一種螺旋除砂器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種螺旋除砂器，包括螺旋分離管、出砂口短節(jié)、置換儲砂罐和螺旋分離管安裝架，螺旋分離管下端進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)有若干個阻擋式出砂口，各出砂口通過管路與密閉式置換儲砂罐連通，置換儲砂罐底部開設(shè)有排砂口；井底含砂反排液從螺旋分離管下端進料口進入，順著螺旋分離管高速盤旋向上流動，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砂罐，螺旋分離管與置換儲砂罐密閉連通，壓力平衡，借助離心力將砂粒排入置換儲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，實現(xiàn)砂液分離。
【專利說明】一種螺旋除砂器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]目前，油田在完井時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，必須對返排液進行處理，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過長，延長了完井周期；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，對大流量、高含砂的壓裂液進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】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能對大流量、高含砂的返排液進行動態(tài)分離處理、結(jié)構(gòu)簡單的螺旋除砂器。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(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)、置換儲砂罐和螺旋分離管安裝架，螺旋分離管下端進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砂罐連通，置換儲砂罐底部開設(shè)有排砂口 ；井底含砂返排液從螺旋分離管下端進料口進入，順著螺旋分離管盤旋向上流動，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砂罐與其內(nèi)的液體進行置換，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分段螺旋管和連接各分段螺旋管的若干個出砂口短節(jié)組成。
[0007]所述螺旋分離管為分段繞制，每個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]所述置換儲砂罐為密閉式壓力罐，其上安裝有測量罐內(nèi)壓力的壓力表。
[0010]所述螺旋分離管下端進料口和上端出液口處均連接有法蘭和閥門，螺旋分離管進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)與置換儲砂罐的連接管路上安裝有閥門。
[0013]本發(fā)明將所述螺旋分離管管體上裝有若干個出砂口短節(jié)，各出砂口短節(jié)通過管路與置換儲砂罐連接，砂-液混合物從螺旋分離管下端進料口進入，順著螺旋分離管盤旋向上流動，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砂罐內(nèi)，螺旋分離管與置換儲砂罐內(nèi)壓力平衡，借助離心力將砂粒排入置換儲砂罐與其中的液體進行置換，液體從螺旋分離管上端出口排入地面集水管路，實現(xiàn)砂粒和液分離。
[0014]本發(fā)明能夠?qū)Ω吆?、大流量的?液兩相返排液進行動態(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)的順利進行，縮短了開采周期，提尚了油田的綜合效?。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明的結(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.置換儲砂罐。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020]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、安裝架和置換儲砂罐組成。螺旋分離管I下端進料口通過法蘭、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出砂口短節(jié)2，各出砂口 3通過管路與置換儲砂罐5連通，置換儲砂罐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，置換儲砂罐5上還安裝有測量罐內(nèi)壓力的壓力表4。
[0021]工作時，砂-液混合物從螺旋分離管I下端進料口進入，順著螺旋分離管I盤旋向上流動，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排入置換儲砂罐5與置換儲砂罐5內(nèi)的液體進行置換，液體從螺旋分離管I上端出口排入地面集水管路，實現(xiàn)砂粒和液體的分離。
[0022]進一步，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通過管路與置換儲砂罐5連通，各出砂口 3與置換儲砂罐5的連接管路上安裝有閥門，每個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，方便加工和運輸。
[0023]進一步，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，砂粒流過時起阻擋作用，將砂粒聚集在出砂口附近，所述擋板201為預置在出砂口短節(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)除砂器與置換儲砂罐間的閥門個數(shù)。打開井底返排液閥門，使返排液進入螺旋分離管，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，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、導流至置換儲砂罐，砂子置換出置換儲砂罐中的液體，并暫存于置換儲砂罐內(nèi)，直至除砂作業(yè)結(jié)束，打開置換儲砂罐底部的排砂閥門，清空罐體。
【權(quán)利要求】
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)、置換儲砂罐(5)和螺旋分離管安裝架，螺旋分離管(I)下端進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)通過管路與置換儲砂罐(5)連通，置換儲砂罐(5)底部開設(shè)有排砂口 ；井底含砂返排液從螺旋分離管(I)下端進料口進入，順著螺旋分離管(I)盤旋向上流動，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)排入置換儲砂罐(5)與其內(nèi)的液體進行置換，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)由若干個分段螺旋管和連接各分段螺旋管的若干個出砂口短節(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:所述置換儲砂罐(5)為密閉式壓力罐，其上安裝有測量罐內(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)與置換儲砂罐(5)的連接管路上安裝有閥門。
【文檔編號】E21B43/02GK104514524SQ201410815080
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】韓成才, 陳剛 申請人:西安石油大學