水力提砂装置的制作方法

本实用新型涉及沉砂池排砂技术领域，特别涉及一种水力提砂装置。

背景技术：

在对疏松砂岩油藏的开采过程中，采出液中不可避免的携带部分砂粒。在通过原油集输系统包括的分离容器对采出液中携带的砂粒进行分离时，随着时间的累积，分离容器底部可能沉积较厚的砂粒，从而占据分离容器的部分内部空间，导致分离容器的分离效率降低。因此，可以定期对分离容器进行清砂、排砂处理。在对分离容器的清砂和排砂过程中，可以将分离容器内沉积的砂粒通过工艺管线清除至沉砂池，进而通过提砂装置对沉砂池内的携砂液中携带的砂粒进行处理。

相关技术中提供的提砂装置可以包括长轴液下泵和旋流除砂器，长轴液下泵可以置于沉砂池内，旋流除砂器可以置于沉砂池外。这样，通过长轴液下泵可以从沉砂池内抽吸携砂液，并排出至旋流除砂器，通过旋流除砂器实现对携砂液中砂粒和液体的分离。然而，在通过长轴液下泵对沉砂池内的携砂液进行抽吸的过程中，当沉砂池内的液位较低时，长轴液下泵的长轴可能发生震动，很容易造成长轴上的轴瓦发生破裂碾磨并产生高温，从而可能在高浓度油气环境下发生火灾爆炸。

技术实现要素：

为了避免在对沉砂池内的携砂液进行提砂处理时，由于高浓度的油气环境造成的安全隐患，本实用新型提供了一种水力提砂装置。所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种水力提砂装置，所述水力提砂装置包括：进液管、喷嘴、至少一个吸液管、混合聚集结构、喉管、扩散管和排液管；

所述混合聚集结构为密封的腔体结构，所述喷嘴位于所述混合聚集结构内部，所述进液管的排出口穿过所述混合聚集结构与所述喷嘴连接；

所述至少一个吸液管中每个吸液管的排出口与所述混合聚集结构连通，每个吸液管的轴向与所述进液管的轴向成第一预设角度；

所述喉管的一端与所述混合聚集结构连通，所述喉管的另一端与所述扩散管上内径小的一端连接，所述扩散管上内径大的一端与所述排液管的进液口连接。

可选地，所述水力提砂装置还包括壳体；

所述混合聚集结构、所述喉管和所述扩散管位于所述壳体内部，所述进液管的进液口位于所述壳体的外部，所述进液管的排出口穿过所述壳体与所述喷嘴连接，所述吸液管的吸液口位于所述壳体的外部，所述吸液管的排出口穿过所述壳体与所述混合聚集结构连通，所述排液管的进液口穿过所述壳体与所述扩散管上内径大的一端连接，所述排液管的排出口位于所述壳体的外部。

可选地，所述喷嘴的轴向与所述排液管的轴向、所述进液管的轴向相互平行。

可选地，所述喷嘴的轴向与所述喉管的轴向位于同一条直线上。

可选地，每个吸液管的吸液口的端面与轴向成第二预设角度。

可选地，所述至少一个吸液管的吸液口的高度不相同。

可选地，所述水力提砂装置还包括吸盘，每个吸液管的吸液口与所述吸盘连接。

可选地，所述喷嘴为圆台状结构，所述喷嘴的母线与轴向之间的夹角范围为10度-25度，所述喷嘴的上底面的直径范围为6毫米-12毫米。

可选地，所述吸液管的内径范围为25毫米-40毫米。

可选地，所述扩散管上内径大的一端的内径范围为80毫米-100毫米。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：本实用新型通过在液体沿进液管流经喷嘴时，在喷嘴的作用下产生喷射现象，从而在混合聚集结构内腔形成负压环境。之后，由于混合聚集结构内腔的负压环境，使沉砂池内的携砂液沿至少一个吸液管分别发生虹吸现象，抽吸沉砂池内的携砂液并排出至混合聚集结构。吸液管抽吸的携砂液和喷嘴喷射的液体在喉管内进行混合后，混合后的流体流经扩散管时，在扩散管的作用下将压力能转换成动能，以基于混合后的流体的自身能量沿排液管排出。该水力提砂装置避免了在对沉砂池内的携砂液进行提砂的过程中存在运转部件，排除了高浓度油气环境下的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的第一种水力提砂装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种水力提砂装置的结构示意图。

