專利名稱：液流加熱式井口除砂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種原油開采井口裝置，具體涉及分離原油泥砂的旋流分離裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于疏松砂巖油藏的開采，遇到的主要問題是油氣井出砂，出砂危害著井下作業(yè)系統(tǒng)和地面集輸系統(tǒng)，甚至影響油田的正常生產(chǎn)。如動(dòng)力設(shè)備機(jī)、泵、閥等受到磨損，沿途管道、閥門易被損壞，分離器、脫水器等工藝處理器堵塞，儀器、儀表操作失靈等。采出液中含有大量的砂給油田地面集輸系統(tǒng)帶來很大的危害，導(dǎo)致原油脫水能力和效果的降低。
國內(nèi)外已有的多相分離罐和大罐沉降除砂等方法，有的雖然不增加系統(tǒng)回壓，但仍然解決不了砂對(duì)沿管線設(shè)備儀表、閥門的磨蝕及堵塞問題，人工清砂時(shí)，設(shè)備不能密閉正常運(yùn)行，管理上滿足不了油田連續(xù)生產(chǎn)的要求，排放的砂含油而污染環(huán)境。有的井只是在投產(chǎn)的近十幾天里除砂，如果安裝永久性除砂裝置，勢必造成資源浪費(fèi)，因此，需要研制在線橇裝式井口除砂裝置，進(jìn)行連續(xù)密閉在線除砂。
近二十年來，一些石油發(fā)達(dá)國家耗費(fèi)大量人力、物力把混輸管路作為一種新工藝加以研究。但迄今為止，對(duì)于這種油、氣、水、砂的多相流，還沒有成熟的、經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的、精度較高的理論及計(jì)算方法。目前還沒有能夠隨機(jī)靈活使用的在線井口除砂裝置。
用旋流器進(jìn)行固液分離是公知的技術(shù)，其基本原理是含有砂粒的液體以高速經(jīng)進(jìn)液管延線方向進(jìn)入旋流器，在旋流器內(nèi)產(chǎn)生很高的角速度。在同一角速度下，砂粒與液體因密度差而產(chǎn)生不同的離心力，密度大的砂粒因產(chǎn)生較大的離心力而被甩向旋流器的內(nèi)壁，密度小的液體因產(chǎn)生較小的離心力而靠近旋流器中心。砂粒沿內(nèi)壁螺旋式向下運(yùn)動(dòng)，最后由底流口排到積砂斗中。液體高速旋轉(zhuǎn)而形成低壓的螺旋形上升液流，經(jīng)溢流口流入排液管中。砂粒沿內(nèi)壁螺旋式向下運(yùn)動(dòng)，最后由底流口排到積砂斗。
中國專利92231265.6“原油集輸中高效密閉除砂裝置”公開了一種除砂裝置，采用旋流分離器作為固液分離裝置，將油水混合液與砂粒分離，在旋流分離器下面裝有積砂排砂罐，將砂粒排出。
但對(duì)于粘度較大的油井出砂時(shí)，由于粘度作用，使流體在旋流器中旋轉(zhuǎn)速度受到阻礙，而且砂粒受到的離心力不足以克服粘性阻力，因而砂粒不易甩向旋流器的內(nèi)壁，難以與原油有效分離?，F(xiàn)有的除砂器技術(shù)均不能解決此問題，使其在高粘度油井的應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能適應(yīng)高粘度原油除砂的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種液流加熱式井口除砂器，能夠加熱降粘后再進(jìn)行除砂，實(shí)現(xiàn)井口在線、密閉除砂的目的，同時(shí)滿足安裝靈活、移動(dòng)方便的要求。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種液流加熱式井口除砂器，包括旋流器6，積砂斗7；其特征是旋流器6下端的底流口連接積砂斗7，旋流器6和積砂斗7的外部被水箱5包覆，水箱5分別連接有進(jìn)水管9和回水管11，進(jìn)水管9和回水管11分別連接到液流熱能發(fā)生器10上，積砂斗7的下端開有排砂口。
含砂原油旋流器6側(cè)面的入口進(jìn)入，由于旋流器6和積砂斗7的外部被水箱5包覆，水箱內(nèi)的熱水加熱旋流器和積砂斗內(nèi)的原油，使原油粘度降低，便于砂分離出來。
水箱內(nèi)的熱水依靠液流熱能發(fā)生器10加熱，熱能發(fā)生器10是一種利用旋流和擴(kuò)縮產(chǎn)生熱水的裝置，可以使用中國專利ZL 01241067.5“液流熱能發(fā)生器”中公開的裝置。也不排除使用任何公知或未公知的等同裝置。
液流加熱式井口除砂器還可以包括膨脹處理器2，膨脹處理器2側(cè)面有原油進(jìn)口1，膨脹處理器2的側(cè)出口連接旋流器6的側(cè)面入口；膨脹處理器一般是一個(gè)空腔容器罐，原油入口通常(但不限于)開在膨脹處理器的側(cè)面，原油出口通常(但不限于)開在膨脹處理器的另一側(cè)面。膨脹處理器的作用是使原油中所含的天然氣等氣體分離出來，以便提高旋流器的分離效果。
膨脹處理器2的上端接有天然氣管3，天然氣管3連接到氣液混合器4的氣相入口，旋流器6上端的原油出口連通到氣液混合器4的液相入口。氣液混合器可以使用公知的常規(guī)產(chǎn)品，其作用是使天然氣重新混合到原油中，一起輸送出去。
旋流器6上端的原油出口，通過加壓泵12連接到總出口[13]。除砂后的原油從旋流器溢出后，為更好地進(jìn)入后面的集輸系統(tǒng)，經(jīng)過加壓送出本裝置。加壓泵12可以使用公知的常規(guī)油泵；電機(jī)可以采用防爆型，以適應(yīng)油井現(xiàn)場的安全要求。
