一种非常规气开采用除砂装置的制作方法

本发明涉及非常规气除砂设备，具体涉及一种非常规气开采用除砂装置。

背景技术：

1、能源是社会和经济发展的重要物质基础，能源利用水平也是各国社会经济发展水平的重要标志，天然气发展战略是我国能源发展战略的重要组成部分。

2、非常规气是直接储存在岩石中的天然气，其主要成分是甲烷，是一种可开采的天然气资源。而非常规气的开采主要是利用水力压裂液岩石进行液压碎裂，使得岩石中储存的天然气得以释放，因此，非常规气开采过程中，流体中携带部分地层砂，从井口到气液分离器之间存在众多弯头、针形阀等节流阀极易因固体颗粒的冲蚀作用而失效，对设备造成严重危害，降低了非常规气开采的效率。

3、因此，有必要设计一种除砂装置，通过除砂装置对含非常规气的流体进行除砂后再通过管线进入气液分离器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种非常规气开采用除砂装置，不仅能够对含非常规气的流体进行除砂处理，以改善砂砾对管线设备的冲蚀问题，提高非常规气开采的工作效率，且除砂效率高。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种非常规气开采用除砂装置，包括壳体，所述壳体上设置有进气口、排污口和出气口，所述壳体内设置有用于除砂的分离机构；所述分离机构包括第一分离板和第二分离板，所述第二分离板设置在第一分离板上方，所述第一分离板设置在进气口上方；

4、所述第一分离板中心位置的高度高于边缘的高度，以使第一分离板的下部形成聚气空间，所述第二分离板与第一分离板具有相同形状；

5、所述第一分离板上设置有若干第一分离孔，所述第一分离孔垂直贯穿第一分离板，所述第二分离板上设置有若干第二分离孔，所述第二分离孔垂直贯穿第二分离板。

6、本发明所述聚气空间具体是指第一分离板为平板式结构，第一分离板为中心向上凸起的结构，聚气空间为自下而上逐渐收拢结构。

7、本发明的第一分离板相当于第一级分离机构；第二分离板相当于第二级分离机构；第一分离板和第二分离板构成了二级分离机构，以实现对含非常规气的流体进行除砂处理，以改善砂砾对管线设备的冲蚀问题，提高非常规气开采的工作效率。

8、本发明的第一分离板中心位置的高度高于边缘的高度，以使第一分离板的下部形成聚气空间，所述第二分离板与第一分离板具有相同形状，即第一分离板和第二分离板为非平板结构，第一分离板和第二分离板的形状类似于倒扣的碗状结构，相较于平板式分离板，碗状设置的第一分离板和第二分离板对气体具有导向作用，当非常规气由下而上移动时，部分非常规气能够直接通过第一分离孔和第二分离孔，另外一部分非常规气体会被无孔处阻挡，其能够沿着第一分离板和第二分离板倾斜的下表面逐步移动至第一分离孔和第二分离孔后通过，而非花费时间滞留于第一分离板和第二分离板的下方；并且碗状设置的第一分离板和第二分离板对于气体具有聚拢作用，能够提高在第一分离板和第二分离板内部非常规气的气压，以提高其通过的速率，进而本发明非常规气开采用除砂装置的除砂效率高。

9、进一步地，第一分离孔的孔径大于第二分离孔的孔径；不同孔径的第一分离孔和第二分离孔，有利于提高对液相中地层砂颗粒的分离效果。

10、进一步地，第一分离孔的孔径为100-120μm，所述第二分离孔的孔径为50-60μm。

11、进一步地，第一分离板包括顶板、环形底板和圆台中间段；

12、所述顶板位于壳体的中心轴线上，所述环形底板的外侧壁与壳体内壁连接；圆台中间段的顶部和底部分别与顶板和环形底板连接。

13、作为优选的，顶板、环形底板和圆台中间段为一体式结构。

14、进一步地，还包括清洗机构；所述清洗机构包括转轴、第一固定轴承、第二固定轴承、第一刮板和第二刮板；

15、所述转轴在外力驱动下转动；

16、所述第一固定轴承和第二固定轴承设置在转轴上，所述第一固定轴承连接于第一分离板，所述第一固定轴承与第一分离板同轴设置；所述第二固定轴承连接于第二分离板，且所述第二固定轴承与第二分离板同轴设置；

17、所述第一刮板和第二刮板均设置在转轴上，所述第一刮板和第二刮板分别用于刮除第一分离板和第二分离板上的颗粒。

18、进一步地，第一刮板设置有两个，两个第一刮板分别与第一分离板的上端面和下端面贴合，所述第二刮板设置有一个，所述第二刮板与第二分离板的下端面贴合。

19、进一步地，第一刮板和第二刮板上均设置有刷毛，所述第一刮板上的刷毛用于对第一分离孔进行清扫；所述第二刮板上的刷毛用于对第二分离孔进行清扫。

20、进一步地，转轴的下端设置有涡轮，所述涡轮与进气口相对设置；高压流体会冲击涡轮的叶片，驱动涡轮转动，从而带动转轴转动。

21、进一步地，转轴上在第一固定轴承的两端均设置有第一密封圈，所述第一密封圈的内壁与转轴外壁紧贴，所述第一密封圈的外壁连接于第一分离板。即第一密封圈用于实现第一固定轴承的密封。

