专利名称：蒸汽引射加热式井口除砂器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种原油开采井口装置，具体涉及分离原油泥砂的旋流分离装置。
背景技术：
对于疏松砂岩油藏的开采，遇到的主要问题是油气井出砂，出砂危害着井下作业系统和地面集输系统，甚至影响油田的正常生产。如动力设备机、泵、阀等受到磨损，沿途管道、阀门易被损坏，分离器、脱水器等工艺处理器堵塞，仪器、仪表操作失灵等。采出液中含有大量的砂给油田地面集输系统带来很大的危害，导致原油脱水能力和效果的降低。
国内外已有的多相分离罐和大罐沉降除砂等方法，有的虽然不增加系统回压，但仍然解决不了砂对沿管线设备仪表、阀门的磨蚀及堵塞问题，人工清砂时，设备不能密闭正常运行，管理上满足不了油田连续生产的要求，排放的砂含油而污染环境。有的井只是在投产的近十几天里除砂，如果安装永久性除砂装置，势必造成资源浪费，因此，需要研制在线橇装式井口除砂装置，进行连续密闭在线除砂。
近二十年来，一些石油发达国家耗费大量人力、物力把混输管路作为一种新工艺加以研究。但迄今为止，对于这种油、气、水、砂的多相流，还没有成熟的、经得起实践检验的、精度较高的理论及计算方法。目前还没有能够随机灵活使用的在线井口除砂装置。
用旋流器进行固液分离是公知的技术，其基本原理是含有砂粒的液体以高速经进液管延线方向进入旋流器，在旋流器内产生很高的角速度。在同一角速度下，砂粒与液体因密度差而产生不同的离心力，密度大的砂粒因产生较大的离心力而被甩向旋流器的内壁，密度小的液体因产生较小的离心力而靠近旋流器中心。砂粒沿内壁螺旋式向下运动，最后由底流口排到积砂斗中。液体高速旋转而形成低压的螺旋形上升液流，经溢流口流入排液管中。砂粒沿内壁螺旋式向下运动，最后由底流口排到积砂斗。
中国专利92231265.6“原油集输中高效密闭除砂装置”公开了一种除砂装置，采用旋流分离器作为固液分离装置，将油水混合液与砂粒分离，在旋流分离器下面装有积砂排砂罐，将砂粒排出。
但对于粘度较大的油井出砂时，由于粘度作用，使流体在旋流器中旋转速度受到阻碍，而且砂粒受到的离心力不足以克服粘性阻力，因而砂粒不易甩向旋流器的内壁，难以与原油有效分离。现有的除砂器技术均不能解决此问题，使其在高粘度油井的应用受到限制。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不能适应高粘度原油除砂的缺点，本实用新型的目的是提供一种蒸汽引射加热式井口除砂器，能够加热降粘后再进行除砂，实现井口在线、密闭除砂的目的，同时满足安装灵活、移动方便的要求。
本实用新型的技术方案是一种蒸汽引射加热式井口除砂器，包括旋流器7，积砂斗8；其特征是还包括引射混合器1，所述的引射混合器1的一端是含砂原油的进口2，引射混合器1的另一端出口连接旋流器7的侧面入口，引射混合器1上开有蒸汽入口3；旋流器7下端的底流口连接积砂斗8，积砂斗8的下端开有排砂口。
含砂原油从进口2进入本装置，流入引射混合器，蒸汽从引射混合器上的蒸汽入口3通入，蒸汽与原油混合后使原油温度升高、粘度下降，降粘后的含砂原油流出引射混合器。
引射混合器1可以使用中国专利01259301.X“无界引射的蒸汽引射器”中公开的装置。也不排除使用任何公知或未公知的等同装置，只要其作用能够使蒸汽混合到原油中。
在引射混合器的出口之后还可以连接膨胀处理器4，膨胀处理器4的侧出口连接旋流器7的侧面入口。膨胀处理器一般是一个空腔容器罐，原油入口通常(但不限于)开在膨胀处理器的侧面，原油出口通常(但不限于)开在膨胀处理器的另一侧面。膨胀处理器的作用是使原油中所含的天然气等气体分离出来，以便提高旋流器的分离效果。
膨胀处理器4的上端接有天然气管5，天然气管5再连接到气液混合器6的气相入口，气液混合器6的液相入口连通旋流器7上端的原油出口。气液混合器可以使用公知的常规产品，其作用是使天然气重新混合到原油中，一起输送出去。
旋流器7上端的原油出口，通过加压泵10连接到总出口11。除砂后的原油从旋流器溢出后，为更好地进入后面的集输系统，经过加压送出本装置。加压泵10可以使用公知的常规油泵；电机可以采用防爆型，以适应油井现场的安全要求。
膨胀处理器4的下端装有阀门12，该阀门出口连接排砂管9；积砂斗8下端的排砂口也装有阀门，该阀门出口也并联到排砂管9。通过阀门将分离出来的砂粒排出本装置。为使用方便，旋流器7与积砂斗8之间也可以设置阀门。所有阀门均可以是常规的，如球阀、闸阀、蝶阀等。
