三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置的制作方法

本实用新型涉及各种液体中固体过滤分离清理回收领域，特别涉及一种三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置。

背景技术：

随着各油田勘探开发的不断发展，低成本战略，降本增效，安全环保清洁生产等成为油田十二五规划发展的重要战略。在油气田储层改造过程中离不开液体技术，有液体的施工就会产生残液、反排液、放喷液，同时由于施工工艺的不同，水利喷砂射孔等技术都会产生固废、废液等，清洁生产成为新环保法油气田开发的一个新课题，液体回收再利用成为储层改造过程一个重要手段。

目前井下作业施工过程中，压裂过程中喷射返出液携带的喷射砂、放喷排液过程中地层返出液含有的支撑砂，液体在经过现场多级沉砂罐沉淀分离后继续回收利用，但是沉淀在罐内的砂粒需要人工进行清理，水平井每段压裂完成后需进行人工进行水冲和罐底部需要人工配合清理，人员劳动强度大，清理不彻底，安全隐患大。

技术实现要素：

为了克服现有水平井每段压裂完成后需进行人工进行水冲和罐底部需要人工配合清理，人员劳动强度大，清理不彻底，安全隐患大的问题，本实用新型提供一种三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置，本装置采用三级过滤挡板，过滤精度高，且通过螺旋输送机输送出泥沙，送出的泥沙进行后续处理方便，节省了人工劳力。

本实用新型采用的技术方案是：

三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置，包括罐体、一级过滤挡板、二级过滤挡板和三级过滤挡板，所述的一级过滤挡板、二级过滤挡板和三级过滤挡板从前向后依次设置在罐体底部，所述罐体前端与一级过滤挡板之间的罐底设有一级漏斗，所述的一级漏斗下出口与罐底间连接有一级螺旋输送机；所述一级过滤挡板和二级过滤挡板之间的罐体底部设有二级漏斗，所述的二级漏斗下出口与罐底间连接有二级螺旋输送机；所述罐体内设有进液管，所述的进液管的出液口位于一级漏斗的正上方；所述罐体的后端罐底设有回收泵。

所述的一级过滤挡板高于二级过滤挡板，二级过滤挡板高于三级过滤挡板。

所述一级过滤挡板上均匀布有5mm的通孔；所述二级过滤挡板和三级过滤挡板上均匀布有2mm的通孔。

所述一级螺旋输送机通过减速器与防爆电机连接，所述减速器位于一级漏斗的下方；二级螺旋输送机通过减速器与防爆电机连接，所述减速器位于二级漏斗的下方。

所述的一级过滤挡板、二级过滤挡板和三级过滤挡板中均涂摸PTFE防蜡耐油不沾材料。

所述的一级漏斗和二级漏斗结构相同，单个漏斗宽度为罐体的宽度，长度1-3米，漏斗使用2-6mm钢板制作，且漏斗底部坡度为30-60º。

所述的进液管一端位于罐体的后端面上，进液管与水平方向的夹角为2-10°；所述的进液管横穿过三个过滤挡板，其出液口位于一级漏斗的正上方。

所述的一级螺旋输送机和二级螺旋输送机机构相同，均为绞龙输送机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过螺旋输送机，将分离出固体颗粒清理出罐外并回收，最终达到过滤分离回收目的。利用三级过滤板对液体彻底分离后，安全的将固体砂粒排除罐外并进行输送回收。利用露珠荷叶效应，在三级过滤板中涂膜进口PTFE不沾防蜡耐油不沾材料，解决过滤孔眼被井内反排液中含蜡、原油、化工料堵塞。大大降低人工劳动强度，缩短清砂时间，除砂泵安全的将罐内沉淀砂清理并通过输送带回收至车上，实现现场施工清洁生产，现场废液、固废不落地等环保要求。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置结构示意图。

图2为本装置的俯视结构示意图。

图中，附图标记为：1、回收泵；2、三级过滤隔板；3、二级过滤隔板；4、防爆电机；5、摆线针轮减速；6、一级螺旋输送机；7、进液管；8、一级过滤隔板；9、罐体；10、一级漏斗；11、二级漏斗；12、二级螺旋输送机。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有水平井每段压裂完成后需进行人工进行水冲和罐底部需要人工配合清理，人员劳动强度大，清理不彻底，安全隐患大的问题，本实用新型提供一种如图1、图2所示的三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置，本装置采用三级过滤挡板，过滤精度高，且通过螺旋输送机输送出泥沙，送出的泥沙进行后续处理方便，节省了人工劳力。

