蒸汽引射加熱式井口除砂器的製作方法
2023-07-23 01:01:41 4
專利名稱：蒸汽引射加熱式井口除砂器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種原油開採井口裝置，具體涉及分離原油泥砂的旋流分離裝置。
背景技術：
對於疏鬆砂巖油藏的開採，遇到的主要問題是油氣井出砂，出砂危害著井下作業系統和地面集輸系統，甚至影響油田的正常生產。如動力設備機、泵、閥等受到磨損，沿途管道、閥門易被損壞，分離器、脫水器等工藝處理器堵塞，儀器、儀表操作失靈等。採出液中含有大量的砂給油田地面集輸系統帶來很大的危害，導致原油脫水能力和效果的降低。
國內外已有的多相分離罐和大罐沉降除砂等方法，有的雖然不增加系統回壓，但仍然解決不了砂對沿管線設備儀表、閥門的磨蝕及堵塞問題，人工清砂時，設備不能密閉正常運行，管理上滿足不了油田連續生產的要求，排放的砂含油而汙染環境。有的井只是在投產的近十幾天裡除砂，如果安裝永久性除砂裝置，勢必造成資源浪費，因此，需要研製在線橇裝式井口除砂裝置，進行連續密閉在線除砂。
近二十年來，一些石油發達國家耗費大量人力、物力把混輸管路作為一種新工藝加以研究。但迄今為止，對於這種油、氣、水、砂的多相流，還沒有成熟的、經得起實踐檢驗的、精度較高的理論及計算方法。目前還沒有能夠隨機靈活使用的在線井口除砂裝置。
用旋流器進行固液分離是公知的技術，其基本原理是含有砂粒的液體以高速經進液管延線方向進入旋流器，在旋流器內產生很高的角速度。在同一角速度下，砂粒與液體因密度差而產生不同的離心力，密度大的砂粒因產生較大的離心力而被甩向旋流器的內壁，密度小的液體因產生較小的離心力而靠近旋流器中心。砂粒沿內壁螺旋式向下運動，最後由底流口排到積砂鬥中。液體高速旋轉而形成低壓的螺旋形上升液流，經溢流口流入排液管中。砂粒沿內壁螺旋式向下運動，最後由底流口排到積砂鬥。
中國專利92231265.6「原油集輸中高效密閉除砂裝置」公開了一種除砂裝置，採用旋流分離器作為固液分離裝置，將油水混合液與砂粒分離，在旋流分離器下面裝有積砂排砂罐，將砂粒排出。
但對於粘度較大的油井出砂時，由於粘度作用，使流體在旋流器中旋轉速度受到阻礙，而且砂粒受到的離心力不足以克服粘性阻力，因而砂粒不易甩向旋流器的內壁，難以與原油有效分離。現有的除砂器技術均不能解決此問題，使其在高粘度油井的應用受到限制。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術不能適應高粘度原油除砂的缺點，本實用新型的目的是提供一種蒸汽引射加熱式井口除砂器，能夠加熱降粘後再進行除砂，實現井口在線、密閉除砂的目的，同時滿足安裝靈活、移動方便的要求。
本實用新型的技術方案是一種蒸汽引射加熱式井口除砂器，包括旋流器7，積砂鬥8；其特徵是還包括引射混合器1，所述的引射混合器1的一端是含砂原油的進口2，引射混合器1的另一端出口連接旋流器7的側面入口，引射混合器1上開有蒸汽入口3；旋流器7下端的底流口連接積砂鬥8，積砂鬥8的下端開有排砂口。
含砂原油從進口2進入本裝置，流入引射混合器，蒸汽從引射混合器上的蒸汽入口3通入，蒸汽與原油混合後使原油溫度升高、粘度下降，降粘後的含砂原油流出引射混合器。
引射混合器1可以使用中國專利01259301.X「無界引射的蒸汽引射器」中公開的裝置。也不排除使用任何公知或未公知的等同裝置，只要其作用能夠使蒸汽混合到原油中。
在引射混合器的出口之後還可以連接膨脹處理器4，膨脹處理器4的側出口連接旋流器7的側面入口。膨脹處理器一般是一個空腔容器罐，原油入口通常(但不限於)開在膨脹處理器的側面，原油出口通常(但不限於)開在膨脹處理器的另一側面。膨脹處理器的作用是使原油中所含的天然氣等氣體分離出來，以便提高旋流器的分離效果。
膨脹處理器4的上端接有天然氣管5，天然氣管5再連接到氣液混合器6的氣相入口，氣液混合器6的液相入口連通旋流器7上端的原油出口。氣液混合器可以使用公知的常規產品，其作用是使天然氣重新混合到原油中，一起輸送出去。
旋流器7上端的原油出口，通過加壓泵10連接到總出口11。除砂後的原油從旋流器溢出後，為更好地進入後面的集輸系統，經過加壓送出本裝置。加壓泵10可以使用公知的常規油泵；電機可以採用防爆型，以適應油井現場的安全要求。
