[发明专利]分离装置和分离装置的用途

说明书

本公开涉及一种用于从流体移除固体颗粒的分离装置，并且涉及所述分离装置用于从流体移除固体颗粒的用途。

技术领域

本公开涉及一种用于从流体移除固体颗粒的分离装置。

背景技术

在许多石油和天然气开采井中需要分离装置。矿物油和天然气储存在天然存在的地下储层中，石油或天然气分布在或多或少多孔和可渗透的矿物层中。每个石油或天然气钻孔的目的是到达储层并以一定方式利用它，即尽可能地仅提取诸如石油和天然气的可销售产品，同时最小化甚至完全避免不期望的副产物。石油和天然气提取中不期望的副产物包括通过液体流或气体流从储层中夹带到井孔的固体颗粒，诸如砂子和其他矿物颗粒。

由于矿砂通常是磨蚀性的，因此这种固体流入生产管线和泵中会对井孔的所有技术内部结构造成相当大的不期望的磨蚀和腐蚀磨损。因此努力做的是，在不期望的砂子离开储层之后，也就是说当它仍然在井孔中时，通过过滤系统直接释放不期望的砂子的产生流。

从液体和气体流移除固体颗粒时的磨损和腐蚀的问题不仅限于石油和天然气工业，而是也可能在水的提取中发生。为了获得饮用水或者为了获得地热能，可以提取水。多孔的，通常松散分层的水储层具有将大量磨料颗粒引入到被提取的材料中的趋势。在这些应用中，也需要耐磨损和腐蚀的过滤器。同样在矿石和许多其他矿物的提取中，在从液体和气体流移除固体颗粒时存在磨损和腐蚀的问题。

在石油和天然气开采中，当前通常通过使用过滤器来实现不期望的颗粒的分离，过滤器通过将钢成形金属丝螺旋缠绕并焊接到穿孔基管上来产生。此类过滤器被称为“绕线过滤器”。用于石油和天然气开采中的过滤器的另一种常用类型的结构是用金属筛网包裹穿孔基管。这些过滤器被称为“金属网筛”。两种方法都提供了有效筛网孔径为75μm至350μm的过滤器。取决于结构类型和这两种过滤器的计划预期用途，附加地在运输以及将过滤元件引入井孔期间，通过外部安装的粗网笼保护过滤元件免受机械损坏。这些类型的过滤器的缺点是，在磨料颗粒高速流动的作用下，金属结构承受快速磨损，这很快导致对金银丝筛网结构的破坏。此类高速磨料流经常在石油和/或天然气提取井中发生，这导致更换过滤器所涉及的大量技术和财务维护费用。甚至有提取井，由于这些流动的原因，其不能通过常规过滤技术来控制，并因此不能进行商业开发。常规的金属过滤器容易磨损和腐蚀，因为钢即使经过硬化处理也比提取井中的颗粒更软，该颗粒有时包含石英。

为了使用耐磨筛网结构使砂磨料流反向，US 8,893,781 B2、US8,833,447B2、US8,662,167 B2和WO 2016/018821 A1提出了过滤结构，其中过滤间隙(即过滤器的功能开口)通过堆叠脆性硬材料(优选地陶瓷材料)特别形成的致密烧结环形盘来制成。在这种情况下，间隔件布置在环形盘的上侧，均匀地分布在盘的圆周上。

仍然需要提供一种用于从流体，特别是从石油、天然气和水移除固体颗粒的改进的分离装置。具体地讲，需要提供具有改善的流入特性的分离装置。

如本文所用，“一个”、“一种”、“该/所述”、“至少一个(种)”和“一个(种)或多个(种)”可互换使用。术语“包括”还应包括术语“实质上由......组成”和“由......组成”。

发明内容

在第一方面，本公开涉及一种用于从流体移除固体颗粒的分离装置，该分离装置包括至少三个环形盘的堆叠，该至少三个环形盘沿中心轴线限定中心环形区域，每个环形盘具有上侧和下侧，其中每个环形盘的上侧各自具有至少三个间隔件，并且其中每个环形盘的上侧接触相邻环形盘的下侧，以限定分离间隙，并且其中至少三个间隔件不均匀地分布在环形盘的圆周上。