膨脹處理器2的下端裝有閥門14，該閥門出口連接排砂管8；積砂斗7下端的排砂口也裝有閥門，該閥門出口也并聯(lián)到排砂管8。通過閥門將分離出來的砂粒排出本裝置。為使用方便，在進(jìn)水管9和回水管11上也可以設(shè)置閥門。所有閥門均可以是常規(guī)的，如球閥、閘閥、蝶閥等。
本裝置還包括底盤，各部件聯(lián)接后，整體固定在底盤上，底盤可以用可拆卸方式聯(lián)接到車輛或地基上。整套井口除砂器裝置可以安裝在機(jī)動(dòng)車輛上，直接開到現(xiàn)場；也可以安裝在帶輪子的底盤上，拖動(dòng)到現(xiàn)場使用；需要時(shí)，在現(xiàn)場還可以將底盤放置到地基上，用地腳螺栓固定。整套裝置可以靈活地搬運(yùn)和安裝。
本實(shí)用新型的有益效果是有效去除原油中的砂粒，可以做到無染污排放，對(duì)長輸管線起到了全面防護(hù)做用，大大延長了管線、閥門等的使用壽命。采用液流加熱方式，具有高效加熱降粘功能，適用于粘度較大的油井出砂，解決了部分井短期除砂的需求，安裝靈活，移動(dòng)方便。裝置運(yùn)行成本低，操作簡單，整體運(yùn)行可靠。


圖1是液流加熱式井口除砂器的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的范圍不受這些實(shí)施例的限制，本實(shí)用新型的范圍在權(quán)利要求書中提出。
一種液流加熱式井口除砂器，包括膨脹處理器2、旋流器6、積砂斗7，含砂原油從進(jìn)口1進(jìn)入到膨脹處理器2的側(cè)面入口，膨脹處理器是一個(gè)容器罐，其出口在另一側(cè)面，連接旋流器6的側(cè)面入口；旋流器下端的底流口連接積砂斗7，積砂斗的下端開有排砂口；膨脹處理器2的上封頭接有天然氣管3，天然氣管再連接到氣液混合器4的氣相入口，旋流器上端的原油出口連通氣液混合器的液相入口；氣液混合器的液相出口連接加壓泵12，加壓泵出口連接到總出口13。
旋流器6和積砂斗7的外面包覆水箱5，水箱通過進(jìn)水管9和回水管11連接液流熱能發(fā)生器10。
膨脹處理器2的下端裝有球閥14，該閥門出口連接排砂管8；積砂斗7下端的排砂口也裝有球閥，該閥門出口也并聯(lián)到排砂管8。通過閥門將分離出來的砂粒排出本裝置。
本裝置還包括底盤，各部件聯(lián)接后，整體固定在底盤上，底盤下面有地腳螺栓孔，用于與車輛或地基聯(lián)結(jié)。
本實(shí)施例用于井口的原油在線除砂，效果可以達(dá)到除砂效率≥90％；除砂粒徑≥76μm；壓力損耗≤0.05～0.15MPa；出砂不帶油污及水，可以就地處理。
對(duì)于稠油井，可采用循環(huán)加熱的方式除砂，即把總出口13流出的原油重新循環(huán)回進(jìn)口1，使未除凈砂的原油重新通過旋流器再次除砂。
權(quán)利要求1 一種液流加熱式井口除砂器，包括旋流器[6]，積砂斗[7]；其特征是旋流器[6]下端的底流口連接積砂斗[7]，旋流器[6]和積砂斗[7]的外部被水箱[5]包覆，水箱[5]分別連接有進(jìn)水管[9]和回水管[11]，進(jìn)水管[9]和回水管[11]分別連接到液流熱能發(fā)生器[10]上，積砂斗[7]的下端開有排砂口。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流加熱式井口除砂器，其特征是還包括膨脹處理器[2]，膨脹處理器[2]側(cè)面有原油進(jìn)口[1]，膨脹處理器[2]的側(cè)出口連接旋流器[6]的側(cè)面入口；膨脹處理器[2]的上端接有天然氣管[3]，天然氣管[3]連接到氣液混合器[4]的氣相入口，旋流器[6]上端的原油出口連通到氣液混合器[4]的液相入口。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液流加熱式井口除砂器，其特征是所述的旋流器[6]上端的原油出口，通過加壓泵[12]連接到總出口[13]。
4 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液流加熱式井口除砂器，其特征是所述的膨脹處理器[2]的下端裝有閥門[14]，該閥門出口連接排砂管[8]；所述的積砂斗[7]下端的排砂口也裝有閥門，該閥門出口也并聯(lián)到排砂管[8]。
5 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液流加熱式井口除砂器，其特征是還包括底盤，所述的各部件聯(lián)接后固定在底盤上，底盤可以用可拆卸方式聯(lián)接到車輛或地基上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種原油開采井口裝置，具體涉及分離原油泥砂的旋流分離裝置。包括膨脹處理器、旋流器、積砂斗，含砂原油經(jīng)膨脹處理器進(jìn)入旋流器的側(cè)面入口，旋流器下端的底流口連接積砂斗，積砂斗的下端開有排砂口，旋流器和積砂斗外部包覆水箱，水箱內(nèi)的熱水依靠液流熱能發(fā)生器加熱。本實(shí)用新型能有效去除原油中的砂粒，大大延長管線、閥門使用壽命，尤其適合粘度較大的油井。裝置移動(dòng)方便，操作簡單，運(yùn)行可靠，成本低。本實(shí)用新型用于石油開采領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E21B33/03GK2841957SQ200520114080
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者石在虹, 李曉明, 王步娥, 龍秋蓮, 王雅茹, 蔣海軍, 唐萍 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院