[發(fā)明專利]三合一立式除砂器及除砂工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811422550.7
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109432877A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐昕;劉俊;雒定明;湯曉勇;昝林峰;馬艷琳;張毅;李剛;劉輝;楊飛;秦旋;陳祖翰;陳志;劉文廣;張迅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油工程建設(shè)有限公司
• 主分類號: B01D36/04
• 分類號: B01D36/04;E21B43/34
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

本發(fā)明公開了一種三合一立式除砂器及除砂工藝，除砂器包括快開盲板和立式筒體，在所述立式筒體上部設(shè)置介質(zhì)進口，中部設(shè)置介質(zhì)出口，下部設(shè)置反沖口，底部設(shè)置排砂口；在所述立式筒體內(nèi)部設(shè)置篩管，所述篩管上部和立式筒體上部連接，篩管下部與介質(zhì)出口連接；所述介質(zhì)進口為切線進氣的介質(zhì)進口，在介質(zhì)進口處設(shè)置旋流導(dǎo)向裝置，在介質(zhì)出口的下部設(shè)置儲砂空間，在儲砂空間下方設(shè)置錐形漏斗；在介質(zhì)進口處設(shè)進口差壓計，在介質(zhì)出口處設(shè)出口差壓計。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：提高了除砂精度，減小了對下游設(shè)備正常運行的影響，通過差壓監(jiān)控排砂時間，確定排砂作業(yè)的時機，排砂操作方便，降低了操作難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三合一立式除砂器及除砂工藝。

背景技術(shù)

頁巖氣開采目前普遍采用的是水力壓裂法，開采時需將大量水混合泥砂和少量化學(xué)物質(zhì)注入井中，泥砂的主要成分為30～100目陶粒，該陶粒數(shù)量大，硬度高，單井加砂量較大，如不把此部分陶粒和泥砂進行分離，將對下游的設(shè)備和管線產(chǎn)生嚴重的沖蝕，影響系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行，因此進行有效的除砂至關(guān)重要。

現(xiàn)有除砂器為臥式過濾結(jié)構(gòu)，含水和砂的頁巖氣沿著介質(zhì)進口進入除砂器，砂粒沉積在篩管內(nèi)，氣、水和部分砂穿過篩管至下游管道。砂粒通過除砂器下游管道和閥門時，會沖刷管道和閥門內(nèi)壁，導(dǎo)致閥門和管道的損壞和事故的發(fā)生。砂粒在篩管內(nèi)沉積到一定量時，就需要打開除砂器的快開盲板，取出篩管清理其中的砂粒。打開快開盲板清理篩管內(nèi)的砂粒工作量較為繁瑣，且前期操作頻率高，篩管一般采用割縫篩管式，過濾精度在0.20mm左右。

根據(jù)現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有除砂器存在以下幾點不足：

第一，除砂器和篩管的連接采用的過盈連接，這種連接的好處是沒有縫隙，便于篩管的密封。不利的方面是篩管的拆卸不可避免，在拆卸的過程中，因為采用的是硬連接，端部極易發(fā)生損壞，多次拆卸難以保證其密封性能

第二，頁巖氣采用的陶粒一般都在0.1mm～0.5mm之間，采用割縫篩管式篩管的最小過濾直徑是0.20mm，因此直徑小于0.20mm的砂礫，該篩管無法分離，分離效率低。

第三，過濾后的砂礫沉積在篩管內(nèi)，會阻塞篩管的流通面積，影響分離效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供了一種三合一立式除砂器及除砂工藝，將旋流、過濾、重力分離的技術(shù)相結(jié)合，提高了頁巖氣中砂礫的分離效率，有效的保護了下游的設(shè)備和管線的平穩(wěn)運行，延長了系統(tǒng)檢修維護周期，有極高的社會效益和經(jīng)濟效益。新型頁巖氣用三合一除砂器包括立式筒體和在立式筒體內(nèi)設(shè)置的旋流導(dǎo)向裝置和繞焊不銹鋼篩管，在立式筒體上部和中部分別設(shè)置介質(zhì)進口和介質(zhì)出口，在立式筒體的底部設(shè)置有排砂出口。本發(fā)明的繞焊不銹鋼篩管具有裝卸簡易、密封可靠、抗外壓、可清洗的特點，提高了除砂器的分離效率，避免了繞焊不銹鋼篩管發(fā)生外壓破壞的情況，極大的保護了下游的設(shè)備和管線。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種三合一立式除砂器，包括快開盲板和立式筒體，在所述立式筒體上部設(shè)置介質(zhì)進口，中部設(shè)置介質(zhì)出口，下部設(shè)置反沖口，底部設(shè)置排砂口；在所述立式筒體內(nèi)部設(shè)置篩管，所述篩管上部和立式筒體上部連接，篩管下部與介質(zhì)出口連接；所述介質(zhì)進口為切線進氣的介質(zhì)進口，在介質(zhì)進口處設(shè)置旋流導(dǎo)向裝置，在介質(zhì)出口的下部設(shè)置儲砂空間，在儲砂空間下方設(shè)置錐形漏斗；在介質(zhì)進口處設(shè)進口差壓計，在介質(zhì)出口處設(shè)出口差壓計。

本發(fā)明還提供了一種利用三合一立式除砂器的除砂工藝，包括如下內(nèi)容：

一、含砂和水的頁巖氣從介質(zhì)進口沿切向方向進入筒體內(nèi)部，通過設(shè)置的旋流導(dǎo)向裝置形成旋流離心力，將砂礫進行初步的分離；初步分離后的含砂和水的頁巖氣和篩管進行碰撞，大于分離精度的砂礫不能進入篩管內(nèi)部，經(jīng)過兩次分離，分離出的砂和水利用重力進入儲砂空間，多出的水從介質(zhì)出口流出；