[發(fā)明專利]一種螺旋除砂器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410815080.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN104514524A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓成才;陳剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/02
• 分類號(hào): E21B43/02;E21B43/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種砂-液分離設(shè)備，特別涉及一種螺旋除砂器。

背景技術(shù)

目前，油田在完井時(shí)采用了一種新型的水力噴砂射孔及壓裂、放噴、洗井、抽吸的聯(lián)作工藝。在這些工藝過程中，必須對(duì)返排液進(jìn)行處理，現(xiàn)有的返排液壓裂處理系統(tǒng)，處理技術(shù)有以下兩種：1.利用沉砂罐進(jìn)行自然沉降處理：該分離技術(shù)雖然可以解決返排液大流量、高含砂的問題，但是這種沉降分離耗時(shí)過長(zhǎng)，延長(zhǎng)了完井周期；還有沉降罐體積較大，占地面積大，不適宜用在體積較小的撬裝系統(tǒng)中。2.旋流器分離技術(shù)：該分離技術(shù)設(shè)備雖然體積較小，但處理能力不足，對(duì)大流量、高含砂的壓裂液進(jìn)行分離處理需要多套設(shè)備，增加了投資成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能對(duì)大流量、高含砂的返排液進(jìn)行動(dòng)態(tài)分離處理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的螺旋除砂器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種螺旋除砂器，包括螺旋分離管、出砂口短節(jié)、置換儲(chǔ)砂罐和螺旋分離管安裝架，螺旋分離管下端進(jìn)料口與井底返液管路連接，螺旋分離管上端出口與地面集水管路連接，所述螺旋分離管上安裝有若干個(gè)出砂口短節(jié)，出砂口短節(jié)上的出砂口通過管路與置換儲(chǔ)砂罐連通，置換儲(chǔ)砂罐底部開設(shè)有排砂口；井底含砂返排液從螺旋分離管下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管盤旋向上流動(dòng)，砂粒在離心力的作用下被甩向螺旋分離管外周面，從出砂口短節(jié)內(nèi)的阻擋式出砂口排入置換儲(chǔ)砂罐與其內(nèi)的液體進(jìn)行置換，分離液從螺旋分離管上端出口排入地面集水管路。

所述螺旋分離管由若干個(gè)分段螺旋管和連接各分段螺旋管的若干個(gè)出砂口短節(jié)組成。

所述螺旋分離管為分段繞制，每個(gè)分段都具有一定的升角、回轉(zhuǎn)半徑，且回轉(zhuǎn)角度都超過180°，各分段螺旋管兩端和出砂口短節(jié)兩端均焊有法蘭，各分段螺旋管與出砂口短節(jié)通過法蘭連接。

所述的出砂口短節(jié)內(nèi)壁外側(cè)出砂口處設(shè)置有聚集砂粒的擋板，所述擋板為預(yù)置于出砂口短節(jié)內(nèi)壁上的U型擋板或倒L型擋板。

所述置換儲(chǔ)砂罐為密閉式壓力罐，其上安裝有測(cè)量罐內(nèi)壓力的壓力表。

所述螺旋分離管下端進(jìn)料口和上端出液口處均連接有法蘭和閥門，螺旋分離管進(jìn)料口和出液口均通過法蘭、閥門分別與井底返液管路和地面集水管路連接。

所述置換儲(chǔ)砂罐底部排砂口上安裝有排砂閥門。

所述螺旋分離管上各出砂口短節(jié)與置換儲(chǔ)砂罐的連接管路上安裝有閥門。

本發(fā)明將所述螺旋分離管管體上裝有若干個(gè)出砂口短節(jié)，各出砂口短節(jié)通過管路與置換儲(chǔ)砂罐連接，砂-液混合物從螺旋分離管下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管盤旋向上流動(dòng)，借助離心力砂粒被甩向螺旋分離管外周面從出砂口短節(jié)上的出砂口排入置換儲(chǔ)砂罐內(nèi)，螺旋分離管與置換儲(chǔ)砂罐內(nèi)壓力平衡，借助離心力將砂粒排入置換儲(chǔ)砂罐與其中的液體進(jìn)行置換，液體從螺旋分離管上端出口排入地面集水管路，實(shí)現(xiàn)砂粒和液分離。

本發(fā)明能夠?qū)Ω吆啊⒋罅髁康纳?液兩相返排液進(jìn)行動(dòng)態(tài)分離處理，相比傳統(tǒng)沉降處理方法工作效率更高，除砂器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小，工作可靠性高；相比旋流器分離裝置，本發(fā)明體積更小處理量大，從而保證了完井作業(yè)的順利進(jìn)行，縮短了開采周期，提高了油田的綜合效益。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為螺旋分離管與出砂口短節(jié)的裝配示意圖；圖2a為主視圖；圖2b為左視圖；圖2c為俯視圖；

附圖3為出砂口短節(jié)的示意圖；圖3a為主視圖；圖3b軸向剖視圖；圖3c徑向剖視圖；

圖中：1.螺旋分離管；2.出砂口短節(jié)；201.擋板；3.出砂口；4.壓力表；5.置換儲(chǔ)砂罐。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參閱附圖1，本發(fā)明的螺旋除砂器主要是由螺旋分離管1、出砂口短節(jié)2、安裝架和置換儲(chǔ)砂罐組成。螺旋分離管1下端進(jìn)料口通過法蘭、閥門與井底返液管路連接，螺旋分離管1上端出口通過法蘭、閥門與地面集水管路連接，螺旋分離管管體上裝有若干個(gè)出砂口短節(jié)2，各出砂口3通過管路與置換儲(chǔ)砂罐5連通，置換儲(chǔ)砂罐5底部開設(shè)有排砂出口，砂粒出口管路上安裝有排砂閥門，置換儲(chǔ)砂罐5上還安裝有測(cè)量罐內(nèi)壓力的壓力表4。

工作時(shí)，砂-液混合物從螺旋分離管1下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管1盤旋向上流動(dòng)，砂粒在離心力的作用下被甩向螺旋分離管1外周面從出砂口3排入置換儲(chǔ)砂罐5與置換儲(chǔ)砂罐5內(nèi)的液體進(jìn)行置換，液體從螺旋分離管1上端出口排入地面集水管路，實(shí)現(xiàn)砂粒和液體的分離。