一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇制造技术

本发明专利技术公开了一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，包括气液分离器、若干旋流除砂器、下筒体和用于输入固液气三相混合物的输入管；旋流除砂器上设置有用于连通输入管的第一进水口、用于连通气液分离器的溢流口和用于连通下筒体一端的排砂口，排砂口上设置有清理装置。本发明专利技术集高效旋流除砂、气液分离计量、排砂和反冲洗等多功能于一体；旋流除砂器设置有多个，能在不同气井工况下高效除砂，能够保证持续地除砂，且不影响气井产能；第一流量变送器和第二流量变送器的测量范围不同，分别对不同流量大小的气体进行测量，在保证测量的基础上，提高了计量的精度。提高了计量的精度。提高了计量的精度。

A high-efficiency sand removal, separation and metering integrated skid suitable for variable working conditions

【技术实现步骤摘要】
一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇


[0001]本专利技术涉及天然气除砂
，具体涉及一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇。

技术介绍

[0002]致密气藏(页岩气)通常采用大型加砂压裂后投产，因压裂返排不彻底和快速投产，导致排采期及正常生产过程中压裂砂排出，严重影响气井的正常生产、气井产量和地面设备与管线的安全。
[0003]现有技术中，除砂器和分离计量装置通常分开设置，且除砂器和分离计量装置适应工况范围狭窄，无法满足气井工况变化时的高效相分离和准确计量，从而影响气井的生产安全、动态分析的准确性及产能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种适应工况范围大的适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]提供一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，包括气液分离器、若干旋流除砂器、下筒体和用于输入固液气三相混合物的输入管；
[0007]旋流除砂器上设置有用于连通输入管的第一进水口、用于连通气液分离器的溢流口和用于连通下筒体一端的排砂口，排砂口上设置有清理装置；
[0008]气液分离器上设置有第一输气口、用于连通输入管和溢流口的第二进水口、用于连通下筒体另一端的排液口，第一输气口分别连通有第一流量变送器和第二流量变送器，第一流量变送器和第二流量变送器均连通输出管，第一流量变送器和第二流量变送器的测量范围不同；
[0009]输入管与第一进水口之间、输入管与第二进水口之间、溢流口与第二进水口之间、排砂口与下筒体之间分别设置有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；
[0010]气液分离器和下筒体内分别设置有第一反冲洗水管和第二反冲洗水管。
[0011]采用上述技术方案的有益效果为：旋流除砂器用于将砂从固液气三相混合物中分离出来，其中，固液气三相混合物从第一进水口进入旋流除砂器并将砂从中分离出来，分离出来的砂从排砂口排出，而剩余的液气两相混合物则从溢流口排出；气液分离器用于将液气两相混合物分离为液相和气相，其中，液气两相混合物从第二进水口进入气液分离器并将气相从液气两相混合物中分离出来，分离出来的液相从排液口排出，而气相则从第一输气口排出；下筒体用于收集排砂口排出的砂和排液口排出的液相；
[0012]旋流除砂器设置有多个，能在不同气井工况下高效除砂；当气井产出较少时，可打开少量的旋流除砂器；当气井产出较多时，可打开更多的旋流除砂器；
[0013]另外，旋流除砂器设置有多个，能够保证持续地除砂，且不影响气井产能；当工作
中的旋流除砂器的排砂口堆积较多砂时，可关闭该旋流除砂器同时打开另一旋流除砂器进行除砂；
[0014]输入管连通第二进水口，当气井不出砂时，液气两相混合物可直接由输入管输入气液分离器进行气液分离，减少处理工序，提高产能及生产效率；
[0015]第一流量变送器和第二流量变送器的测量范围不同，分别对不同流量大小的气体进行测量；当气体流量较大时，使用较大测量范围的流量变送器进行测量；当气体流量较小时，使用较小测量范围的流量变送器进行测量；从而在保证测量的基础上，提高了计量的精度。
[0016]排砂口上设置清理装置，用于清理排砂口，防止砂堵塞排砂口；第一反冲洗水管和第二反冲洗水管分别对气液分离器和下筒体进行冲洗，有利于气液分离器和下筒体的清理。
[0017]进一步地，旋流除砂器的内壁上均匀设置有若干凸起的半球体，溢流口的下端滑动设置有滤网，且滤网上设置有浮子。
[0018]采用上述技术方案的有益效果为：旋流除砂器的内壁上设置凸起的半球体，增大内壁与固液气三相混合物的接触面积，使固液气三相混合物沿内壁旋转运动时，一部分砂能够附着到凸起的半球体上，提高砂的分离效率；
[0019]滤网用于过滤细砂，避免细砂进入溢流口；但由于存在细砂堵住滤网的可能，因此将滤网滑动设置在溢流口上，且在滤网上设置浮子；当滤网上未附着砂时，滤网受浮子影响向上略微浮起，而当滤网上附着有砂时，滤网受重力影响会向下沉，使得滤网上的砂部分脱落，导致滤网又开始上浮；滤网的上下往复运动形成振动，使得滤网上附着的砂脱落，避免了细砂堵住滤网，保证旋流除砂器的正常运行。
