一种高压微旋流固液分离除砂装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压微旋流固液分离除砂装置，包括除砂筒、积砂筒和排砂管；所述除砂筒的筒壁上开设有上下错位的射流进口和射流出口，所述除砂筒内位于射流进口的上下两侧分别安装有管板，所述除砂筒内嵌置有防冲筒，所述除砂筒内还设置有穿插在两个管板上的多个微旋流筒，每个微旋流筒上圆筒形微旋流腔上设有切向挖孔，其下圆锥形微分离腔的底部设有沉砂口；所述积砂筒的侧壁上设有排液口；所述排砂管的侧壁上设有出砂口，所述排砂管内设置有压榨过滤机构，所述压榨过滤机构包括物料推送轴、螺旋压榨叶片以及电机。本实用新型排砂劳动强度小、处理作业范围大，能够在高压工况和强腐蚀环境下长期稳定运行。
【专利说明】
一种高压微旋流固液分离除砂装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种油气井采出液除砂装置，具体涉及一种高压微旋流固液分离除砂装置。
【背景技术】
[0002] 目前所知的固液分离装置有离心式固液分离器、压榨式脱水机、离心式脱水机等多种，但皆无法有效进行高压固液分离作业，更无法进行密闭高压固液混合物体的连续分离作业。
[0003] 现有的滤网式或者低压旋流式除砂器一般存在效率低、除砂质量不佳(无法除去较小粒径的砂砾)以及使用寿命低的问题，无法满足现场使用需求。滤网式除砂器只能除掉
0.2mm粒径以上的沙粒，沙粒容易堵塞滤网网眼，导致处理效率下降，严重时可导致滤网失效。而且，滤网式除砂器结构相对简单，利用滤网的网眼来进行除砂，由于高压流体直接通过网眼，长时间冲刷下容易造成网眼损坏扩大或者沙粒堵塞在网眼上，造成滤网损坏和除砂性能降低。
【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种高压微旋流固液分离除砂装置，它可以除小粒径砂，具有排砂劳动强度小、处理作业范围大的优点，且能够在高压工况和强腐蚀环境下长期稳定运行。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] —种高压微旋流固液分离除砂装置，该装置包括除砂筒、设置在所述除砂筒底部的积砂筒以及安装在所述积砂筒底部的排砂管；
[〇〇〇7]所述除砂筒的顶部安装有端盖，所述除砂筒的筒壁上开设有上下错位的射流进口和射流出口，所述射流出口位于射流进口的上方，所述除砂筒内位于射流进口的上下两侧分别安装有管板，所述除砂筒内位于射流进口上侧管板的上方嵌置有防冲筒，所述防冲筒的侧壁上设有与所述射流出口连通的挖孔，所述除砂筒内还设置有穿插在两个管板上的多个微旋流筒，每个微旋流筒的上端封口中心处插设有与所述防冲筒连通的溢流管，每个微旋流筒具有上圆筒形微旋流腔和下圆锥形微分离腔，所述上圆筒形微旋流腔上设有与所述射流进口连通的切向挖孔，所述下圆锥形微分离腔的底部设有与所述积砂筒连通的沉砂 P;
[0008] 所述积砂筒的侧壁上设有排液口，所述积砂筒的底部设有与所述排砂管连通的排砂口；
[0009] 所述排砂管的侧壁上设有出砂口，所述排砂管内设置有压榨过滤机构，所述压榨过滤机构包括物料推送轴、套装在所述物料推送轴外部的螺旋压榨叶片以及用于驱动所述物料推送轴转动的电机，所述电机安装在排砂管的底部，所述物料推送轴的上端伸入积砂筒内。
[0010] 按上述技术方案，所述积砂筒的内腔距离底部一定距离处设计为倒圆台形，所述积砂筒位于倒圆台的底面设置有隔板，所述隔板沿周向均布开设有多个与所述排砂口连通的流砂槽。
[0011] 按上述技术方案，所述排液口上安装有排液管，所述排液管上安装有泄压控制阀。
[0012] 按上述技术方案，所述防冲筒的顶部与端盖抵接，所述防冲筒的底部与所有微旋流筒的上端封口抵接。
[0013] 按上述技术方案，所述除砂筒与端盖和积砂筒之间均采用螺栓连接，并通过0型密封圈密封。
[0014] 按上述技术方案，所述积砂筒与排砂管之间采用螺栓连接，并通过金属密封垫密封。
[0015] 按上述技术方案，所述端盖和所有微旋流筒的上端封口上均安装有吊环。
[0016] 按上述技术方案，所述螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。
[0017] 按上述技术方案，所述微旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷层。