22、进一步地，转轴上在第二固定轴承的两端均设置有第二密封圈，所述第二密封圈的内壁与转轴外壁紧贴，所述第二密封圈的外壁连接于第二分离板。即第二密封圈用于实现第二固定轴承的密封。

23、进一步地，出气口通过管道与气液分离器连接，该管道上设置有抽气泵。

24、进一步地，排污口与除污设备连接。

25、进一步地，排污口和出气口分别设置在壳体的底部和顶部；所述进气口设置在壳体的侧壁上，所述进气口内设置有进气管，所述进气管用于将含非常规气的流体导入壳体内部。

26、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

27、1、本发明的非常规气开采用除砂装置采用二级分离机构，不仅能实现对含非常规气的流体进行除砂处理，以改善砂砾对管线设备的冲蚀问题，提高非常规气开采的工作效率，且除砂效果好，同时，本发明的第一分离板和第二的分离板下部形成聚气空间，使得第一分离板和第二分离板对于气体具有聚拢作用，能够提高在第一分离板和第二分离板内部非常规气的气压，以提高其通过的速率，进而本发明非常规气开采用除砂装置的除砂效率高。

28、2、本发明利用抽气泵吸引气相上升，在气相上升的过程中，利用一级分离机构和二级分离机构分离气相内掺杂的不同大小的地层砂颗粒，同时利用清洗机构清理一级分离机构和二级分离机构，避免一级分离机构和二级分离机构发生堵塞，使该除砂装置能够不间断的工作，从而达到了改善砂砾对管线和设备的冲蚀问题、提高非常规气开采的工作效率的效果。

技术特征：

1.一种非常规气开采用除砂装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)上设置有进气口(11)、排污口(12)和出气口(13)，所述壳体(1)内设置有用于除砂的分离机构；其特征在于，所述分离机构包括第一分离板(2)和第二分离板(3)，所述第二分离板(3)设置在第一分离板(2)上方，所述第一分离板(2)设置在进气口(11)上方；

2.根据权利要求1所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述第一分离孔(21)的孔径大于第二分离孔(31)的孔径。

3.根据权利要求2所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述第一分离孔(21)的孔径为100-120μm，所述第二分离孔(31)的孔径为50-60μm。

4.根据权利要求1所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述第一分离板(2)包括顶板、环形底板和圆台中间段；

5.根据权利要求1所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，还包括清洗机构(4)；所述清洗机构(4)包括转轴(41)、第一固定轴承(43)、第二固定轴承(44)、第一刮板(45)和第二刮板(46)；

6.根据权利要求5所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述第一刮板(45)设置有两个，两个第一刮板(45)分别与第一分离板(2)的上端面和下端面贴合，所述第二刮板(46)设置有一个，所述第二刮板(46)与第二分离板(3)的下端面贴合。

7.根据权利要求5所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述第一刮板(45)和第二刮板(46)上均设置有刷毛(5)，所述第一刮板(45)上的刷毛(5)用于对第一分离孔(21)进行清扫；所述第二刮板(46)上的刷毛(5)用于对第二分离孔(31)进行清扫。

8.根据权利要求5所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述转轴(41)的下端设置有涡轮(42)，所述涡轮(42)与进气口(11)相对设置。

9.根据权利要求5所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述转轴(41)上在第一固定轴承(43)的两端均设置有第一密封圈(22)，所述第一密封圈(22)的内壁与转轴(41)外壁紧贴，所述第一密封圈(22)的外壁连接于第一分离板(2)。

10.根据权利要求5所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述转轴(41)上在第二固定轴承(44)的两端均设置有第二密封圈(32)，所述第二密封圈(32)的内壁与转轴(41)外壁紧贴，所述第二密封圈(32)的外壁连接于第二分离板(3)。

11.根据权利要求1所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述出气口(13)通过管道与气液分离器(132)连接，该管道上设置有抽气泵(131)。

12.根据权利要求1所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述排污口(12)与除污设备(121)连接。

13.根据权利要求1-12任一项所述的一种非常规气开采用除砂装置，其特征在于，所述排污口(12)和出气口(13)分别设置在壳体(1)的底部和顶部；所述进气口(11)设置在壳体(1)的侧壁上，所述进气口(11)内设置有进气管(111)，所述进气管(111)用于将含非常规气的流体导入壳体(1)内部。

技术总结
本发明涉及非常规气除砂设备技术领域，具体公开了一种非常规气开采用除砂装置，包括壳体，所述壳体上设置有进气口、排污口和出气口，所述壳体内设置有用于除砂的分离机构；分离机构包括第一分离板和第二分离板，第二分离板设置在第一分离板上方，第一分离板设置在进气口上方；第一分离板中心位置的高度高于边缘的高度，以使第一分离板的下部形成聚气空间，第二分离板与第一分离板具有相同形状；第一分离板上设置有若干第一分离孔，第一分离孔垂直贯穿第一分离板，第二分离板上设置有若干第二分离孔，第二分离孔垂直贯穿第二分离板。本发明不仅能够对含非常规气的流体进行除砂处理，以改善砂砾对管线设备的冲蚀问题，且除砂效率高。

技术研发人员：吴华,班久庆,谢明,何娜,唐永帆
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9