粉尘颗粒，不能满足进空压机、压缩机增压回收条件，即不能满足生产需要。本专利技术可以实现这部分气体不外排，回收净化、循环增压使用，即降低了投资成本、生产成本，也保护了大气环境。可以节约气体钻井设备投资70%，气体钻井生产成本30%以上，节能效果明显。是目前国内外石油行业中，实现气体除尘脱砂循环供气钻井的先例。本专利技术的基本工作原理是含砂及粉尘带压气体，经进气口进入气体除尘脱砂回收装置在清水中产生旋流，砂粒自然沉降到装置底部，粉尘被清水溶入水中，除尘脱砂气体从上部出过滤后排出。本专利技术是在原专利基础上在分离器内增加了清水除尘工艺，由液位计控制水位高度；进气口侧向向下进入分离器，在水中形成向下旋流脱砂；脱砂除尘气体通过塔盘、金属过滤网，从上部出气口排出，达到除尘脱砂效果，排出气体不含游离水，粉尘颗粒小于10微克。底部砂尘根据计算沉降量，在关闭中间切断阀后定时排出，使分离器保持0.3Mpa压力下正常运行，保证气体不从排砂口排出。塔盘45号钢板布满了孔，填料为不锈钢材料、塑料或玻璃等不吸水材料。为了便于观察和控制，在分离装置外增加了液位计和安全阀。为了减小砂尘气的对设备的冲刷切割，还增加了砂尘气体缓冲设施，进气口外管两个直角设计同时增加缓冲胶垫等。本专利技术经过技术升级后，除尘脱砂效果明显，除砂尘气体经过除尘脱砂过滤后，气质中不含游离水(与原先的设备相比，通过过滤后达到不含游离水的效果)，粉尘颗粒含量彡lOum，油含量彡lOppm，完全满足进空压机、压缩机增压回收条件。解决了废弃的含砂尘天然气不被放空燃掉的，造成大气污染。也解决了砂尘空气、砂尘氮气向大气外排污染大气的问题。有效的回收了可用气体，降低了生产成本。具体来说，本专利技术的气体除尘脱砂回收装置具有竖向设置的筒状壳体，在筒状壳体上开设有气体入口和气体出口，所述气体入口开设在筒状壳体的侧壁上，在筒状壳体的内腔顶部设置有气体过滤器，所述气体入口依次经筒状壳体的内腔和该气体过滤器而与气体出口相连通，在所述筒状壳体的内腔中设置有一漏斗状分隔板，所述漏斗状分隔板下方的筒状壳体内腔构成排渣室，在所述漏斗状分隔板的底部开口处设置有中间切断阀门，在所述排渣室的室壁上设置有排渣控制阀门和检修及排渣清理人孔，其特征是所述筒状壳体内腔中设置有布满8至IOmm气流孔的塔盘分隔钢板，所述气体入口位于塔盘分隔钢板下方筒状壳体的侧壁上并与外接进气管线相连通，所述气体入口的中轴线偏向筒状壳体内腔的一侧下方，所述塔盘分隔钢板上方的筒状壳体的侧壁上开设有人员进出口和进水管口，所述人员进出口下方和进水管口下方与塔盘分隔钢板上方的筒状壳体的内腔填充有填料层， 所述筒状壳体外侧壁设置有液位计，所述液位计的一端与塔盘分隔钢板上方的筒状壳体内腔相连通，所述液位计的另一端与塔盘分隔钢板下方的筒状壳体内腔相连通。在本专利技术中，所述气体入口的中轴线偏向筒状壳体内腔的一侧下方，即让气体入口不要正对筒状壳体内腔的中轴线，并且倾斜一定角度向下，这样，可以使进入筒状壳体内腔的气体在内腔内冲击清水产生旋流，并让较大粉尘颗粒随冲击向下沉降，抵消一部分气体对较大粉尘颗粒产生的浮力，进一步增强气体和固体的分离效果。在本专利技术中，为了监测上述气体过滤器是否需要更换或清洗，可以在气体过滤器至气体出口之间的连通通道侧壁上设置气体出口监测压力表和安全阀，通过气体出口检测压力表观察气压值确定气体过滤器是否堵塞，通过安全阀控制是否切断输出气体对气体过滤器进行维修。本专利技术中，在所述排渣室的侧壁上设置排渣冲洗水阀的作用是，当排S室内碎屑及残渣附着于排渣室内壁上不能顺利从排渣控制阀门排出时，就可以启动排渣冲洗水阀对排渣室内壁进行冲洗，让碎屑及残渣随流动的液体顺利从排渣控制阀门排出。 在本专利技术中，为了减轻气体及碎屑对筒状壳体的冲蚀，还可以在在筒状壳体的内腔侧壁上衬垫有耐冲蚀板。 在本专利技术中，与所述气体入口相连通的外接进气管线还可以具有第一直角弯头和第二直角弯头，所述第二直角弯头高于液位计的水位控制上线，在所述第一直角弯头和第二直角弯头内可以设置有缓冲胶垫，该缓冲胶垫可以是现有橡胶层或橡胶气囊等缓冲结构。这样一来，外部气体进入过程中，就会在第一直角弯头和第二直角弯头处得到有效缓冲，更利于减轻气体及碎屑对筒状壳体的冲蚀，并且所述第二直角弯头高于液位计的水位控制上线可以防止筒状壳体内清水从气体入口处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王达胜，刘凡，王浩宇，
申请(专利权)人：王达胜，刘凡，王浩宇，
类型：发明
国别省市：
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