[0020]进一步地，清理装置包括沿排砂口圆周方向均匀设置的若干直线驱动机构，直线驱动机构的输出端固定连接有滑块，滑块的运动方向与排砂口的高度方向相同，滑块沿运动方向均匀设置有若干组推拉组件；
[0021]每组推拉组件包括铰接在滑块上的两组滚轮，两组滚轮之间设置有刮杆，刮杆的中部铰接在排砂口上，且刮杆远离滚轮的一端延伸至排砂口内。
[0022]采用上述技术方案的有益效果为：直线驱动机构驱动滑块运动，使滑块上的滚轮推动或拉动刮杆绕排砂口上的铰接点转动；旋流除砂器使砂分离后，堆积在排砂口处的砂很容易因板结导致排砂口堵塞，而若干直线驱动机构同时驱动，使得多个刮杆同时刮动靠近排砂口侧壁处的砂，从而打破砂的板结状态，使得砂受重力影响自然下落；另外，滑块上沿运动方向上均匀设置若干组推拉组件，从而使不同高度的刮杆刮动不同高度的砂，确保防堵效果。
[0023]进一步地，刮杆的中部为圆形块，排砂口上设置有与圆形块相匹配的第一转动槽，第一转动槽的两端均设置有用于提供转动空间的第二转动槽，第二转动槽的两侧壁上均设置有行程开关，行程开关和直线驱动机构均电连接第一控制器。
[0024]采用上述技术方案的有益效果为：刮杆的中部为圆形块，排砂口上设置有与圆形块相匹配的第一转动槽，第一转动槽的两端均设置有用于提供转动空间的第二转动槽，使得刮杆能够顺利转动，且保证转动时刮杆的中部不会与排砂口之间产生间隙，从而避免旋流除砂器中的液体从此处流出；
[0025]而第二转动槽的两侧壁上均设置有行程开关，则有利于提高自动化程度，减少人为控制；当刮杆接触行程开关时，直线驱动机构反向运行，从而使得直线驱动机构的输出端上下往复运动，使得刮杆上下往复刮动。
[0026]进一步地，旋流除砂器的切线方向上设置有第三进水口，第三进水口设置在第一进水口的上方。
[0027]采用上述技术方案的有益效果为：旋流除砂器的切线方向上设置第三进水口，用于清洗旋流除砂器；当旋流除砂器需要清洗时，从第三进水口注入带有压力的水，使得水流沿旋流除砂器内壁旋转运动，进而冲洗掉附着在旋流除砂器内壁上的砂；而第三进水口设置在第一进水口的上方，避免第三进水口对进入固液气三相混合物的旋流运动产生影响。
[0028]进一步地，气液分离器的内腔中部竖向设置有若干填料板，第二进水口的一端设置有若干朝向填料板的通孔；第一输气口上设置有捕雾器。
[0029]采用上述技术方案的有益效果为：气液分离器的内腔中部竖向设置若干填料板，第一输气口上设置有捕雾器，有利于提高气液分离效率；第二进水口的一端设置有若干朝向填料板的通孔，使第二进水口中出来的液气两相混合物朝向填料板运动或流动，从而使液气两相混合物尽快进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，其特征在于，包括气液分离器(6)、若干旋流除砂器(4)、下筒体(19)和用于输入固液气三相混合物的输入管(1)；所述旋流除砂器(4)上设置有用于连通输入管(1)的第一进水口(401)、用于连通气液分离器(6)的溢流口(403)和用于连通下筒体(19)一端的排砂口(407)，所述排砂口(407)上设置有清理装置；所述气液分离器(6)上设置有第一输气口(603)、用于连通输入管(1)和溢流口(403)的第二进水口(601)、用于连通下筒体(19)另一端的排液口(606)，所述第一输气口(603)分别连通有第一流量变送器(10)和第二流量变送器(9)，所述第一流量变送器(10)和第二流量变送器(9)均连通输出管(13)，所述第一流量变送器(10)和第二流量变送器(9)的测量范围不同；所述输入管(1)与第一进水口(401)之间、输入管(1)与第二进水口(601)之间、溢流口(403)与第二进水口(601)之间、排砂口(407)与下筒体(19)之间分别设置有第一阀门(2)、第二阀门(5)、第三阀门(3)和第四阀门(24)；所述气液分离器(6)和下筒体(19)内分别设置有第一反冲洗水管(20)和第二反冲洗水管(21)。2.根据权利要求1所述的适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，其特征在于，所述旋流除砂器(4)的内壁上均匀设置有若干凸起的半球体(402)，所述溢流口(403)的下端滑动设置有滤网(405)，且所述滤网(405)上设置有浮子(408)。3.根据权利要求1所述的适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，其特征在于，所述清理装置包括沿排砂口(407)圆周方向均匀设置的若干直线驱动机构(406)，所述直线驱动机构(406)的输出端固定连接有滑块(410)，所述滑块(410)的运动方向与排砂口(407)的高度方向相同，所述滑块(410)沿运动方向均匀设置有若干组推拉组件；所述推拉组件包括铰接在滑块(410)上的两组滚轮(409)，两组所述滚轮(409)之间设置有刮杆(411)，所述刮杆(411)的中部铰接在排砂口(407)上，且所述刮杆(411)远离滚轮(409)的一端延伸至排砂口(407)内。4.根据权利要求3所述的适应变工况的高效除砂分离计量一体化橇，其特征在于，所述刮杆(411)的中部为圆形块(413)，所述排砂口(407)上设置有与圆形块(413)相匹配的第一转动槽，所述第一转动槽的两端均设置有用于提供转动空间的第二转动槽(412)，所述第二转动槽(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍登健，徐强，王艳香，张斌，肖林，刘涛，熊伟，刘长艳，谢永强，
申请(专利权)人：四川凌耘建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：