一種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種固-液分離裝置，特別涉及一種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備。
技術(shù)背景
[0002]石油能源開發(fā)過(guò)程中，壓裂作業(yè)是油氣藏改造增產(chǎn)的主要手段之一，因此被各大油田普遍采用。油井壓裂涉及水力噴砂射孔及水力壓裂、放噴等聯(lián)作工藝。噴砂射孔口作業(yè)后，會(huì)產(chǎn)生大量高含砂廢液返回地面，成為油田當(dāng)前水體的主要污染源之一。廢液處理工藝的首要任務(wù)就是對(duì)高含砂返排液進(jìn)行砂液分離處理。目前國(guó)內(nèi)各大油田實(shí)現(xiàn)水力射孔返排砂液分離的主要方法是利用旋流器除砂。
[0003]利用旋流器除砂雖然體積小，但處理能力也小，其處理能力與其主直徑成正比。對(duì)于大排量、高含砂的水力噴砂射孔返排砂液進(jìn)行處理時(shí)需幾臺(tái)裝置疊加使用，大大增加了成本。應(yīng)對(duì)高含砂水力噴砂射孔返排砂液，其沖蝕現(xiàn)象特別嚴(yán)重。再者容積小，對(duì)排量波動(dòng)沒(méi)有緩沖能力，造成除砂效率不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種油田水力噴砂射孔返排砂液分離設(shè)備，可對(duì)大流量(3.2m3/min)、高含砂的返排液實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速分離處理;其容積大，降低了應(yīng)用成本;獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大降低了分離過(guò)程中對(duì)設(shè)備的沖蝕;其分離原理采用慣性力與離心力雙作用力，可對(duì)砂液高效分離。分離的砂?？衫^續(xù)循環(huán)利用到水力噴砂射孔中，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保作業(yè)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]—種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備，包括分離裝置和安裝于分離裝置下方配套使用的砂粒循環(huán)裝置；
[0007]所述的分離裝置包括分離罐體I，分離罐體I上部的緩沖腔2的罐壁上開設(shè)有切線入口管3，分離罐體I的罐頂軸心設(shè)有螺紋連接的溢流管14，溢流管14上部連接有節(jié)流器15;
[0008]分離罐體I與其內(nèi)部的套管4形成加速縫隙5，套管4上部與溢流管14相連通，套管4下部采用定位器13固定，定位器13通過(guò)固定環(huán)7固定有沖砂管6;
[0009]分離罐體I下部為沉砂腔12，沉砂腔12上連通有旁通管9，旁通管9上設(shè)置有阻旋式料位計(jì)8 ；
[0010]分離罐體I底部焊接有排砂管11，排砂管11下部連接安裝電控氣動(dòng)開關(guān)10;排砂管11與貯砂罐16相連通；
[0011 ] 所述的砂粒循環(huán)裝置包括貯砂罐16，貯砂罐16內(nèi)設(shè)置有沖砂管19，沖砂管19通過(guò)沖砂栗接口 18與外部的沖砂栗相連，貯砂罐16下部連通螺桿栗17的接口，螺桿栗17通過(guò)變頻電機(jī)22驅(qū)動(dòng)。
[0012]本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)為:
[0013](I)本實(shí)用新型采用雙作用力高效分離固體砂粒，即離心力和慣性力。返排液由緩沖腔旋流進(jìn)入加速寬縫隙后，液體切向速度和軸向速度迅速增大。砂粒在離心力的作用下被甩向分離罐內(nèi)壁，眾多砂粒聚集并沿罐壁滑向罐底，沉于罐底。被加速的液體脫離加速通道后流速減緩，并受到下腔液的頂托，流速大大減小，固體砂粒在慣性力的作用下，沖向分離罐底部，集聚沉降，大大降低了分離過(guò)程中對(duì)設(shè)備的沖蝕。
[0014](2)阻旋式料位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉沙量，同電控氣動(dòng)開關(guān)一致控制排砂管，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排砂。沖砂管保障了沉砂順利排出。
[0015](3)分離好的砂粒經(jīng)循環(huán)裝置送入混砂車?yán)^續(xù)參與配液，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分離，循環(huán)利用的特點(diǎn)。
[0016]本實(shí)用新型可滿足大排量(3.2m3/min)、高含砂的水力噴砂射孔返排砂液高效快速砂-液分離等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全系數(shù)高。在整個(gè)砂液分離到循環(huán)利用過(guò)程中，砂粒無(wú)需落地，更加環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的分離裝置軸向剖視圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的砂粒循環(huán)裝置不意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)行步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]如圖1和2所示，一種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備，包括分離裝置和安裝于分離裝置下方配套使用的砂粒循環(huán)裝置；
