[发明专利]除砂装置以及除砂系统

说明书

本公开提供了一种除砂装置以及除砂系统，属于天然气除砂领域。除砂装置包括沉砂筒体和旋流机构；沉砂筒体的底部具有排砂口，沉砂筒体的顶部具有排气口，沉砂筒体的侧壁具有进气口；旋流机构位于沉砂筒体的内部，旋流机构包括旋流筒体和多个旋流通道，旋流筒体的第一端与沉砂筒体的顶部相连，且与排气口连通，多个旋流通道连接在旋流筒体的外壁上，且多个旋流通道分别以旋流筒体的轴线为中心线螺旋布置，在旋流筒体的轴向上，多个旋流通道位于排砂口和进气口之间，旋流通道的第一端与进气口连接，旋流通道的第二端与沉砂筒体的内部连通。本公开通过除砂装置，可以高效率去除天然气中带有的砂体。

技术领域

本公开属于天然气除砂领域，特别涉及一种除砂装置以及除砂系统。

背景技术

在天然气的开采过程中，天然气井的出水、出砂已经成为一个普遍的现象，尤其是在气田开采的中后期，出水、出砂的天然气井会逐渐增多。为了确保天然气的整个集输系统不会因为砂体的存在而损坏，需要对天然气井输出的天然气进行除砂、除水。

相关技术中，一般通过除砂装置对天然气进行除砂。除砂装置包括内部为圆柱形的筒体，筒体的侧壁具有进气口，顶部具有排气口，底部具有排砂口。进气口的轴线与筒体的外壁相切。在除砂时，天然气从进气口快速进入到筒体内部，然后顺着筒体内部的圆形结构进行自动旋流。在旋流过程中，由于天然气与砂体的密度不同，所以在离心力、向心浮力、流体曳力的作用下因受力不同，从而使密度低的天然气上升，由排气口排出，密度大的砂体沉降，从排砂口排出，以此实现砂体、天然气的自动分离。

然而，该除砂装置在除砂时，完全是依靠筒体的自身结构实现天然气的旋流运动。为了确保具有更大的离心力，使得分离效果更佳，筒体的内径需要设计得很小，这样就会导致除砂效率低。

发明内容

本公开实施例提供了一种除砂装置，可以高效率去除对天然气气井排出的砂体。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种除砂装置，所述除砂装置包括沉砂筒体和旋流机构；所述沉砂筒体的底部具有排砂口，所述沉砂筒体的顶部具有排气口，所述沉砂筒体的侧壁具有进气口；所述旋流机构位于所述沉砂筒体的内部，所述旋流机构包括旋流筒体和多个旋流通道，所述旋流筒体的第一端与所述沉砂筒体的顶部相连，且与所述排气口连通，所述旋流筒体的第二端与所述沉砂筒体的内部连通，所述多个旋流通道连接在所述旋流筒体的外壁上，且所述多个旋流通道分别以所述旋流筒体的轴线为中心线螺旋布置，在所述旋流筒体的轴向上，所述多个旋流通道位于所述排砂口和所述进气口之间，所述多个旋流通道的第一端均与所述进气口连接，所述多个旋流通道的第二端均与所述沉砂筒体的内部连通。

在本公开的又一种实现方式中，所述旋流通道的第一端的端口面积大于所述旋流通道的第二端的端口面积。

在本公开的又一种实现方式中，所述多个旋流通道包括多个螺旋横板和多个螺旋竖板；在与所述旋流筒体的轴线相垂直的水平面内，所述多个螺旋横板沿所述旋流筒体的周向均匀布置，且所述多个螺旋横板中各个螺旋横板以所述旋流筒体的轴线为中心线螺旋布置，所述螺旋横板的一侧边与所述旋流筒体的外壁连接；

所述多个螺旋竖板中各个螺旋竖板以所述旋流筒体的轴线为中心线螺旋布置，且在所述旋流筒体的第一端朝向第二端的方向上，所述螺旋竖板的螺旋角逐渐增大，所述螺旋竖板连接在相邻的两个所述螺旋横板之间，且所述螺旋竖板的第一端与所述旋流筒体的外壁贴合连接，所述螺旋竖板的第二端与所述旋流筒体的外壁间隔。

在本公开的又一种实现方式中，所述旋流通道的内壁上附着有耐磨层。

在本公开的又一种实现方式中，所述旋流筒体包括连接筒和排气管；所述连接筒的外壁与所述旋流通道相连；所述排气管插接在所述连接筒内，所述排气管的顶端穿过所述排气口位于所述沉砂筒体之外，所述排气管的外周壁与所述排气口的内壁连接，所述排气管的底端与所述沉砂筒体的内部连通。