[0018] 本实用新型具有以下有益效果:本实用新型在除砂作业时，含小粒径砂的井流由除砂筒的射流进口切向射入每个微旋流筒的上圆筒形微旋流腔，在离心力的作用下实现旋流分离，除砂后的井流向上经过溢流管进入防冲筒内，从除砂筒的射流出口流向下游，井流中的砂粒等固相颗粒及部分油、水经过微旋流筒的沉砂口落入积砂筒；当油、水充满积砂筒后，井流中液相介质转向经溢流管流出，砂粒等固体颗粒在积砂筒内的液相介质中沉降，并在沉降过程中得到清洗；当积砂筒内的砂堆高度接近微旋流筒的沉砂口时，需要进行排砂作业，此时关闭除砂筒的射流进口，开启积砂筒部排液管上的泄压控制阀，将筒体内压力降至许用值后关闭，在筒体内压力的作用下，砂水混合物经排砂口进入排砂管，由于电机带动物料推送轴和螺旋压榨叶片，压榨过滤后的砂砾经过排砂管的出砂口排出，筒内砂堆在重力作用下不断填补下方空隙，直至完全排出。
【附图说明】
[0019] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0020] 图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0021] 图2为沿图1中A-A线的剖视图。
[0022] 图3为本实用新型实施例中防冲筒的结构示意图。
[〇〇23]图4为沿图1中B-B线的剖视图。
[0024] 图5为本实用新型实施例中积砂筒的结构示意图。
[0025] 图6为本实用新型实施例中排砂管的结构示意图。
[0026] 图7为本实用新型实施例中压榨过滤机构的结构示意图。
[〇〇27] 图中:1-端盖、2-吊环、3-0型密封圈、4-螺栓、5-防冲筒、5.1-挖孔、6-溢流管、7-管板、8-微旋流筒、8.1-切向挖孔、9-除砂筒、9.1 -射流进口、9.2-射流出口、10-积砂筒、10.1 -排液口、10.2-隔板、10.3-流砂槽、11-压榨过滤机构、11.1-物料推送轴、11.2-螺旋压榨叶片、11.3-电机、12-排砂管、12.1-出砂口、13-三相异步电机。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029] 在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种高压微旋流固液分离除砂装置， 该装置包括除砂筒9、设置在除砂筒9底部的积砂筒10以及安装在积砂筒10底部的排砂管 12；
[0030] 如图1-图3所示，除砂筒9的顶部安装有端盖1，除砂筒9的筒壁上开设有上下错位的射流进口 9.1和射流出口 9.2，射流出口位于射流进口的上方，除砂筒9内位于射流进口的上下两侧分别安装有管板7,其中管板焊接安装在除砂筒内壁上，除砂筒9内位于射流进口上侧管板的上方嵌置有防冲筒5,防冲筒5的侧壁上设有与射流出口连通的挖孔5.1，除砂筒 9内还设置有穿插在两个管板上的多个微旋流筒8,本实施例中采用七个，每个微旋流筒8的上端封口中心处插设有与防冲筒连通的溢流管6,每个微旋流筒具有上圆筒形微旋流腔和下圆锥形微分离腔，上圆筒形微旋流腔上设有与射流进口连通的切向挖孔8.1，下圆锥形微分离腔的底部设有与积砂筒连通的沉砂口；
[〇〇31]如图1、图4、图5所示，积砂筒10的侧壁上设有排液口 10.1，积砂筒10的底部设有与排砂管12连通的排砂口；
[0〇32]如图1、图6、图7所不，排砂管12的侧壁上设有出砂口 12.1，排砂管12内设置有压榨过滤机构11，压榨过滤机构11包括物料推送轴11.1、套装在物料推送轴11.1外部的螺旋压榨叶片11.2以及用于驱动物料推送轴转动的电机11.3,电机选用三相异步电机，安装在排砂管的底部，物料推送轴的上端伸入积砂筒内。
[〇〇33]在本实用新型的优选实施例中，如1、图4、图5所示，积砂筒的内腔距离底部一定距离处设计为倒圆台形，积砂筒位于倒圆台的底面设置有隔板10.2，隔板沿周向均布开设有多个与排砂口连通的流砂槽10.3，便于在排砂作业时使砂水混合物顺畅地通过流砂槽进入排砂管，砂水混合物经过压榨过滤机构压榨，再由排砂管的出砂口排出。
[0034] 在本实用新型的优选实施例中，排液口上安装有排液管，排液管上安装有泄压控制阀，可以在排砂作业前开启泄压控制阀，将积砂筒内的高压降至许用值，确保排砂作业安全可靠运行。
