加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置，包括除砂筒、集砂筒、排砂管道和二級旋流過濾機構(gòu)；所述二級旋流過濾機構(gòu)包括電機、螺旋擠壓桿、螺旋壓榨葉片、連接盤、過濾網(wǎng)架、濾砂網(wǎng)和旋流加強器，所述螺旋擠壓桿與電機固定連接，其上端伸入集砂筒底部，所述螺旋壓榨葉片套裝在螺旋擠壓桿的外部，所述旋流加強器固定安裝在所述螺旋擠壓桿的頂部，所述旋流加強器的上端伸入圓柱形旋流腔內(nèi)，所述連接盤固定套裝在所述螺旋擠壓桿的上端，所述連接盤的上表面均勻設(shè)置有多個集砂板，所述連接盤上開設(shè)有流砂孔。本發(fā)明在入口液體流速低的情況下也可實現(xiàn)分離，且可連續(xù)無間斷運行。
【專利說明】
加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井采出液除砂裝置，具體涉及一種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在原油試采作業(yè)中，從油氣井中流到地面的流體中含有一定量的砂粒，在氣體高速運動下形成高速含砂射流。這種含砂射流對地面集輸管道及設(shè)備形成非常嚴(yán)重的沖蝕和磨蝕破壞，甚至可能刺穿管路件，發(fā)生泄漏事故，影響油田安全生產(chǎn)，造成周圍環(huán)境嚴(yán)重污染和不必要的經(jīng)濟損失。
[0003]因此，油氣井采出液在進入地面集輸系統(tǒng)前，需要安裝井口除砂裝置，對采出液進行除砂作業(yè)，將砂粒等固體顆粒盡可能分離出去。目前，油田上使用的除砂裝置根據(jù)除砂原理不同大致分為兩種，即過濾式除砂裝置和旋流式除砂裝置。過濾式除砂裝置通過內(nèi)置濾砂筒能夠過濾一定大小的固體顆粒，但由于其自身結(jié)構(gòu)的限制，該裝置無法實現(xiàn)自動排砂，并且當(dāng)井流含砂量較大時，不能及時清理濾砂筒，存在除砂效率不高、排砂勞動強度大的不足;旋流式除砂裝置大多用于油氣集輸系統(tǒng)中，其工作壓力一般較低，耐腐蝕性能較差，不能根據(jù)井流處理量和分級粒度的要求改變其旋流分離腔的結(jié)構(gòu)尺寸，處理范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置，它除砂效率高，排砂勞動強度小，處理作業(yè)范圍大，且能夠在高壓工況和強腐蝕環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置，該裝置包括從上至下依次設(shè)置的除砂筒、集砂筒和排砂管道，還包括二級旋流過濾機構(gòu);其中，
[0007]所述除砂筒的頂部安裝有端蓋，所述除砂筒的筒壁上開設(shè)有上下錯位的射流進口和射流出口，所述射流出口位于射流進口的上方，所述除砂筒內(nèi)從上至下依次嵌置有防沖筒和可拆換的旋流筒，所述防沖筒上設(shè)有與所述射流出口連通的挖孔，所述旋流筒具有上部的圓柱形旋流腔和下部的圓錐形分離腔，所述圓柱形旋流腔的筒壁上設(shè)有與所述射流進口連通的切向挖孔，所述圓柱形旋流腔的頂部設(shè)置有隔離罩板，所述隔離罩板的中心插設(shè)有與所述防沖筒連通的溢流管，所述圓錐形分離腔的底部設(shè)有與所述集砂筒連通的沉砂P;
[0008]所述集砂筒的底部設(shè)有與所述排砂管道連通的排砂口；
[0009]所述排砂管道的側(cè)壁上開設(shè)有出砂口；
[0010]所述二級旋流過濾機構(gòu)包括電機、螺旋擠壓桿、螺旋壓榨葉片、連接盤、過濾網(wǎng)架、濾砂網(wǎng)和旋流加強器，所述電機安裝在排砂管道的底部，所述螺旋擠壓桿的下端與電機固定連接，其上端豎直穿過排砂管道伸入集砂筒底部，所述螺旋壓榨葉片套裝在所述螺旋擠壓桿的外部，所述旋流加強器固定安裝在所述螺旋擠壓桿的頂部，所述旋流加強器的上端向上穿過集砂筒伸入圓柱形旋流腔內(nèi)，所述旋流加強器的上端設(shè)有十字形旋流葉片，所述連接盤固定套裝在所述螺旋擠壓桿的上端，所述連接盤的上表面均勻設(shè)置有多個集砂板，所述連接盤上開設(shè)有多個與所述排砂管道連通的流砂孔，所述過濾網(wǎng)架固定安裝在所述連接盤的外周，且與所述集砂筒的內(nèi)壁之間設(shè)有一定間隙，所述過濾網(wǎng)架上均勻開設(shè)有若干個排液孔，所述濾砂網(wǎng)安裝在集砂筒內(nèi)且位于連接盤的下方，所述集砂筒的側(cè)壁上位于濾砂網(wǎng)的下方開設(shè)有排液口。