本装置还包括底盘，各部件联接后，整体固定在底盘上，底盘可以用可拆卸方式联接到车辆或地基上。整套井口除砂器装置可以安装在机动车辆上，直接开到现场；也可以安装在带轮子的底盘上，拖动到现场使用；需要时，在现场还可以将底盘放置到地基上，用地脚螺栓固定。整套装置可以灵活地搬运和安装。
本实用新型的有益效果是有效去除原油中的砂粒，可以做到无染污排放，对长输管线起到了全面防护做用，大大延长了管线、阀门等的使用寿命。对于稠油井，采用蒸汽引射加热的方式除砂。解决了部分井短期除砂的需求，安装灵活，移动方便。装置运行成本低，操作简单，整体运行可靠。
图1是蒸汽引射加热式井口除砂器的系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本实用新型。本实用新型的范围不受这些实施例的限制，本实用新型的范围在权利要求书中提出。
一种蒸汽引射加热式井口除砂器，包括引射混合器1、膨胀处理器4、旋流器7、积砂斗8，含砂原油从引射混合器一端进入，引射混合器上开有蒸汽入口3，引射混合器的另一端出口连接膨胀处理器4的侧面入口，膨胀处理器是一个容器罐，其出口在另一侧面，连接旋流器7的侧面入口；旋流器下端的底流口连接积砂斗8，积砂斗的下端开有排砂口；膨胀处理器4的上封头接有天然气管5，天然气管再连接到气液混合器6的气相入口，旋流器上端的原油出口连通气液混合器的液相入口；气液混合器的液相出口连接加压泵10，加压泵出口连接到总出口11。
膨胀处理器4的下端装有球阀，即阀门12，该阀门出口连接排砂管9；积砂斗8下端的排砂口也装有球阀，该阀门出口也并联到排砂管9。通过阀门将分离出来的砂粒排出本装置。
本装置还包括底盘，各部件联接后，整体固定在底盘上，底盘下面有地脚螺栓孔，用于与车辆或地基联结。
本实施例用于井口的原油在线除砂，原油中含砂量为3％，原油粘度为2000～3000mPa·s(50℃)，油气比为1∶1，效果可以达到除砂效率≥90％；除砂粒径≥75μm；压力损耗≤0.05～0.15MPa；出砂不带油污及水。
权利要求1一种蒸汽引射加热式井口除砂器，包括旋流器[7]，积砂斗[8]；其特征是还包括引射混合器[1]，所述的引射混合器[1]的一端是含砂原油的进口[2]，引射混合器[1]的另一端出口连接旋流器[7]的侧面入口，引射混合器[1]上开有蒸汽入口[3]；旋流器[7]下端的底流口连接积砂斗[8]，积砂斗[8]的下端开有排砂口。
2根据权利要求1所述的蒸汽引射加热式井口除砂器，其特征是所述的引射混合器[1]的出口连接膨胀处理器[4]，膨胀处理器[4]的侧出口连接旋流器[7]的侧面入口；膨胀处理器[4]的上端接有天然气管[5]，天然气管[5]连接到气液混合器[6]的气相入口，气液混合器[6]的液相入口连通旋流器[7]上端的原油出口。
3根据权利要求2所述的蒸汽引射加热式井口除砂器，其特征是所述的旋流器[7]上端的原油出口，通过加压泵[10]连接到总出口[11]。
4根据权利要求3所述的蒸汽引射加热式井口除砂器，其特征是所述的膨胀处理器[4]的下端装有阀门[12]，该阀门出口连接排砂管[9]；所述的积砂斗[8]下端的排砂口也装有阀门，该阀门出口也并联到排砂管[9]。
5根据权利要求4所述的蒸汽引射加热式井口除砂器，其特征是还包括底盘，所述的各部件联接后固定在底盘上，底盘可以用可拆卸方式联接到车辆或地基上。
专利摘要本实用新型涉及一种原油开采井口装置，具体涉及分离原油泥砂的旋流分离装置。包括引射混合器、旋流器、积砂斗，引射混合器的一端是含砂原油的进口，引射混合器的另一端出口连接旋流器的侧面入口，引射混合器上开有蒸汽入口；旋流器下端的底流口连接积砂斗，积砂斗的下端开有排砂口。本实用新型能有效去除原油中的砂粒，大大延长管线、阀门使用寿命，尤其适合稠油井。装置移动方便，操作简单，运行可靠，成本低。本实用新型用于石油开采领域。
文档编号E21B33/03GK2823536SQ20052011212
公开日2006年10月4日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者石在虹, 李晓明, 吴宁, 王琳 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院