膨脹處理器4的下端裝有閥門12，該閥門出口連接排砂管9；積砂鬥8下端的排砂口也裝有閥門，該閥門出口也並聯到排砂管9。通過閥門將分離出來的砂粒排出本裝置。為使用方便，旋流器7與積砂鬥8之間也可以設置閥門。所有閥門均可以是常規的，如球閥、閘閥、蝶閥等。
本裝置還包括底盤，各部件聯接後，整體固定在底盤上，底盤可以用可拆卸方式聯接到車輛或地基上。整套井口除砂器裝置可以安裝在機動車輛上，直接開到現場；也可以安裝在帶輪子的底盤上，拖動到現場使用；需要時，在現場還可以將底盤放置到地基上，用地腳螺栓固定。整套裝置可以靈活地搬運和安裝。
本實用新型的有益效果是有效去除原油中的砂粒，可以做到無染汙排放，對長輸管線起到了全面防護做用，大大延長了管線、閥門等的使用壽命。對於稠油井，採用蒸汽引射加熱的方式除砂。解決了部分井短期除砂的需求，安裝靈活，移動方便。裝置運行成本低，操作簡單，整體運行可靠。
圖1是蒸汽引射加熱式井口除砂器的系統示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例進一步描述本實用新型。本實用新型的範圍不受這些實施例的限制，本實用新型的範圍在權利要求書中提出。
一種蒸汽引射加熱式井口除砂器，包括引射混合器1、膨脹處理器4、旋流器7、積砂鬥8，含砂原油從引射混合器一端進入，引射混合器上開有蒸汽入口3，引射混合器的另一端出口連接膨脹處理器4的側面入口，膨脹處理器是一個容器罐，其出口在另一側面，連接旋流器7的側面入口；旋流器下端的底流口連接積砂鬥8，積砂鬥的下端開有排砂口；膨脹處理器4的上封頭接有天然氣管5，天然氣管再連接到氣液混合器6的氣相入口，旋流器上端的原油出口連通氣液混合器的液相入口；氣液混合器的液相出口連接加壓泵10，加壓泵出口連接到總出口11。
膨脹處理器4的下端裝有球閥，即閥門12，該閥門出口連接排砂管9；積砂鬥8下端的排砂口也裝有球閥，該閥門出口也並聯到排砂管9。通過閥門將分離出來的砂粒排出本裝置。
本裝置還包括底盤，各部件聯接後，整體固定在底盤上，底盤下面有地腳螺栓孔，用於與車輛或地基聯結。
本實施例用於井口的原油在線除砂，原油中含砂量為3％，原油粘度為2000～3000mPa·s(50℃)，油氣比為1∶1，效果可以達到除砂效率≥90％；除砂粒徑≥75μm；壓力損耗≤0.05～0.15MPa；出砂不帶油汙及水。
權利要求1一種蒸汽引射加熱式井口除砂器，包括旋流器[7]，積砂鬥[8]；其特徵是還包括引射混合器[1]，所述的引射混合器[1]的一端是含砂原油的進口[2]，引射混合器[1]的另一端出口連接旋流器[7]的側面入口，引射混合器[1]上開有蒸汽入口[3]；旋流器[7]下端的底流口連接積砂鬥[8]，積砂鬥[8]的下端開有排砂口。
2根據權利要求1所述的蒸汽引射加熱式井口除砂器，其特徵是所述的引射混合器[1]的出口連接膨脹處理器[4]，膨脹處理器[4]的側出口連接旋流器[7]的側面入口；膨脹處理器[4]的上端接有天然氣管[5]，天然氣管[5]連接到氣液混合器[6]的氣相入口，氣液混合器[6]的液相入口連通旋流器[7]上端的原油出口。
3根據權利要求2所述的蒸汽引射加熱式井口除砂器，其特徵是所述的旋流器[7]上端的原油出口，通過加壓泵[10]連接到總出口[11]。
4根據權利要求3所述的蒸汽引射加熱式井口除砂器，其特徵是所述的膨脹處理器[4]的下端裝有閥門[12]，該閥門出口連接排砂管[9]；所述的積砂鬥[8]下端的排砂口也裝有閥門，該閥門出口也並聯到排砂管[9]。
5根據權利要求4所述的蒸汽引射加熱式井口除砂器，其特徵是還包括底盤，所述的各部件聯接後固定在底盤上，底盤可以用可拆卸方式聯接到車輛或地基上。
專利摘要本實用新型涉及一種原油開採井口裝置，具體涉及分離原油泥砂的旋流分離裝置。包括引射混合器、旋流器、積砂鬥，引射混合器的一端是含砂原油的進口，引射混合器的另一端出口連接旋流器的側面入口，引射混合器上開有蒸汽入口；旋流器下端的底流口連接積砂鬥，積砂鬥的下端開有排砂口。本實用新型能有效去除原油中的砂粒，大大延長管線、閥門使用壽命，尤其適合稠油井。裝置移動方便，操作簡單，運行可靠，成本低。本實用新型用於石油開採領域。
文檔編號E21B33/03GK2823536SQ20052011212
公開日2006年10月4日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者石在虹, 李曉明, 吳寧, 王琳 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院