專利名稱：天然氣氣井氣砂分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于天然氣井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣氣井氣砂分離裝置。
技術(shù)背景 氣井出砂會影響氣井的正常生產(chǎn)和產(chǎn)量。砂粒從地層進(jìn)入井筒，會在各個(gè)流動過程中沉積，從而造成砂埋氣層，井筒堵塞，地面管線和集氣站等設(shè)備積存大量沉砂，降低了氣井產(chǎn)量，常被迫起油管清除砂堵、沖洗砂埋油層、清理地面管線和地面設(shè)備。不管是沖砂解堵、清理管線、維修設(shè)備，都嚴(yán)重影響了氣井的正常生產(chǎn)，降低了氣井的生產(chǎn)時(shí)率，增加大量的生產(chǎn)成本。壓裂氣井在排壓裂液過程中或者投入正常生產(chǎn)后，如果流體攜帶少量壓裂砂流入井筒沉入井底，或者被氣流帶出地面，會快速沖蝕地面油嘴、閥門及生產(chǎn)管網(wǎng)，造成設(shè)備工程事故，危及安全生產(chǎn)。沉于井筒的支撐砂粒掩埋射孔井段，限制了氣井產(chǎn)能，無法正確評價(jià)壓裂效果。要徹底解決采出物含砂對集輸管道和設(shè)備的磨損以及對環(huán)境的污染，需要在氣嘴上游安裝井口地面除砂分離設(shè)備，達(dá)到低產(chǎn)氣井除砂、死井復(fù)活及減少管道腐蝕，提高集輸工藝的技術(shù)水平。氣井出砂還會造成設(shè)備的破壞，增加生產(chǎn)成本。地層砂的主要成分是二氧化硅(即石英)，硬度很高，是一種硬度很高的磨蝕劑。氣井產(chǎn)出流體中含有石英砂，會使設(shè)備嚴(yán)重磨損失效。對于地面設(shè)備(管線、地面閥門等設(shè)備)，會造成砂刺管線、地面閥門失靈等問題，從而不得不采取維修設(shè)備等措施。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目在于提供一種天然氣氣井氣砂分離裝置，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)μ烊粴饩畾怏w和沙粒進(jìn)行分離，使砂粒不會對地面設(shè)備產(chǎn)生破壞作用，可隨時(shí)排砂，能夠?qū)崿F(xiàn)出砂氣井安全生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種天然氣氣井氣砂分離裝置，包括橫向放置的多個(gè)沉砂筒I，在沉砂筒I的進(jìn)口端插入主流管2，所述主流管2的內(nèi)徑為沉砂筒I內(nèi)徑的1/2 1/5，在沉砂筒I的出口端上部插入前端封閉的主流出口管3，主流出口管3的中軸線高于沉砂筒I的中軸線,在主流出口管3插入沉砂筒I的上半圓弧面鉆有多個(gè)小孔9，在沉砂筒I的出口端下部插入引流輸砂管4，引流輸砂管4的中軸線低于沉砂筒I的中軸線且引流輸砂管4的內(nèi)徑小于主流出口管3的內(nèi)徑，引流輸砂管4插入沉砂筒I中的長度小于主流出口管3插入沉砂筒I中的長度，在所述沉砂筒I的出口端和其垂直方向放置有儲砂筒5，儲砂筒5上端接引流輸砂管4和儲砂筒出流管6，儲砂筒出流管6上端接主流出口管3，引流輸砂管4插入儲砂筒5中的長度比儲砂筒出流管6插入的長度長。所述主流出口管3的內(nèi)徑和主流管2的內(nèi)徑相同，所述天然氣井口捕砂裝置的沉砂筒I置于水箱7中，在水箱7下端設(shè)置有加熱裝置8。[0009]所述多個(gè)小孔9的數(shù)量和孔徑大小，需保證多個(gè)小孔9的總面積大于主流管2的內(nèi)截面積，并考慮到小孔的孔口流量收縮系數(shù)的影響。在所述引流輸砂管4上安裝有閥門10。所述儲砂筒5的上端和下端為開口，工作時(shí)，在上端和下端開口處用法蘭封堵。