[0011]按上述技術(shù)方案，所述連接盤與螺旋擠壓桿之間通過鍵槽配合機構(gòu)周向定位。
[0012]按上述技術(shù)方案，所述集砂板的形狀為直角三角形，其兩條直角邊分別與連接盤和過濾網(wǎng)架接觸。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述過濾網(wǎng)架的上端與集砂筒的上端平齊。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述旋流加強器的上端間隔一定距離設(shè)有兩個十字形旋流葉片。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述除砂筒的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形臺階，所述環(huán)形臺階與隔離罩板的外邊緣之間通過鍵槽配合結(jié)構(gòu)周向定位。
[0016]按上述技術(shù)方案，所述端蓋與除砂筒之間、除砂筒與集砂筒之間均通過螺栓固定連接，并通過O型密封圈密封;所述集砂筒與排砂管道之間通過螺栓固定連接，并通過金屬密封墊密封。
[0017]按上述技術(shù)方案，所述除砂筒的射流進口與圓柱形旋流腔的切向挖孔的配合間隙處安裝有橡膠密封圈。
[0018]按上述技術(shù)方案，所述端蓋上設(shè)有便于起吊裝卸的吊環(huán)。
[0019]按上述技術(shù)方案，所述旋流筒的內(nèi)腔表面涂覆有耐磨陶瓷層。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:該裝置通過在集砂筒內(nèi)設(shè)置二級旋流過濾機構(gòu)，可以對集砂筒內(nèi)的砂粒等固體顆粒進行二次分離并沉降，并在沉降過程中得到清洗，具體為啟動電機帶動螺旋擠壓桿轉(zhuǎn)動進而帶動連接盤轉(zhuǎn)動，使得落入集砂筒井流中的砂粒等固相顆粒在集砂板的作用下更快的匯集到連接盤的中部，再經(jīng)流砂孔落入排砂管道內(nèi)，最后經(jīng)出砂口排出，井流中的部分油、水等液相介質(zhì)經(jīng)過濾網(wǎng)架的排液孔排出，再經(jīng)濾砂網(wǎng)過濾后經(jīng)排液口排出，電機不停運轉(zhuǎn)，擠壓不斷沉降的砂粒使其填補下方空隙，從而不停的排出砂粒和部分油水;另外，該裝置在擠壓螺旋桿的頂部安裝旋流加強器，通過電機帶動十字形旋流葉片轉(zhuǎn)動，強化內(nèi)部旋流場，增加分離的離心力，以將射入圓柱形旋流腔內(nèi)的井流進行加強旋流，在入口液體流速低的情況下也可實現(xiàn)分離。
[0021]本發(fā)明中的旋流筒可拆卸式安裝固定在厚壁的除砂筒內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，既能夠在高壓雙向力下有效進行井流除砂作業(yè)，又可以根據(jù)井流處理量和分級粒度的要求靈活更換，除砂效率高，排砂勞動強度小，處理作業(yè)范圍大;而且，旋流筒由圓柱形旋流腔和下圓錐形分離腔組成，上下兩部分功能分明，其內(nèi)表面還可涂覆耐磨陶瓷層，既可以確保井流中的砂粒等固體顆?？焖俪两捣蛛x，又可以保證旋流筒具有良好的耐磨耐蝕性能，延長設(shè)備使用周期；同時，二級旋流過濾機構(gòu)可以進行自動排砂作業(yè)，可連續(xù)無間斷運行，提高排砂效率，降低人工作業(yè)勞動強度。
