一種螺旋除砂器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種砂-液分離設(shè)備，特別涉及一種螺旋除砂器。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(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。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]所述置換儲(chǔ)砂罐底部排砂口上安裝有排砂閥門。
[0012]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。
[0013]本實(shí)用新型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。
[0014]本實(shí)用新型能夠?qū)Ω吆?、大流量的?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，本實(shí)用新型體積更小處理量大，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】
[0015]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]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；
[0017]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3(:徑向剖視圖；
[0018]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】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]參閱附圖1，本實(shí)用新型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I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I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。
[0021]工作時(shí)，砂-液混合物從螺旋分離管I下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管I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I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I上端出口排入地面集水管路，實(shí)現(xiàn)砂粒和液體的分離。
[0022]進(jìn)一步，如圖2所示，如圖為螺旋分離管與出砂口短節(jié)的裝配示意圖；圖2&為主視圖；圖2b為左視圖；圖2c為俯視圖；螺旋分離管I由分段螺旋分離管和若干個(gè)出砂口短節(jié)2連接組成，各出砂口短節(jié)2外周面上均開設(shè)有出砂口 3，各出砂口 3通過管路與置換儲(chǔ)砂罐5連通，各出砂口 3與置換儲(chǔ)砂罐5的連接管路上安裝有閥門，每個(gè)分段螺旋管都具有一定的升角、一定的回轉(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)2兩端均對(duì)焊有法蘭，分段螺旋管與出砂口短節(jié)2通過法蘭連接。螺旋分離管為多段分段螺旋管，方便加工和運(yùn)輸。
[0023]進(jìn)一步，如圖3所示，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；出砂口短節(jié)2內(nèi)壁外側(cè)上靠近出砂口 3設(shè)置有聚集砂粒的擋板201，擋板設(shè)置在出砂口 3后方，砂粒流過時(shí)起阻擋作用，將砂粒聚集在出砂口附近，所述擋板201為預(yù)置在出砂口短節(jié)2內(nèi)壁上的U型擋板或倒L型擋板。
[0024]在除砂作業(yè)開始前，連接好除砂器入口和出口，按流量大小開關(guān)除砂器與置換儲(chǔ)砂罐間的閥門個(gè)數(shù)。打開井底返排液閥門，使返排液進(jìn)入螺旋分離管，開始除砂作業(yè)。砂液混合流在螺旋分離管中高速盤旋向上流動(dòng)，砂粒在離心力作用下被甩至螺旋分離管外側(cè)，并由出砂口短節(jié)的集砂結(jié)構(gòu)將砂粒聚集、導(dǎo)流至置換儲(chǔ)砂罐，砂子置換出置換儲(chǔ)砂罐中的液體，并暫存于置換儲(chǔ)砂罐內(nèi)，直至除砂作業(yè)結(jié)束，打開置換儲(chǔ)砂罐底部的排砂閥門，清空罐體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺旋除砂器，其特征在于:包括螺旋分離管(1)、出砂口短節(jié)(2)、置換儲(chǔ)砂罐(5)和螺旋分離管安裝架，螺旋分離管(I)下端進(jìn)料口與井底返液管路連接，螺旋分離管(I)上端出口與地面集水管路連接，所述螺旋分離管(I)上安裝有若干個(gè)出砂口短節(jié)(2)，出砂口短節(jié)⑵上的出砂口(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)有排砂口 ；井底含砂返排液從螺旋分離管(I)下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管(I)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⑴外周面，從出砂口短節(jié)⑵內(nèi)的阻擋式出砂口(3)排入置換儲(chǔ)砂罐(5)與其內(nèi)的液體進(jìn)行置換，分離液從螺旋分離管(I)上端出口排入地面集水管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述螺旋分離管(I)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)(2)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述螺旋分離管(I)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)(2)兩端均焊有法蘭，各分段螺旋管與出砂口短節(jié)(2)通過法蘭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述的出砂口短節(jié)(2)內(nèi)壁外側(cè)出砂口(3)處設(shè)置有聚集砂粒的擋板(201)，所述擋板(201)為預(yù)置于出砂口短節(jié)(2)內(nèi)壁上的U型擋板或倒L型擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述置換儲(chǔ)砂罐(5)為密閉式壓力罐，其上安裝有測(cè)量罐內(nèi)壓力的壓力表(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述螺旋分離管(I)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(I)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述置換儲(chǔ)砂罐(5)底部排砂口上安裝有排砂閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋除砂器，其特征在于:所述螺旋分離管(I)上各出砂口短節(jié)(2)與置換儲(chǔ)砂罐(5)的連接管路上安裝有閥門。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種螺旋除砂器，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)料口與井底返排液管路連接，上端出液口與地面集水管路連接，所述螺旋分離管外周面上開設(shè)有若干個(gè)阻擋式出砂口，各出砂口通過管路與密閉式置換儲(chǔ)砂罐連通，置換儲(chǔ)砂罐底部開設(shè)有排砂口；井底含砂反排液從螺旋分離管下端進(jìn)料口進(jìn)入，順著螺旋分離管高速盤旋向上流動(dòng)，離心力作用下，反排液中的砂粒被甩向螺旋分離管內(nèi)壁外周面，從出砂口排入置換儲(chǔ)砂罐，螺旋分離管與置換儲(chǔ)砂罐密閉連通，壓力平衡，借助離心力將砂粒排入置換儲(chǔ)砂罐置換出其中的液體，液體部分從螺旋分離管上端出口排入地面集水管路，實(shí)現(xiàn)砂液分離。
【IPC分類】E21B43-34, E21B43-02
【公開號(hào)】CN204402447
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420831744
【發(fā)明人】韓成才, 陳剛
【申請(qǐng)人】西安石油大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日