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)I、由于主流管2的內(nèi)徑為沉砂筒I內(nèi)徑的1/2 1/5，含砂天然氣從主流管2進(jìn)入沉砂筒I后，氣流速度下降大約為1/10.當(dāng)流體進(jìn)入沉砂筒后，由于速度降低，懸浮于流體中的砂粒大部分沉于沉砂筒的底部；由于在主流出口管3插入沉砂筒I的上半圓弧面鉆有多個(gè)小孔9，且主流出口管3的中軸線高于沉砂筒I的中軸線，水氣流將通過由下而上的運(yùn)動之后再進(jìn)入出口管線，這樣殘留在水氣流中的砂粒得到進(jìn)一步減少。2、由于主流出口管3的內(nèi)徑和主流管2的內(nèi)徑相同，所以，在整個(gè)捕砂過程中，流量不會發(fā)生變化，所以對正常的氣井生產(chǎn)量不構(gòu)成影響。3、由于本裝置通過氣體體積猝然放大，降低流速的方式，所以在沉砂筒I中釋放的氣體會吸收大量的熱量，為了防止產(chǎn)生冰堵，將本實(shí)用新型裝置的沉砂筒I置于水箱7中，在水箱7下端設(shè)置有加熱裝置8，保持氣流不會凍結(jié)產(chǎn)生冰堵。4、由于多個(gè)小孔9的數(shù)量和孔徑大小，需保證多個(gè)小孔9的總面積大于主流管2的內(nèi)截面積，并考慮到小孔的孔口流量收縮系數(shù)的影響，使水氣流通暢并達(dá)到防砂的目的。5、由于在引流輸砂管4上安裝有閥門10，且儲砂筒5的上端和下端為開口，工作時(shí)，在上端和下端開口處用法蘭封堵，因此實(shí)用新型裝置在清理砂粒時(shí)不需將引流輸砂管4和儲砂筒5拆卸，并且本實(shí)用新型裝置在工作的時(shí)候，都能夠清理砂粒。

圖I為本實(shí)用新型主視剖視圖。圖2為本實(shí)用新型俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型一種天然氣氣井氣砂分離裝置，包括橫向放置的多個(gè)內(nèi)徑為198mm沉砂筒I,在沉砂筒I的進(jìn)口端插入內(nèi)徑為62_主流管2,在沉砂筒I的出口端上部插入前端封閉的內(nèi)徑為62mm主流出口管3，主流出口管3插入沉砂筒I內(nèi)的長度為1000mm，主流出口管3的中軸線高于沉砂筒I的中軸線30_，在主流出口管3插入沉砂筒I的上半圓弧面鉆有多個(gè)小孔9，多個(gè)小孔9的數(shù)量和孔徑大小，需保證多個(gè)小孔9的總面積大于主流管2的內(nèi)截面積，并考慮到小孔的孔口流量收縮系數(shù)的影響，本實(shí)施例鉆有3mm直徑的小孔450個(gè)；由于砂粒沉在沉砂筒底部，必須是沉砂筒底部有一定的流速。流速過大，會使帶入出口管線的砂粒增多；流速過小，會使沉砂筒堆滿砂粒，不能得到及時(shí)清除，為此，在沉砂筒I的出口端下部插入內(nèi)徑為30_的引流輸砂管4，引流輸砂管4的中軸線低于沉砂筒I的中軸線30mm，引流輸砂管4插入沉砂筒I中的長度為0 10mm，在所述沉砂筒I的出口端和其垂直方向放置有儲砂筒5，儲砂筒5上端接引流輸砂管4和儲砂筒出流管6，儲砂筒出流管6上端接主流出口管3，引流輸砂管4插入儲砂筒5中的長度比儲砂筒出流管6插入的長度長。由于引流作用使沉砂筒I底部具有沿軸線方向的流速，沉積于沉砂筒I中的砂粒將沿底部向前推移，并通過引流輸砂管4進(jìn)儲砂筒5，同時(shí)防止因流速過大而被渦流重新帶入主流出口管3，本實(shí)用新型裝置放置在支撐架11上。本實(shí)用新型的工作原理為將本裝置通過法蘭聯(lián)接在采氣井口出口端，開井后井內(nèi)氣體攜帶砂礫通過井口進(jìn)入本裝置，氣體通過進(jìn)口法蘭經(jīng)主流管2進(jìn)入沉砂筒1，由于沉砂筒I的管內(nèi)截面積大于主流管2的管內(nèi)截面積，使氣流速度下降，懸浮于氣流中的砂粒大部分沉于沉砂筒I的底部，氣體則由下而上通過主流出口管3上半圓弧面的多個(gè)小孔進(jìn)入主流出口管3，沉于沉砂筒I底部的砂粒通過引流輸砂管4進(jìn)入儲砂筒5，砂量到達(dá)一定容積后，關(guān)閉引流輸砂管4上的閥門，拆下儲砂筒5兩端的堵頭清理砂粒?！?br> 權(quán)利要求1.