【附圖說明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0023]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明實施例中防沖筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明實施例中旋流筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明實施例中除砂筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明實施例中集砂筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明實施例中排砂管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖7為本發(fā)明實施例中螺旋擠壓桿和螺旋壓榨葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖8為沿圖1中A-A線的剖視圖。
[0031]圖9為沿圖1中B-B線的剖視圖。
[0032]圖10為本發(fā)明實施例中濾砂網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖11為本發(fā)明實施例中連接盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖12為本發(fā)明實施例中連接盤的俯視圖。
[0035]圖13為本發(fā)明實施例中過濾網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖14為本發(fā)明實施例中旋流加強器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖15為本發(fā)明實施例中旋流加強器的俯視圖。
[0038]圖中:1-端蓋、1.1-吊環(huán)、2-防沖筒、2.1_挖孔、3-除砂筒、3.1_射流進口、3.2-射流出口、3.3-環(huán)形臺階、4-旋流筒、4.1-圓柱形旋流腔、4.2-圓錐形分離腔、4.3-切向挖孔、4.4-隔離罩板、4.5-溢流管、4.6-沉砂口、5-集砂筒、5.1-排砂口、5.2-排液口、6-排砂管道、
6.1-出砂口、7-二級旋流過濾機構(gòu)、7.1-螺旋擠壓桿、7.2-螺旋壓榨葉片、7.3-電機、7.4-連接盤、7.5-過濾網(wǎng)架、7.6-濾砂網(wǎng)、7.7-集砂板、7.8-流砂孔、7.9-排液孔、8-旋流加強器、
8.1-十字形旋流葉片。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0040]在本發(fā)明的較佳實施例中，如圖1所示，一種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置，該裝置包括從上至下依次設(shè)置的除砂筒3、集砂筒5和排砂管道6，還包括二級旋流過濾機構(gòu)7;
[0041]如圖1-圖4、圖8-圖9所示，除砂筒3的頂部安裝有端蓋I，除砂筒3的筒壁上開設(shè)有上下錯位的射流進口 3.1和射流出口 3.2，射流出口位于射流進口的上方，除砂筒3內(nèi)從上至下依次嵌置有防沖筒2和可拆換的旋流筒4，防沖筒2上設(shè)有與射流出口連通的挖孔2.1，旋流筒4具有上部的圓柱形旋流腔4.1和下部的圓錐形分離腔4.2，圓柱形旋流腔4.1的筒壁上設(shè)有與射流進口3.1連通的切向挖孔4.3，圓柱形旋流腔4.1的頂部設(shè)置有隔離罩板4.4，隔離罩板4.4的中心插設(shè)有與防沖筒2連通的溢流管4.5，圓錐形分離腔4.2的底部設(shè)有與集砂筒連通的沉砂口 4.6;
[0042]如圖5所示，集砂筒5的底部設(shè)有與排砂管道連通的排砂口5.1;
[0043]如圖6所示，排砂管道6的側(cè)壁上開設(shè)有出砂口6.1;
[0044]如圖1、圖7、圖10-圖15所示，二級旋流過濾機構(gòu)7包括電機7.3、螺旋擠壓桿7.1、螺旋壓榨葉片7.2、連接盤7.4、過濾網(wǎng)架7.5、濾砂網(wǎng)7.6和旋流加強器8，電機7.3安裝在排砂管道6的底部，螺旋擠壓桿7.1的下端與電機7.3固定連接，其上端豎直穿過排砂管道6伸入集砂筒5底部設(shè)置，螺旋壓榨葉片7.2套裝在螺旋擠壓桿7.1的外部，旋流加強器8固定安裝在螺旋擠壓桿7.1的頂部，旋流加強器8的上端向上穿過集砂筒5伸入圓柱形旋流腔4.1內(nèi)，旋流加強器8的上端設(shè)有十字形旋流葉片8.1，連接盤7.4固定安裝在螺旋擠壓桿7.1的上端，連接盤7.4的上表面均勻設(shè)置有多個集砂板7.7，連接盤7.4上開設(shè)有多個與排砂管道6連通的流砂孔7.8，過濾網(wǎng)架7.5固定安裝在連接盤7.4的外周，且與集砂筒5的內(nèi)壁之間設(shè)有一定間隙，過濾網(wǎng)架7.5上均勻開設(shè)有若干個排液孔7.9，濾砂網(wǎng)7.6安裝在集砂筒5內(nèi)且位于連接盤7.4的下方，集砂筒5的側(cè)壁上位于濾砂網(wǎng)7.6的下方開設(shè)有排液口 5.2。