[0022]所述的分離裝置包括分離罐體I，分離罐體I上部的緩沖腔2的罐壁上開設(shè)有切線入口管3，分離罐體I的罐頂軸心設(shè)有螺紋連接的溢流管14，溢流管14上部通過(guò)法蘭連接有節(jié)流器15;
[0023]分離罐體I與其內(nèi)部的套管4形成加速縫隙5，套管4上部與溢流管14通過(guò)焊接相連接，套管4下部采用定位器13固定，定位器13通過(guò)固定環(huán)7焊接固定有沖砂管6;
[0024]分離罐體I下部為沉砂腔12，沉砂腔12上連通有旁通管9，旁通管9上設(shè)置有阻旋式料位計(jì)8 ；
[0025]分離罐體I底部焊接有排砂管11，排砂管11下部采用法蘭連接安裝電控氣動(dòng)開關(guān)10;排砂管11與貯砂罐16相連通；
[0026]所述的砂粒循環(huán)裝置包括貯砂罐16，貯砂罐16內(nèi)設(shè)置有沖砂管19，沖砂管19通過(guò)沖砂栗接口 18與外部的栗機(jī)相連，貯砂罐16下部連通螺桿栗17的接口，螺桿栗17通過(guò)變頻電機(jī)22驅(qū)動(dòng)，螺桿栗17和變頻電機(jī)22置于底座23上，支撐架21也設(shè)置于底座23上用于支撐貯砂罐16。
[0027]參照?qǐng)D1，所述分離罐體I是0.785m2*1970mm的圓柱體分離罐，上下采用橢圓形封頭，總?cè)莘e1.5m3，滿足排量為3.2m3/min的水力噴砂射孔返排液完全放噴工況，承壓能力為15Mpa，安全系數(shù)大于1.5，安全可靠。
[0028]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0029]在工作時(shí)，如圖3所示，采用疊放的方式，即砂粒循環(huán)裝置安裝于分離罐體I的下方，分離罐體I傾斜放置并采用支撐機(jī)構(gòu)24固定。
[0030]設(shè)備啟動(dòng)后，返排液從切線入口管3切向進(jìn)入，經(jīng)緩沖腔2旋流進(jìn)入分離罐體I與套管4之間的加速縫隙5，液體切向速度和軸向速度迅速加快。砂粒在離心力的作用下被甩向分離罐體I內(nèi)壁，眾多砂粒聚集并沿罐壁滑向罐底，沉于罐底。液體脫離縫隙后，流速減緩，并受到下腔液的頂托，流速大大減小，固體砂粒在慣性力的作用下，沖向沉砂腔12，集聚沉降。清液由溢流管14溢流排出。排砂管11在阻旋式料位計(jì)8和電控氣動(dòng)開關(guān)10自動(dòng)控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排砂。
[0031]砂粒循環(huán)裝置安裝于分離罐下方，貯砂罐16收集分離好的砂粒。所述貯砂罐內(nèi)置的沖砂管19與外部的沖砂栗連接，利用外界清液與砂?；旌稀Ｂ輻U栗17在變頻電機(jī)22的控制下，進(jìn)一步將砂粒送至混砂車，進(jìn)入循環(huán)利用。
[0032]本實(shí)用新型沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件屬常用結(jié)構(gòu)，這里不一一詳細(xì)敘述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備，包括分離裝置和安裝于分離裝置下方配套使用的砂粒循環(huán)裝置； 所述的分離裝置包括分離罐體(I)，分離罐體(I)上部的緩沖腔(2)的罐壁上開設(shè)有切線入口管(3)，分離罐體(I)的罐頂軸心設(shè)有螺紋連接的溢流管(14)，溢流管(14)上部連接有節(jié)流器(15); 分離罐體(I)與其內(nèi)部的套管(4)形成加速縫隙(5)，套管(4)上部與溢流管(14)相連接，套管(4)下部采用定位器(13)固定，定位器(13)通過(guò)固定環(huán)(7)固定有沖砂管(6); 分離罐體(I)下部為沉砂腔(12)，沉砂腔(12)上連通有旁通管(9)，旁通管(9)上設(shè)置有阻旋式料位計(jì)(8)； 分離罐體(I)底部焊接有排砂管(11)，排砂管(11)下部連接安裝電控氣動(dòng)開關(guān)(10);排砂管(11)與貯砂罐(16)相連通； 所述的砂粒循環(huán)裝置包括貯砂罐(16)，貯砂罐(16)內(nèi)設(shè)置有沖砂管(19)，沖砂管(19)通過(guò)沖砂栗接口(18)與外部的沖砂栗相連，貯砂罐16下部連通螺桿栗(17)的接口，螺桿栗(17)通過(guò)變頻電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)。
【專利摘要】一種油田水力噴砂射孔返排砂液固液分離循環(huán)設(shè)備，包括分離裝置和安裝于分離裝置下方配套使用的砂粒循環(huán)裝置；分離裝置由分離罐體以及設(shè)置于其內(nèi)部的切線入口管、套管、溢流管、沖砂管和排砂管組成；所述循環(huán)裝置主要由貯砂罐以及相連的螺桿泵沖砂管匯和變頻電機(jī)組成；返排液由切線入口管切向進(jìn)入，經(jīng)分離罐緩沖腔旋流進(jìn)入分離罐與套管之間的加速縫隙后，液體切向速度和軸向速度迅速增大；砂粒在離心力的作用下被甩向分離罐內(nèi)壁，眾多砂粒聚集并沿罐壁滑向罐底，沉于罐底；貯砂罐收集分離好的砂粒，螺桿泵通過(guò)變頻電機(jī)的控制，進(jìn)一步將砂粒送至混砂車，進(jìn)入循環(huán)利用；本實(shí)用新型利用慣性力和離心力雙作用力實(shí)現(xiàn)水力噴砂射孔返排砂液的高效分離。
【IPC分類】B04C11/00, B04C3/00, B04C9/00
【公開號(hào)】CN205199756
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521037631
【發(fā)明人】李軍強(qiáng), 劉建平, 趙穩(wěn), 焦崢輝, 胡曉媛
【申請(qǐng)人】西安石油大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日