[發(fā)明專利]一種氣砂、水砂、或氣水砂多相分離和集砂計量裝置

有效

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113323644B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董長銀;劉亞賓;劉晨楓;宋洋;賽福拉·地力木拉提;王浩宇;劉洪剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B43/34
• 分類號: E21B43/34;E21B49/08
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發(fā)明涉及一種氣砂、水砂、或氣水砂多相分離和集砂計量裝置，該裝置包括分散裝置，所述的分散裝置包括罐體和位于罐體內(nèi)的球形緩沖分散器，球形緩沖分散器的頂部連接有中心管道，中心管道貫穿罐體延伸至罐體外，罐體的頂部設(shè)置有排氣口，排氣口連接氣路管道，在氣路管道上設(shè)置有可反向沖洗二次濾砂裝置；罐體內(nèi)、球形緩沖分散器一側(cè)設(shè)置有液體出口，液體出口連接有液路管道；在罐體的底部設(shè)置有集砂計量裝置。該裝置可以對氣砂、水砂、氣水、氣水砂等不同組合流體進(jìn)行分離循環(huán)利用，應(yīng)用廣泛，適應(yīng)性能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，并且結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本較低，實(shí)用性較強(qiáng)，可滿足出砂油氣井地面處理的基本需求和實(shí)驗過程中的便捷收集和計量的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣砂、水砂、或氣水砂多相分離和集砂計量裝置，屬于天然氣開采領(lǐng)域的多相流處理與分離技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

油氣開采和實(shí)驗過程中，水砂分離、氣砂分離及氣水砂三相分離循環(huán)利用是阻礙工作順利進(jìn)行，減少支出成本的難題。目前的常用的氣固分離和固液分離主要方式有：(1)沉降式氣固分離利用重力場的作用使得固體顆粒和氣體發(fā)生相對運(yùn)動，顆粒定向流向容器壁和底部或者其他沉積面，但設(shè)備通常龐大占地面積較大，且不適用于高速流體。(2)撞擊時分離主要利用撞原理實(shí)現(xiàn)氣固分離，但對較小直徑的物料分離效果不太理想，循環(huán)條件下一般不能夠單獨(dú)使用。(3)利用離心力作用在三維流動中實(shí)現(xiàn)氣固液分離，分離效率高但是受原理制約，對于體積和場地的要求較高。(4)固液分離常用多級濾網(wǎng)通過不同目數(shù)篩網(wǎng)進(jìn)行分離，但其振篩效果不明顯。無法同時滿足循環(huán)利用條件。

目前已有分離試驗裝置，大多只能滿足固液分離，氣固分離，但針對開采現(xiàn)場氣水砂分離和實(shí)驗中砂粒分離計量發(fā)明設(shè)計較少，且目前相關(guān)裝備對場地要求較高，生產(chǎn)制造成本昂貴，缺少靈活適用，結(jié)構(gòu)簡單的裝置。

中國專利文獻(xiàn)CN2392586公開了油田聯(lián)合站油氣水砂分離處理裝置。包括氣體分離系統(tǒng)、油處理系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、砂分離系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，各系統(tǒng)分布安裝在圓柱形臥式分離裝置的總筒體中。該裝置能對油井采出液進(jìn)行油氣水砂分離及預(yù)處理，然后進(jìn)入其它設(shè)備，該設(shè)備雖然能實(shí)現(xiàn)油氣水砂分離，但是系統(tǒng)復(fù)雜，造價高，不容易操作。

發(fā)明目的

針對現(xiàn)有天然氣開發(fā)過程中氣水砂分離的缺陷，本發(fā)明提供一種氣砂、水砂、或氣水砂多相分離和集砂計量裝置。

本發(fā)明的裝置達(dá)到以下目的：

1、能實(shí)現(xiàn)多種混合流體的分離，氣水、氣砂、水砂和氣水砂流體，簡單易行，經(jīng)濟(jì)適用；

2、應(yīng)用廣泛，集成度高的氣水砂分離裝置，提高實(shí)驗分離效率，降低操作難度和實(shí)驗成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種氣砂、水砂、或氣水砂多相分離和集砂計量裝置，該裝置包括分散裝置，所述的分散裝置包括罐體和位于罐體內(nèi)的球形緩沖分散器，球形緩沖分散器的頂部連接有中心管道，中心管道貫穿罐體延伸至罐體外，罐體的頂部設(shè)置有排氣口，排氣口連接氣路管道，在氣路管道上設(shè)置有可反向沖洗二次濾砂裝置；罐體內(nèi)、球形緩沖分散器一側(cè)設(shè)置有液體出口，液體出口連接有液路管道；在罐體的底部設(shè)置有集砂計量裝置。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的球形緩沖分散器為側(cè)壁密集小孔的空心球體，小孔孔徑為1.5-3mm，球體直徑為20-25cm，球體壁厚為2-3.5mm，小孔間距為3-4mm，球壁為高強(qiáng)度耐沖蝕316L合金鋼。球形緩沖分散器設(shè)計特點(diǎn)在抗沖蝕，多孔結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對高速流體進(jìn)行緩沖分散，同時砂粒充分潤濕，分散充分沉淀分離。球體結(jié)構(gòu)可以很好的避免由于結(jié)構(gòu)引起的存砂問題。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，球形緩沖分散器距離罐體頂部30-50cm。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，液體出口的頂部高于球形緩沖分散器，液體出口距離球形緩沖分散器10-15cm；液路管道穿過罐體延伸至罐體外，液體出口與液路管道連接并固定。