[0045]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，連接盤7.4與螺旋擠壓桿7.1之間通過鍵槽配合機構(gòu)周向定位。
[0046]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖11、圖12所示，集砂板7.7的形狀為直角三角形，其兩條直角邊分別與連接盤7.4和過濾網(wǎng)架7.5接觸。
[0047]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，過濾網(wǎng)架7.5的上端與集砂筒5的上端平齊。
[0048]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖14、圖15所示，旋流加強器8的上端間隔一定距離設(shè)有兩個十字形旋流葉片8.1，旋流葉片的數(shù)量根據(jù)需求設(shè)定。
[0049]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖4所示，除砂筒3的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形臺階3.3，環(huán)形臺階3.3與隔離罩板4.4的外邊緣之間通過鍵槽配合結(jié)構(gòu)周向定位，從而確保旋流筒的分離效果。防沖筒2的頂部與端蓋I抵接，防沖筒2的底部與隔離罩板4.4抵接，以將旋流筒軸向定位牢靠。
[0050]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，端蓋I與除砂筒3之間、除砂筒3與集砂筒5之間均通過螺栓連接，并通過O型密封圈對接觸端面進行密封，集砂筒5與排砂管道6之間通過螺栓連接，并通過金屬密封墊密封。
[0051]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖9所示，除砂筒的射流進口與圓柱形旋流腔的切向挖孔的配合間隙處安裝有橡膠密封圈。
[0052]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1所示，端蓋I上設(shè)置有便于起吊裝卸的吊環(huán)1.1，通過氣動葫蘆起吊，可方便地更換、清理旋流筒。
[0053]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，旋流筒的內(nèi)壁涂覆有耐磨陶瓷層，以保證其具有良好的耐磨耐蝕性，延長設(shè)備的工作壽命。本發(fā)明的所有部件均采用防硫材質(zhì)制造，能夠在含H2S腐蝕氣體的高壓環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。
[0054]本發(fā)明的工作過程為:在除砂作業(yè)時，井流由除砂筒的射流進口切向射入旋流筒的圓柱形旋流腔內(nèi)并通過旋流加強器加強旋流，在離心力的作用下實現(xiàn)旋流分離；除砂后的井流向上經(jīng)過隔離罩板上的溢流管進入防沖筒內(nèi)，再除砂筒的射流出口流向下游;井流中的砂粒等固相顆粒及部分油、水經(jīng)過旋流筒的沉砂口落入集砂筒，集砂筒里的螺旋擠壓桿帶動連接盤旋轉(zhuǎn)，對砂粒等固體顆粒進行二次分離并沉降，并在沉降過程中得到清洗;排沙管道的螺旋擠壓桿不停運轉(zhuǎn)，擠壓不斷沉降的砂礫使其填補下方空隙，從而不停的排出砂礫和部分水。