三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置，包括罐体9、一级过滤挡板8、二级过滤挡板3和三级过滤挡板2，所述的一级过滤挡板8、二级过滤挡板3和三级过滤挡板2从前向后依次设置在罐体9底部，所述罐体9前端与一级过滤挡板8之间的罐底设有一级漏斗10，所述的一级漏斗10下出口与罐底间连接有一级螺旋输送机6；所述一级过滤挡板8和二级过滤挡板3之间的罐体9底部设有二级漏斗11，所述的二级漏斗11下出口与罐底间连接有二级螺旋输送机12；所述罐体9内设有进液管7，所述的进液管7的出液口位于一级漏斗10的正上方；所述罐体9的后端罐底设有回收泵1。

本装置中，通过三个过滤挡板将罐体9分为四个部分，三个挡板分为三次过滤区，一级过滤挡板8与罐体9前端形成的一级过滤区，这个过滤区通过罐底设置的一级漏斗10，将从进液管7进入的液体在罐体顶部垂直流入一级漏斗10，这样的罐体中间就能观察到进入的液体的含砂情况。进入一级漏斗10后的含沙液体，通过漏斗的倾斜面进入一级螺旋输送机6，将固体颗粒旋转送出，而液体则通过一级过滤挡板8进入二级过滤区。进入二级过滤区的液体接着进行过滤，过滤出的固体颗粒通过二级螺旋输送机12送出，液体则通过二级过滤挡板3进入一级过滤区，这样过滤后的液体基本不携带任何固体颗粒。最终经过三级过滤挡板2后，通过回收泵回收过滤后的液体备用。

罐体9的前端面与一级过滤挡板8之间形成了第一级过滤区，二级过滤挡板3与一级过滤挡板8之间形成第二级过滤区，三级过滤挡板2与二级过滤挡板3形成第三级过滤区，通过这样的三级过滤，不能装置在自动清砂由原来的人工除砂1小时降低到5至8分钟，降低职工在风险环境中的暴露时间，降低职工的劳动力，同时将底层返出的固体支撑砂回收利用，按照每方石英砂500元的价格，每段施工井可回收2方，按照2015年陇东项目部完成压裂860层计算，全年可回收1700方砂，结余支撑剂费用85万。环保价值贡献最大，三级过滤式沉砂罐双级螺旋除砂装置在5个现场使用以来，实现现场施工无漏液，达到清洁生产的目的。

实施例2：

基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述的一级过滤挡板8高于二级过滤挡板3，二级过滤挡板3高于三级过滤挡板2。

所述一级过滤挡板8上均匀布有5mm的通孔；所述二级过滤挡板3和三级过滤挡板2上均匀布有2mm的通孔。

所述的一级过滤挡板8、二级过滤挡板3和三级过滤挡板2中均涂摸PTFE防蜡耐油不沾材料。三个过滤挡板阻挡了固体u颗粒进入下一级过滤，同时挡板上的网孔能及时让液体流过，保证整个装置的安全进行。

实施例3：

基于上述实施例的基础上，本实施例中，如图2所示，所述一级螺旋输送机6通过减速器5与防爆电机4连接，所述减速器5位于一级漏斗10的下方；二级螺旋输送机12通过减速器5与防爆电机4连接，所述减速器5位于二级漏斗11的下方。

两个螺旋输送机型号均为GX325*1.05米型，截面为U型，绞龙长度为1-2.5米，绞龙上方需设置用直径0.8-1.5mm钢筋制作的防护网并设置固定措施；螺旋输送机转速为20-80转/分钟及比匹配的减速器，电机功率3-8KW；实现机械自动清砂螺旋输送机，沉砂区域设计倒梯形结构，使砂粒自动滑落至螺旋输送机里，螺旋在电机带动下将沉砂自动清除罐外，罐外设计输送带将砂粒进行回收。

减速器5安装在漏斗的下方，深度为设备长度，漏斗全部满焊，漏斗靠减速器5一侧为双层钢板,中间有密封材料,焊接在靠螺旋一侧的钢板上,焊后试水无渗露。减速器5舱用角钢与钢板网制作护窗，减速器5电机壳体需有接地装置。

防爆控制柜4，集中控制排液泵与螺旋输送机电机，对电机有过载保护，并配备相序倒顺开关，防爆控制柜4进线端安装防爆插头（规格为立铂牌5芯100A无火花固定式防爆插头），防爆插头在控制柜外的部分有护罩进行保护，控制柜里面的防爆插头有防护措施，电机电源线走线时需使用与电缆规格匹配的镀锌管进行保护。

