修井地面除砂器的制造方法
【专利摘要】修井地面除砂器，涉及油田修井液的地面过滤装置，包括支架、旋流器、漏斗、脱水器和收集器；在旋流器的侧壁设置入口，旋流器的上部设置溢流口，旋流器的下部设置出砂口；漏斗设置在旋流器出砂口的下方；在收集器的上方连接收集器外盖；脱水器包括斜向布置的多孔管，多孔管高的一端为进口、低的一端为出口，漏斗的出口与多孔管的进口相连通，在多孔管内设置筒状筛网，多孔管高的一端外周固定连接扇叶，旋流器的溢流口连接管道，管道的出口延伸至扇叶的上方；在收集器内通过隔板分隔成水槽和砂槽，在水槽上设置水槽出口，在砂槽上设置砂槽出口。本实用新型依靠修井液自身水动力，利用离心原理同步分离修井液中的固相杂质，并达到使用标准。
【专利说明】
修井地面除砂器
技术领域
[0001]本实用新型涉及油田修井液的地面过滤装置，尤其是油田修井施工，在磨、铣、套、冲砂、洗井等工序施工时，井底产生的固相是通过修井液带到地面，经地面设备过滤后，修井液返回井筒达到循环使用的目的。
【背景技术】
[0002]目前修井时修井液中的固相颗粒时主要采用在地面罐中沉淀过滤的方法，地面罐一般为6mX 2mX 1.2m的铁罐，中间有一道隔板。出口一般为水龙带的一端直接放入地面罐中，水泥车的上水管线放入地面罐的另一端，在地面罐中间不到6m的距离进行沉降固相颗粒。
[0003]在地面罐中以沉降过滤的方法分离修井液中的固相颗粒存在以下弊端。
[0004]1、沉降距离短。因为放入地面罐中的管线通常不会紧贴罐壁，一般会伸入至少
0.5m，进口和出口就是Im，所以在6m地面罐中沉降距离一般在5m以下。
[0005]2、水龙带出口修井液流速高，冲击力大。按出口排量为8L/s，水龙带的内径为30mm，可以算出出口最大初速度为I lm/s，在出口扩径和空气阻力减速后冲击力会减小，但在这种速度下冲击地面罐中的液体，使地面罐中的液体在罐中以一定的速度形成循环，使小颗粒固相沉降困难，大颗粒固相推向上水口端。
[0006]3、影响资料录取。由于返出的固相随修井液一起进入地面罐中，固相的返出时间和返出量在施工过程中不能及时、准确的观察和录取资料。
[0007]4、施工结束后清理地面罐的工作量大。地面罐必须将罐中的固相颗粒清理干净才能再使用，罐中的固相一般几十升到一千升都有，清理都是通过工人进入罐内清理，工作量大。
[0008]进入地面罐中的固相未沉降就有一部分会再次被上水口吸入进入井筒内，会有以下问题的产生。
[0009]1、二次冲洗或磨铣，增加工作量。固相颗粒反复的进入井筒内，对此固相重复的冲洗、磨铣。
[0010]2、堵钻具。在使用螺杆钻具时，再次入井的固相颗粒沉积堵住螺杆钻具，增加反洗井工序或者钻具被堵死后被迫起出钻具。
[0011]3、磨蚀井下工具。如使用螺杆钻具时，对螺杆钻具的定子和转子进行磨蚀，缩短螺杆钻具的使用寿命。
【发明内容】
[0012]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种固相杂质分离效果好的修井地面除砂器。
[0013]本实用新型的目的是这样实现的:修井地面除砂器，包括支架、旋流器、漏斗、脱水器和收集器;所述旋流器与支架连接，旋流器斜向布置且上大下小，在旋流器的侧壁设置入口，旋流器的上部设置溢流口，旋流器的下部设置出砂口 ；所述漏斗与支架连接并且设置在旋流器出砂口的下方;所述脱水器支撑在收集器的上方，在收集器的上方连接收集器外盖，脱水器设置在收集器外盖内；脱水器包括斜向布置的多孔管，多孔管高的一端为进口、低的一端为出口，所述漏斗的出口与多孔管的进口相连通，多孔管的两端与收集器接触处的横断面为多边形，在多孔管内设置筒状筛网，多孔管高的一端外周固定连接扇叶，所述旋流器的溢流口连接管道，管道的出口连接在收集器外盖上并延伸至扇叶的上方;所述收集器与支架连接，在收集器内设置隔板，隔板将收集器分隔成水槽和砂槽，砂槽设置在多孔管出口的下方，在水槽上设置水槽出口，在砂槽上设置砂槽出口。
[0014]本实用新型通过以上连接，各零部件的功能如下:
[0015]1、旋流器:井口返出的修井液进入旋流器，使修井液高速旋转，在离心力作用下，固相被甩向器壁，在修井液进入旋流器锥体部分后，流动断面逐渐缩小，外层修井液被挤压，压力大于内层修井液压力，外层修井液收缩压迫之下，内层修井液不得不改变方向转而向上流动，就形成了外层向下旋流和内层向上旋流的两种流向，两种流向的转变点速度为零，将零速的各点连结起来。形成杯形曲面，称为轴向零速包络面，包络面外的固相大颗粒和5-10%修井液从下部沉砂口甩出，包络面以内的固相小颗粒随修井液从上部溢流口带，出完成固相杂质的分离。
