[发明专利]旋流除砂装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种用于试油地面测试过程中除去地层流体中的固体颗粒的容积式旋流除砂装置，属于油气井地面测试除砂设备的制造技术领域。

背景技术

为了了解已完成钻井工程的石油或者天然气井的产量以及井下流体的情况，以便做出配产设计和投产准备，都要在投产之前对井下的流体和井的情况进行测试，特别是对具有高压、高产的油气井更需要进行全面的了解测试；对高压、高产油气井的地面测试都是将地层流体从井口流出后直接进入地面测试流程进行节流降压、保温、求产的测试。存在的问题是：由于从井下出来的高压高速油气流中通常会伴有固相颗粒物质，如在钻井过程中随着钻井泥浆漏失在地层中的高密度钻井液加重材料、地层出的砂、岩屑、射孔后的残渣、压裂砂等，这些固相颗粒物质在进入测试设备时会对所用的地面测试设备、管线、仪表等产生严重的冲蚀和堵塞，因此对测试安全造成严重威胁，另外，超高压高速流动的油气流中的固相颗粒物质的危害，不仅仅是刺坏、堵塞地面设备、影响资料质量，更重要的是由于设备的损坏和赌塞会导致频繁地更换各种阀门、油嘴、弯头等，因此会大量增加现场作业人员的心理压力和劳动强度，尤其是存在着刺坏设备而发生安全事故的严重隐患，对作业安全极为不利。所以，需要增加除砂装置来除去测试流体中的固相颗粒物质，从而保护测试流程，保证测试顺利进行。

经检索，也未发现有同样类型的旋流除砂装置的专利文献或期刊文献的报导。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种旋流除砂装置，本发明可有效地将井内流体中的固相颗粒物质除去，减少或避免了下游地面设备的损坏，延长了测试设备的使用寿命，提高了作业安全性。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种旋流除砂装置，包括油气井进出口装置、除砂筒、集砂筒和压差检测装置，其特征在于：

所述油气进出口装置包括一个油气进口和一个油气出口，油气进出口装置用于从井口输入油气和将过滤以后的油气排向节流降压试油测试系统；

除砂筒的进口端与油气进口的出口端连接，在油气进口与除砂筒进口端之间由进口管线和平板阀一连接，除砂筒的出口端与油气出口的进口端连接，在油气出口与除砂筒出口端之间由出口管线和平板阀二连接；

所述压差检测装置设置在油气进口和油气出口之间，包括针阀一、针阀二和一个压差表，压差表的一端与油气进口连接，另一端与油气出口连接；

除砂筒的下端设有集砂筒，用于收集分离出来的固相颗粒，除砂筒与集砂筒之间用双闸阀连接；

为了排出集砂筒内的固相颗粒，在集砂筒下端设置有排砂管线和冲洗管线，集砂筒上部还设有泄压管线。

在油气进口和油气出口之间还设置有一根旁通管线，由连接管线和平板阀三组成。

在集砂筒的底部设置有排砂阀一，排砂管线与排砂阀一连接，在靠近排砂管线的出口部还设置有排砂阀二。

在排砂阀一和排砂阀二之间连接有所述冲洗管线，冲洗管线上设置有冲水阀一。

在冲水阀一和集砂筒的中部下方连接有冲洗管线旁路，冲洗管线旁路上设置有冲水阀二。

在集砂筒的上部连通所述泄压管线，泄压管线上设置有泄压阀。

在泄压管线和出口管线之间设有平衡管线，平衡管线上设置有针阀三。

所述除砂筒内设有旋流管。

所述旋流除砂装置中，除砂筒为140MPa除砂筒，集砂筒为140MPa集砂筒。

所述旋流除砂装置设置在一个集合框架中。

使用时将油气进口接连在油气井口上，从井下出来的高压油气流带着杂质通过连接管线沿切线方向进入140MPa除砂筒并产生组合螺线涡运动，不同密度物质在重力作用下实现分离。固相颗粒先是沉积在140MPa集砂筒里，后通过排砂管线排出，干净的油气通过管线和油气出口流向下游节流降压装置和地面测试计量装置。由于被测试的油气流去除了杂质，因此就不会对测试设备和测试管路造成伤害和堵塞，这样就可以保证试油测试系统的安全运行；在整个除砂和测试过程中，可以通过压差表了解140MPa除砂筒和140MPa集砂筒的压力变化情况。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：