[0055]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種加強旋流除砂螺旋擠壓排沙裝置，其特征在于，該裝置包括從上至下依次設(shè)置的除砂筒、集砂筒和排砂管道，還包括二級旋流過濾機構(gòu);其中， 所述除砂筒的頂部安裝有端蓋，所述除砂筒的筒壁上開設(shè)有上下錯位的射流進口和射流出口，所述射流出口位于射流進口的上方，所述除砂筒內(nèi)從上至下依次嵌置有防沖筒和可拆換的旋流筒，所述防沖筒上設(shè)有與所述射流出口連通的挖孔，所述旋流筒具有上部的圓柱形旋流腔和下部的圓錐形分離腔，所述圓柱形旋流腔的筒壁上設(shè)有與所述射流進口連通的切向挖孔，所述圓柱形旋流腔的頂部設(shè)置有隔離罩板，所述隔離罩板的中心插設(shè)有與所述防沖筒連通的溢流管，所述圓錐形分離腔的底部設(shè)有與所述集砂筒連通的沉砂口； 所述集砂筒的底部設(shè)有與所述排砂管道連通的排砂口； 所述排砂管道的側(cè)壁上開設(shè)有出砂口 ； 所述二級旋流過濾機構(gòu)包括電機、螺旋擠壓桿、螺旋壓榨葉片、連接盤、過濾網(wǎng)架、濾砂網(wǎng)和旋流加強器，所述電機安裝在排砂管道的底部，所述螺旋擠壓桿的下端與電機固定連接，其上端豎直穿過排砂管道伸入集砂筒底部，所述螺旋壓榨葉片套裝在所述螺旋擠壓桿的外部，所述旋流加強器固定安裝在所述螺旋擠壓桿的頂部，所述旋流加強器的上端向上穿過集砂筒伸入圓柱形旋流腔內(nèi)，所述旋流加強器的上端設(shè)有十字形旋流葉片，所述連接盤固定套裝在所述螺旋擠壓桿的上端，所述連接盤的上表面均勻設(shè)置有多個集砂板，所述連接盤上開設(shè)有多個與所述排砂管道連通的流砂孔，所述過濾網(wǎng)架固定安裝在所述連接盤的外周，且與所述集砂筒的內(nèi)壁之間設(shè)有一定間隙，所述過濾網(wǎng)架上均勻開設(shè)有若干個排液孔，所述濾砂網(wǎng)安裝在集砂筒內(nèi)且位于連接盤的下方，所述集砂筒的側(cè)壁上位于濾砂網(wǎng)的下方開設(shè)有排液口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述連接盤與螺旋擠壓桿之間通過鍵槽配合機構(gòu)周向定位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述集砂板的形狀為直角三角形，其兩條直角邊分別與連接盤和過濾網(wǎng)架接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過濾網(wǎng)架的上端與集砂筒的上端平齊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋流加強器的上端間隔一定距離設(shè)有兩個十字形旋流葉片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述除砂筒的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形臺階，所述環(huán)形臺階與隔離罩板的外邊緣之間通過鍵槽配合結(jié)構(gòu)周向定位。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述端蓋與除砂筒之間、除砂筒與集砂筒之間均通過螺栓固定連接，并通過O型密封圈密封;所述集砂筒與排砂管道之間通過螺栓固定連接，并通過金屬密封墊密封。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述除砂筒的射流進口與圓柱形旋流腔的切向挖孔的配合間隙處安裝有橡膠密封圈。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述端蓋上設(shè)有便于起吊裝卸的吊環(huán)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋流筒的內(nèi)腔表面涂覆有耐磨陶瓷層。
【文檔編號】E21B43/34GK105879482SQ201610361491
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】汪威, 鄭小濤, 王波, 喻九陽, 林緯, 徐建民, 王成剛, 盧霞
【申請人】武漢工程大學(xué), 武漢鑫丞智能制造技術(shù)有限公司