[0016]2、脱水器:因旋流器分离出固相时会一起带出10%的修井液，钻井是直接排入泥浆池中，但井下无泥浆池，无处可排，所以必须将固相彻底脱水，就需要设计一套辅助脱水工具。在多孔管内放入相应目数的筒状筛网，多孔管外加工一定数量的扇叶，多孔管两端可转动，在外部滚动接触面并加成粗糙面，整体以一定倾斜角度布置，组成脱水器系统，旋流器分离出的90%修井液以一定的速度冲击扇叶，使脱水器旋转并产生震动，旋流器分离出的固相与10%和液相混合体进入脱水器较高的一端，液相通过筛网过滤后，进入地面罐，固相就延着筛网从筛网的另一端排出完成过滤。
[0017]3、收集器:收集器是左右不等高的方形槽，分隔为水槽和砂槽，可以收集分隔的水和固体颗粒，同时也是支撑脱水器的支架;收集器出口做成大口径，减少水流对地面大罐的冲击。
[0018]4、收集器外盖:脱水器在旋转脱时修井液会四处飞溅，所以在收集器有加装一个盖子控制飞溅的修井液；同时对应脱水器叶片处的盖子上做一个连接器，与旋流器的溢流口用软管连接。
[0019]5、支架和漏斗:支架用于固定旋流器与收集器相应位置;漏斗用于旋流器出砂口固液的收集，然后进入脱水器进行脱水。
[0020]将本实用新型放置于15方地面大罐的顶部，高速流出的液井液进入旋流器，通过离心分离后，低固相修井液和原油从溢流口到收集器连接器处冲击脱水器叶片使脱水器旋转；10%的水和固相从旋流器出砂口，通过漏斗进入脱水器内部，脱水器旋转脱水并震动，固相向脱水器低处移动进入砂槽，修井液穿过筛网进入水槽，通过水槽出口进入地面大罐进行沉淀过滤。
[0021]本实用新型依靠修井液自身水动力，利用离心原理同步分离修井液中的固相杂质，并达到螺杆钻具对修井液的使用标准(含砂量小于1%)。
[0022]为了降低除砂器整体高度，旋流器的轴线与地面之间的夹角为30度。
[0023]为了提高固相向出口运移效果，多孔管的轴线与地面之间的夹角为10?25度，脱水器两端与收集器连接支点设计成多边形，旋转时产生振动。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的一种结构示意图。
[0025]图2为脱水器的分解图。
[0026]图3为图2中A-A向视图。
[0027]图4为图2中B-B向视图。
[0028]图5为收集器的结构示意图。
[0029]图6为图5中C向视图。
【具体实施方式】
[0030]如图1-6所示，修井地面除砂器，包括支架1、旋流器5、漏斗8、脱水器10和收集器9。
[0031]旋流器5与支架I连接，旋流器5斜向布置且上大下小，在旋流器5的侧壁设置入口3，旋流器5的上部设置溢流口 4，旋流器5的下部设置出砂口 7。旋流器5的轴线与地面之间的夹角为30度。
[0032]漏斗8与支架I连接并且设置在旋流器5出砂口7的下方。
[0033]脱水器10支撑在收集器9的上方，在收集器9的上方连接收集器外盖2，脱水器10设置在收集器外盖2内。脱水器10包括斜向布置的多孔管14，多孔管14的轴线与地面之间的夹角为15度，多孔管14高的一端为进口、低的一端为出口，漏斗8的出口与多孔管14的进口相连通，多孔管14的两端与收集器9接触处的横断面为多边形，在多孔管14内设置筒状筛网15,多孔管14高的一端外周固定连接扇叶16，旋流器5的溢流口 4连接管道6，管道6的出口连接在收集器外盖2上并延伸至扇叶16的上方。
[0034]收集器9与支架I连接，在收集器9内设置隔板12，隔板12将收集器9分隔成水槽11和砂槽13，砂槽13设置在多孔管14出口的下方，在水槽11上设置水槽出口 15，在砂槽13上设置砂槽出口 16。
【主权项】
1.修井地面除砂器，其特征在于:包括支架、旋流器、漏斗、脱水器和收集器;所述旋流器与支架连接，旋流器斜向布置且上大下小，在旋流器的侧壁设置入口，旋流器的上部设置溢流口，旋流器的下部设置出砂口；所述漏斗与支架连接并且设置在旋流器出砂口的下方；所述脱水器支撑在收集器的上方，在收集器的上方连接收集器外盖，脱水器设置在收集器外盖内；脱水器包括斜向布置的多孔管，多孔管高的一端为进口、低的一端为出口，所述漏斗的出口与多孔管的进口相连通，多孔管的两端与收集器接触处的横断面为多边形，在多孔管内设置筒状筛网，多孔管高的一端外周固定连接扇叶，所述旋流器的溢流口连接管道，管道的出口连接在收集器外盖上并延伸至扇叶的上方;所述收集器与支架连接，在收集器内设置隔板，隔板将收集器分隔成水槽和砂槽，砂槽设置在多孔管出口的下方，在水槽上设置水槽出口，在砂槽上设置砂槽出口。2.根据权利要求1所述的修井地面除砂器，其特征在于:所述旋流器的轴线与地面之间的夹角为30度。3.根据权利要求1所述的修井地面除砂器，其特征在于:所述多孔管的轴线与地面之间的夹角为10?25度。
【文档编号】E21B21/06GK205422598SQ201620263861
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】张进, 曹杉杉, 伏小蛙, 方文斌, 杨继云, 颜加旺
【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江苏油田分公司