所述的一级螺旋输送机6和二级螺旋输送机机构相同，也可以为绞龙输送机。同时在螺旋输送机入砂口加装护网，防止人员进入罐内时，损伤人员脚等部位。

实施例4：

基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述的一级漏斗10和二级漏斗11结构相同，单个漏斗宽度为罐体9的宽度，长度1-3米，漏斗使用2-6mm钢板制作，且漏斗底部坡度为30-60º。

本实用新型中，通过三个过滤挡板将罐体9分为三个过滤区，每个过滤区下端为沉砂区，一级漏斗10对应的一级沉砂区域2米，二级漏斗对应的二级沉砂区域2米，在这两个区域各安装一台螺旋输送机，沉砂区域制作倒梯形结构的漏斗，使沉砂自动滑落至螺旋输送机里，螺旋在电机带动下将沉砂自动清除罐外。

在第一、二级过滤区底部制作漏斗装置，单个漏斗宽度为罐体宽度，长度1-3米，漏斗使用2-6mm钢板制作，漏斗位置在螺旋输送机上方，漏斗底部坡度为30-60º，并用角钢在漏斗外部进行加强支撑；漏斗底部设置可拆卸更换的过滤板（直径100-200mm过滤挡板，网孔直径为2-6mm）；在罐体9端部死角位置安装的过滤装置需用4＂套管引出罐外,并安装4＂蝶阀与4＂由壬头，用于漏斗区域过滤液体直接排放到罐体外；漏斗及配件装配焊接后需打磨光滑并喷漆。

由于沉砂区域为钢板焊制的相对密封的倒梯形状的漏斗，截面为U型的螺旋输送机其U型螺旋槽上部有胶皮密封，下部液体无法排除，故在斜面上设置一过滤孔板（或设置一连通各沉砂区域的4寸管线，并用细网包裹，起到过滤砂子作用），以使得沉砂区的液体能够排出，由于在斜面下部有部分液体，所以在沉砂罐后部设置一4寸排液口，方便液体排出并回收利用。

所述的进液管7一端位于罐体9的后端面上，进液管7与水平方向的夹角为2-10°；所述的进液管7横穿过三个过滤挡板，其出液口位于一级漏斗10的正上方。

分级过滤区宽度与罐体一致。第一级过滤区长度为1-3米，过滤板顶部高度为1.2-2.2米，过滤挡板厚度为1-8mm网孔直径5-10mm；第二级过滤区长度为1-3米，顶部高2.1米，过滤挡板厚度1-3mm网孔直径1-5mm，漏斗以下部分不设过滤板，以便后期清砂；第三级过滤区距第二级1-1.6米，高度1.2-1.9米，过滤挡板厚度1-5mm网孔直径1-3mm。

本实施例中采用的尺寸为：一级过滤区和二级过滤区均长2米，三级过滤区长1.5米。一级过滤挡板2和二级过滤挡板3上布的网孔为2mm的孔，三级过滤挡板8上布的网孔为5mm的孔，其高距罐顶300mm。二级过滤挡板3高2100mm，一级过滤挡板2高1900mm；进液管7的进口端距罐底1100mm。

在图1中，井筒返排液通过进液管7进入一级过滤区中，返排液通过一级过滤挡板8进行第一级过滤，经过一级过滤液体进入第二级过滤挡板3过滤，再通过三级过滤挡板2进行过滤进入第三级净化罐中，分离彻底后的液体通过回收泵1回收利用。此时一级过滤档板8将大量固体石英砂隔离在第一沉积去通过启动一级螺旋输送机6将沉砂清理出罐外，罐外的输送带将石英砂回收，一级过滤不彻底的液体，在经过二级过滤挡板3后，将上一级未过滤的沙粒过滤，此时按照第一级操作规程启动二级螺旋输送机12将剩余砂粒清除，在及时将12和一级螺旋输送机6打开清理沉砂，每级罐底设计成具有35-60°的斜面，在斜面处各设置一个2-8mm目直径为10-30cm的滤板，及时将沉积区的液体从罐底部分离回收，最终实现彻底分离沉降清理和回收的目的。

本实用新型的目的是快速实现液体中固体颗粒分离，及时回收利用返出液，其安全的将液体分离出来的固体颗粒进行清理回收，减少施工用液，降低劳动强度，实现安全环保施工。