[發明專利]分離裝置和分離裝置的用途

在審

• 申請號: 201980084297.5
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN113195868A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 弗蘭克·梅施克;喬治·維克托;沃爾夫岡·勞赫;狄特里希·朗格;克里希納·烏貝爾;彼得·巴爾特;塞繆爾·喬利
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;李金剛

本公開涉及一種用于從流體移除固體顆粒的分離裝置，并且涉及所述分離裝置用于從流體移除固體顆粒的用途。

技術領域

本公開涉及一種用于從流體移除固體顆粒的分離裝置。

背景技術

在許多石油和天然氣開采井中需要分離裝置。礦物油和天然氣儲存在天然存在的地下儲層中，石油或天然氣分布在或多或少多孔和可滲透的礦物層中。每個石油或天然氣鉆孔的目的是到達儲層并以一定方式利用它，即盡可能地僅提取諸如石油和天然氣的可銷售產品，同時最小化甚至完全避免不期望的副產物。石油和天然氣提取中不期望的副產物包括通過液體流或氣體流從儲層中夾帶到井孔的固體顆粒，諸如砂子和其他礦物顆粒。

由于礦砂通常是磨蝕性的，因此這種固體流入生產管線和泵中會對井孔的所有技術內部結構造成相當大的不期望的磨蝕和腐蝕磨損。因此努力做的是，在不期望的砂子離開儲層之后，也就是說當它仍然在井孔中時，通過過濾系統直接釋放不期望的砂子的產生流。

從液體和氣體流移除固體顆粒時的磨損和腐蝕的問題不僅限于石油和天然氣工業，而是也可能在水的提取中發生。為了獲得飲用水或者為了獲得地熱能，可以提取水。多孔的，通常松散分層的水儲層具有將大量磨料顆粒引入到被提取的材料中的趨勢。在這些應用中，也需要耐磨損和腐蝕的過濾器。同樣在礦石和許多其他礦物的提取中，在從液體和氣體流移除固體顆粒時存在磨損和腐蝕的問題。

在石油和天然氣開采中，當前通常通過使用過濾器來實現不期望的顆粒的分離，過濾器通過將鋼成形金屬絲螺旋纏繞并焊接到穿孔基管上來產生。此類過濾器被稱為“繞線過濾器”。用于石油和天然氣開采中的過濾器的另一種常用類型的結構是用金屬篩網包裹穿孔基管。這些過濾器被稱為“金屬網篩”。兩種方法都提供了有效篩網孔徑為75μm至350μm的過濾器。取決于結構類型和這兩種過濾器的計劃預期用途，附加地在運輸以及將過濾元件引入井孔期間，通過外部安裝的粗網籠保護過濾元件免受機械損壞。這些類型的過濾器的缺點是，在磨料顆粒高速流動的作用下，金屬結構承受快速磨損，這很快導致對金銀絲篩網結構的破壞。此類高速磨料流經常在石油和/或天然氣提取井中發生，這導致更換過濾器所涉及的大量技術和財務維護費用。甚至有提取井，由于這些流動的原因，其不能通過常規過濾技術來控制，并因此不能進行商業開發。常規的金屬過濾器容易磨損和腐蝕，因為鋼即使經過硬化處理也比提取井中的顆粒更軟，該顆粒有時包含石英。

為了使用耐磨篩網結構使砂磨料流反向，US 8,893,781 B2、US8,833,447B2、US8,662,167 B2和WO 2016/018821 A1提出了過濾結構，其中過濾間隙(即過濾器的功能開口)通過堆疊脆性硬材料(優選地陶瓷材料)特別形成的致密燒結環形盤來制成。在這種情況下，間隔件布置在環形盤的上側，均勻地分布在盤的圓周上。

仍然需要提供一種用于從流體，特別是從石油、天然氣和水移除固體顆粒的改進的分離裝置。具體地講，需要提供具有改善的流入特性的分離裝置。

如本文所用，“一個”、“一種”、“該/所述”、“至少一個(種)”和“一個(種)或多個(種)”可互換使用。術語“包括”還應包括術語“實質上由......組成”和“由......組成”。

發明內容

在第一方面，本公開涉及一種用于從流體移除固體顆粒的分離裝置，該分離裝置包括至少三個環形盤的堆疊，該至少三個環形盤沿中心軸線限定中心環形區域，每個環形盤具有上側和下側，其中每個環形盤的上側各自具有至少三個間隔件，并且其中每個環形盤的上側接觸相鄰環形盤的下側，以限定分離間隙，并且其中至少三個間隔件不均勻地分布在環形盤的圓周上。