一種天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于包括橫向放置的多個(gè)沉砂筒(I)，在沉砂筒(I)的進(jìn)口端插入主流管(2)，所述主流管(2)的內(nèi)徑為沉砂筒(I)內(nèi)徑的1/2 1/5，在沉砂筒(I)的出口端上部插入前端封閉的主流出口管(3)，主流出口管(3)的中軸線高于沉砂筒(I)的中軸線，在主流出口管(3)插入沉砂筒(I)的上半圓弧面鉆有多個(gè)小孔(9)，在沉砂筒(I)的出口端下部插入引流輸砂管(4)，引流輸砂管(4)的中軸線低于沉砂筒(I)的中軸線且引流輸砂管(4)的內(nèi)徑小于主流出口管(3)的內(nèi)徑，引流輸砂管(4)插入沉砂筒(I)中的長度小于主流出口管(3)插入沉砂筒(I)中的長度，在所述沉砂筒(I)的出口端和其垂直方向放置有儲砂筒(5 )，儲砂筒(5 )上端接弓I流輸砂管(4 )和儲砂筒出流管(6 )，儲砂筒出流管(6 )上端接主流出口管(3 )，引流輸砂管(4)插入儲砂筒(5 )中的長度比儲砂筒出流管(6)插入的長度長。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于所述主流出口管(3)的內(nèi)徑和主流管(2)的內(nèi)徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于所述天然氣井口捕砂裝置的沉砂筒(I)置于水箱(7)中，在水箱(7)下端設(shè)置有加熱裝置(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于所述多個(gè)小孔(9)的數(shù)量和孔徑大小，需保證多個(gè)小孔(9)的總面積大于主流管(2)的內(nèi)截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于在所述引流輸砂管(4)上安裝有閥門(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天然氣氣井氣砂分離裝置，其特征在于所述儲砂筒(5)的上端和下端為開口，工作時(shí)，在上端和下端開口處用法蘭封堵。
專利摘要天然氣氣井氣砂分離裝置，包括多個(gè)沉砂筒，在沉砂筒進(jìn)口端插入主流管，所述主流管內(nèi)徑為沉砂筒內(nèi)徑的1/2～1/5，在沉砂筒出口端上部插入前端封閉的中軸線高于沉砂筒的中軸線的主流出口管，在主流出口管插入沉砂筒的上半圓弧面鉆有多個(gè)小孔，在沉砂筒出口端下部插入引流輸砂管，其中軸線低于沉砂筒中軸線且其內(nèi)徑小于主流出口管內(nèi)徑，引流輸砂管插入沉砂筒中的長度小于主流出口管插入沉砂筒中的長度，在沉砂筒的出口端和其垂直方向放置儲砂筒，儲砂筒上端接引流輸砂管和儲砂筒出流管，儲砂筒出流管上端接主流出口管；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)μ烊粴饩畾怏w和沙粒進(jìn)行分離，使砂粒不會破壞地面設(shè)備，可隨時(shí)排砂，能夠?qū)崿F(xiàn)出砂氣井安全生產(chǎn)。
文檔編號E21B43/34GK202786164SQ20122042904
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者李文濤, 李耀剛, 葉小闖, 鳳榮輝, 張松濱, 孫紅, 王云剛, 宋博 申請人:西安市丹佛爾電子科技有限責(zé)任公司