[发明专利]一种新型气液固三相旋流除砂装置

说明书

一种新型气液固三相旋流除砂装置，包括旋流分离器，所述旋流分离器的顶端穿设有竖直的排气管和水平的进液管，所述旋流分离器中部穿设有水平的排液管，旋流分离器的底部端口通过关断阀与储砂罐相连通，旋流分离器与储砂罐之间共同穿设有旁通管；所述旁通管上设置有限流器；所述储砂罐底部端口设置有排砂阀，储砂罐上竖直的固定设置有物位计。本发明旨在提供一种可减少排砂中液态水含量，不需要外部提供额外冲砂水，能单台连续进行除砂作业的旋流除砂装置。

技术领域

本发明涉及除砂装置技术领域，尤其涉及一种新型气液固三相旋流除砂装置。

背景技术

随着我国天然气田开采不断深入，部分区域气井，尤其是高产气井，出砂问题日趋严重，对地面集输及处理系统造成了很大危害。在天然气井口安装除砂器，有效地除去天然气中的砂砾，能很好地保护下游设备。但是由于井口压力高，介质复杂，流体多变，井口除砂比集气站、计量站、接转站除砂更困难。旋流分离技术由于其设备结构简单、占用空间较小、成本低、维护简单、能耗低且高效、环保，在工作过程中能够灵活、连续、可靠地完成分离任务，具备一定的自动性和稳定性而广泛应用。传统旋流除砂器通常只适用于气固、液固两相的分离，在处理含液天然气除砂任务时，排砂频率增加，造成工作量增加，排放的大量液态水的处理也是有待解决的问题。另外，单台传统旋流除砂器不能够进行连续除砂作业，为保证除砂工作连续进行，通常需要两台统旋流除砂器并联，在其中一台旋流除砂器排砂时，开启另外一台旋流除砂器进行除砂作业，工程建设成本较大。同时，传统旋流除砂器排砂启动时间需要根据天然气含水含砂率进行计算，在天然气含水含砂率波动较大时无法准确控制排砂启动时间，排砂过程需要引入外部高压水对储砂罐进行冲洗，排砂过程需要人工操作，排砂完成后，储砂罐内的空气与后续分离过程注入的天然气混合，造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种可减少排砂中液态水含量，不需要外部提供额外冲砂水，能单台连续进行除砂作业的旋流除砂装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型气液固三相旋流除砂装置，包括旋流分离器，所述旋流分离器的顶端穿设有竖直的排气管和水平的进液管，所述旋流分离器中部穿设有水平的排液管，旋流分离器的底部端口通过关断阀与储砂罐相连通，旋流分离器与储砂罐之间共同穿设有旁通管；所述旁通管上设置有限流器；所述储砂罐底部端口设置有排砂阀，储砂罐上竖直的固定设置有物位计。

进一步的，所述旋流分离器的圆柱段高度为圆锥段高度的2倍。

进一步的，所述排液管穿设至旋流分离器的轴线位置，且插入端管口垂直向下。

进一步的，所述旁通管在所述旋流分离器的一端水平插入至轴线位置并延轴线向下折弯90°插入至旋流分离器的圆锥段，弯折后的垂直管段长度为旋流分离器圆锥段高度的2/3。

进一步的，所述关断阀和所述排砂阀均为防爆型电控气动球阀。

进一步的，所述限流器由单孔限流孔板构成。

进一步的，所述物位计由振动式物料密度计构成。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明能实现气液固三相介质同时分离，在保持常规旋流分离器先进性能的同时，旋流分离器与储砂管之间增设关断阀，能实现单台装置不停产的情况下带压排砂，降低工程建设成本。单台装置就能实现致密气气井在不停产、不减压的情况下连续除砂。

2、旋流分离器圆柱段设置有排液管，可及时将分离出的液体向外排放，降低排砂频率，延伸至旋流分离器轴线处的排液管设计降低了排放的液体中固体砂粒的含量，确保旋流除砂装置的除砂效率，液体提前排放使得排砂含液量减少，降低排放物处理难度及成本。