一種旋流除砂器的研制

王艷龍

摘要：為了提高油氣開采過程的有效性，解決油井出砂影響地面設(shè)備的安全的問題，研制的一種旋流除砂器。該裝置結(jié)構(gòu)合理，操作簡單，具有優(yōu)良的除砂和防砂功能，滿足了正常的管理及井控要求。該裝置在塔里木油田現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)3次，密封性良好，工藝一次成功率100%，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和良好的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：旋流；除砂器；防砂

引言：油田到了開發(fā)后期，油井出砂是普遍現(xiàn)象，為了保證油井的正常生產(chǎn)，不讓砂隨原油攜帶到地面和砂埋油井管柱，需要采取井底防砂措施。目前國內(nèi)外常用的油井防砂工藝主要分為化學(xué)防砂和機(jī)械防砂兩大類，化學(xué)防砂的優(yōu)點(diǎn)是不影響各種作業(yè)措施的實(shí)施，但防砂強(qiáng)度和有效期受到一定的限制。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于砂中含有泥漿等各種雜質(zhì)，導(dǎo)致砂具有一定的粘性；又由于砂是預(yù)先沉積在旋流管底部，且需要堆積到一定量后再排放，導(dǎo)致砂的緊密性較好。而僅僅是通過排砂管和排砂閥配合排砂，這就導(dǎo)致堆積在旋流管底部的砂不易排出，容易堆積在旋流管內(nèi)，進(jìn)而影響正常生產(chǎn)。為解決這一現(xiàn)象，2016年2月廣漢市思明石油鉆采設(shè)備配套有限公司研制了一種旋流除砂器。（設(shè)備型號(hào)根據(jù)油井現(xiàn)場井口裝置和節(jié)流壓井管匯確定）。

1 技術(shù)分析

1.1結(jié)構(gòu)

要解決處理油井開發(fā)過程中的除砂問題，防止油井開采出砂對(duì)地面設(shè)備的破壞，提高油井開發(fā)的效果和安全性，關(guān)鍵是要防止地層返吐出砂進(jìn)入節(jié)流管匯和壓井管匯等地面控制設(shè)備。這樣才能從根本上解決出砂對(duì)設(shè)備帶來的影響，進(jìn)而保證油井的順利開采。經(jīng)過研究和現(xiàn)場設(shè)備分解發(fā)現(xiàn)，一旦地層的沉砂進(jìn)入節(jié)流和壓井管匯，節(jié)流和壓井管匯中使用的平板閘閥和節(jié)流閥就很快被損毀，砂進(jìn)入平板閘閥，閥座上容易吸附大量的顆粒砂、聚合物或其他雜質(zhì)，使閥座與閘板的密封失效從而產(chǎn)生泄漏，影響平板閘閥的正常開關(guān)。砂進(jìn)入節(jié)流閥，砂對(duì)節(jié)流閥的閥針形成沖刷，導(dǎo)致節(jié)流閥的節(jié)流失效，進(jìn)而失去節(jié)流功能。影響了油井的正常開采。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種旋流除砂器，本產(chǎn)品解決的技術(shù)問題是能夠加快沉砂筒內(nèi)砂的排放速度。 一種旋流除砂器，其特征在于：包括除砂筒、沉砂筒、手動(dòng)平板閘閥一、手動(dòng)平板閘閥二、截止閥和由軟質(zhì)材料制成的高壓管線，所述除砂筒上設(shè)置有出砂口和油氣出口，所述沉砂筒豎向固定在除砂筒下部的出砂口上，所述手動(dòng)平板閘閥一和手動(dòng)平板閘閥二分別設(shè)置在沉砂筒的上端和下端，所述高壓管線的一端與除砂筒的油氣出口相通，另一端與沉砂筒的下部相通，所述截止閥設(shè)置在高壓管線上，工作時(shí)，截止閥與高壓管線配合排砂。

所述截止閥的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)截止閥分別設(shè)置在高壓管線的兩端。

所述沉砂筒上部設(shè)置有壓力表。

所述沉砂筒的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)向下傾斜的滑片。

1.2 工作原理

本產(chǎn)品的工作原理為：采油樹采集的油氣及少量的砂從油氣進(jìn)口進(jìn)入除砂筒1，經(jīng)除砂芯過濾后，油氣從油氣出口8進(jìn)入固定式節(jié)流閥，而過濾的砂則從出砂品進(jìn)入沉砂筒2，待沉砂筒2內(nèi)的砂達(dá)到排放量時(shí)，關(guān)閉手動(dòng)平板閘閥一3，打開手動(dòng)平板閘閥二4，同時(shí)再打開高壓管線6上的兩個(gè)截止閥5使油氣出口8與沉砂筒2連通，在壓力的作用下，部分油氣通過高壓管線6進(jìn)入沉砂筒2沖擊并打散沉砂筒2下部的砂，該部分砂在重力的作用下被排出，而上部的砂在重力的作用下依次下落，如此往復(fù)，直到沉砂筒2內(nèi)的砂被排完，然后再關(guān)閉手動(dòng)平板閘閥二4和兩個(gè)截止閥5，并打開手動(dòng)平板閘閥一3，等待下一次排砂。

2 關(guān)鍵技術(shù)

一、本旋流除砂器中，由于高壓管線與沉砂筒的下部連通，而沉砂筒的下部又作為排砂口使用，上述結(jié)構(gòu)的配合，就能夠使用除砂筒油氣出口處的油氣沖擊并打散沉砂筒排砂口處的砂，相當(dāng)于能夠?qū)ε派翱谔幍纳笆┘酉蛳碌臄D壓力，進(jìn)而達(dá)到加快沉砂筒內(nèi)砂的排放速度的目的。另外，高壓管線由軟質(zhì)材料制成，還具有方便連接、安全性高和承受高壓的優(yōu)點(diǎn)。

二、旋流除砂器中，高壓管線內(nèi)的壓力較大，在高壓管線的兩端分別設(shè)置截止閥，能夠增加使用安全性。

三、本旋流除砂器中，通過設(shè)置在沉砂筒上部的壓力表，能夠?qū)崟r(shí)觀察沉砂筒內(nèi)的壓力，避免出現(xiàn)安全事故。

圖中標(biāo)號(hào)為：1、除砂筒，2、沉砂筒，3、手動(dòng)平板閘閥一，4、手動(dòng)平板閘閥二，5、截止閥，6、高壓管線，7、出砂口，8、油氣出口，9、壓力表，10、滑片

四、本旋流除砂器中，通過設(shè)置在沉砂筒內(nèi)壁上的多個(gè)向下傾斜的滑片，能夠打散沉砂筒內(nèi)堆積的砂，降低砂之間的緊密性，進(jìn)而有利于加快排砂速度。

3.結(jié)論

一、一種旋流除砂器能夠有效的除去地層返吐的沉砂。保證了地面設(shè)備的正常使用，進(jìn)而滿足了油井的正常開采。適應(yīng)于易出砂的油井，也適應(yīng)于常規(guī)井和頁巖氣井。

二、該裝置結(jié)構(gòu)合理，操作方便快捷，與現(xiàn)有的開采工藝技術(shù)配套，開采成本得到有效的控制?？裳娱L節(jié)流管匯和壓井管匯的使用壽命。具有較強(qiáng)的實(shí)用性和良好的推廣應(yīng)用前景。

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