[0035] 在本实用新型的优选实施例中，如1所示，防冲筒的顶部与端盖抵接，防冲筒的底部与所有微旋流筒的上端封口抵接，可满足微旋流筒轴向定位的需要。
[0036] 在本实用新型的优选实施例中，如1所示，除砂筒9与端盖1和积砂筒10之间均采用螺栓连4接，并通过0型密封圈3密封。除砂筒的内壁上设有环形台阶，环形台阶与微旋流筒上端封口的外边缘之间通过键槽配合结构周向定位，从而确保微旋流筒的分离效果。
[0037] 在本实用新型的优选实施例中，如1所示，积砂筒10与排砂管12之间采用螺栓连接，并通过金属密封垫密封。
[0038] 在本实用新型的优选实施例中，如1所示，端盖1和所有微旋流筒8的上端封口上均安装有吊环2，以便于起吊拆换微旋流筒。
[0039] 在本实用新型的优选实施例中，如7所示，螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。
[0040] 在本实用新型的优选实施例中，微旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷层，可以保证其具有良好的耐磨耐蚀性，延长设备的工作寿命。
[0041]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种高压微旋流固液分离除砂装置，其特征在于，该装置包括除砂筒、设置在所述除 砂筒底部的积砂筒以及安装在所述积砂筒底部的排砂管； 所述除砂筒的顶部安装有端盖，所述除砂筒的筒壁上开设有上下错位的射流进口和射 流出口，所述射流出口位于射流进口的上方，所述除砂筒内位于射流进口的上下两侧分别 安装有管板，所述除砂筒内位于射流进口上侧管板的上方嵌置有防冲筒，所述防冲筒的侧 壁上设有与所述射流出口连通的挖孔，所述除砂筒内还设置有穿插在两个管板上的多个微 旋流筒，每个微旋流筒的上端封口中心处插设有与所述防冲筒连通的溢流管，每个微旋流 筒具有上圆筒形微旋流腔和下圆锥形微分离腔，所述上圆筒形微旋流腔上设有与所述射流 进口连通的切向挖孔，所述下圆锥形微分离腔的底部设有与所述积砂筒连通的沉砂口； 所述积砂筒的侧壁上设有排液口，所述积砂筒的底部设有与所述排砂管连通的排砂 P; 所述排砂管的侧壁上设有出砂口，所述排砂管内设置有压榨过滤机构，所述压榨过滤 机构包括物料推送轴、套装在所述物料推送轴外部的螺旋压榨叶片以及用于驱动所述物料 推送轴转动的电机，所述电机安装在排砂管的底部，所述物料推送轴的上端伸入积砂筒内。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积砂筒的内腔距离底部一定距离处设 计为倒圆台形，所述积砂筒位于倒圆台的底面设置有隔板，所述隔板沿周向均布开设有多 个与所述排砂口连通的流砂槽。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排液口上安装有排液管，所述排液管 上安装有泄压控制阀。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防冲筒的顶部与端盖抵接，所述防冲 筒的底部与所有微旋流筒的上端封口抵接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述除砂筒与端盖和积砂筒之间均采用螺 栓连接，并通过0型密封圈密封。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积砂筒与排砂管之间采用螺栓连接， 并通过金属密封垫密封。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖和所有微旋流筒的上端封口上均 安装有吊环。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋压榨叶片的间隙是间断式的。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微旋流筒的内腔表面涂覆有耐磨陶瓷 层。
【文档编号】B01D36/04GK205627210SQ201620365523
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】郑小涛, 周瀚浩文, 喻九阳, 徐建民, 王成刚, 林纬, 汪威, 卢霞
【申请人】武汉工程大学