附图标记：

1：进液管；2：喷嘴；3：吸液管；4：混合聚集结构；5：喉管；6：扩散管；7：排液管；8：壳体；9：吸盘。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种水力提砂装置。参见图1，该水力提砂装置包括：进液管1、喷嘴2、至少一个吸液管3、混合聚集结构4、喉管5、扩散管6和排液管7。

混合聚集结构4为密封的腔体结构，喷嘴2位于混合聚集结构4内部，进液管1的排出口穿过混合聚集结构4与喷嘴2连接；至少一个吸液管3中每个吸液管3的排出口与混合聚集结构4连通，每个吸液管3的轴向与进液管1的轴向成第一预设角度；喉管5的一端与混合聚集结构4连通，喉管5的另一端与扩散管6上内径小的一端连接，扩散管6上内径大的一端与排液管7的进液口连接。

本实用新型通过将该水力提砂装置固定在沉砂池内，在流经进液管的液体流经喷嘴时，在喷嘴的作用下产生喷射现象，高速流动的液体带动混合聚集结构内腔的空气产生流动，从而在混合聚集结构内腔形成负压环境。之后，由于混合聚集结构内腔的负压环境，使得吸液管上与混合聚集结构连接的一端的压力小于另一端的压力，从而使沉砂池内的携砂液沿至少一个吸液管分别发生虹吸现象，抽吸沉砂池内的携砂液并排出至混合聚集结构。吸液管抽吸的携砂液和喷嘴喷射的液体在喉管内进行混合后，混合后的流体流经扩散管时，在扩散管的作用下将压力能转换成动能，以基于混合后的流体的自身能量沿排液管排出。该水力提砂装置避免了在对沉砂池内的携砂液进行提砂的过程中存在运转部件，排除了高浓度油气环境下的安全隐患。

其中，在液体流经喷嘴2时，为了保证喷嘴2对液体的喷射效果，以使混合聚集结构4的内腔形成足够的负压环境，喷嘴2可以为圆台状结构，且喷嘴2 的母线与轴向之间的夹角范围可以为10度-25度，喷嘴2上底面的直径范围可以为6毫米-12毫米。当然，喷嘴2除了可以为圆锥体结构，还可以为其他结构，只要可以在混合聚集结构4的内腔形成负压环境即可。

在混合聚集结构4的内腔的负压环境下，为了保证在吸液管3对沉砂池内的携砂液进行抽吸时能够达到更好的抽吸效果更好，避免在抽吸携砂液时的动力不足，吸液管3的内径范围可以为25毫米-40毫米。同时，为了避免在沉砂池内的携砂液不均匀时，至少一个吸液管3可能同时抽吸砂粒浓度较大的区域的携砂液，从而导致吸液管抽吸携砂液的动力小于携砂液的总重量，以致于无法实现对携砂液的抽吸。因此，可以将至少一个吸液管3的吸液口均匀分布在沉砂池内的不同的抽吸区域，也即是，至少一个吸液管3可以沿进液管1的径向均匀分布，且吸液管3的轴向与进液管1的轴向之间的第一预设角度的范围可以为30度-75度，以实现对沉砂池内不同区域的携砂液的抽吸，且扩大吸液管3在沉砂池内的抽吸区域。

在混合后的流体流经扩散管6时，为了保证混合后的流体流经扩散管6后，可以通过自身的动能沿排液管7排出至预设高度，扩散管6上内径大的一端的内径范围可以为80毫米-100毫米。其中，预设高度可以基于与该水力提砂装置连接的处理设备的高程进行设计，比如，该预设高度可以为4米、5米或6米等，本实用新型实施例对此不做限定。

在将该水力提砂装置固定于沉砂池内时，为了便于对该水力提砂装置的固定，避免长时间后该水力提砂装置发生晃动，参见图2，该水力提砂装置还可以包括壳体8；混合聚集结构4、喉管5和扩散管6位于壳体8内部，进液管1的进液口位于壳体8的外部，进液管1的排出口穿过壳体8与喷嘴2连接，吸液管3的吸液口位于壳体8的外部，吸液管3的排出口穿过壳体8与混合聚集结构4连通，排液管7的进液口穿过壳体8与扩散管6上内径大的一端连接，排液管7的排出口位于壳体8的外部。

在使用该水力提砂装置时，可以通过固定壳体8将该水力提砂装置固定在沉砂池内。其中，壳体8可以是密封的矩形结构，当然，也可以是通过支撑杆组成的框体矩形结构，或者其他形状的结构，本实用新型实施例对此不作限定。在通过壳体8固定该水力提砂装置时，优选地，壳体8上与沉砂池的接触端面为平面结构，从而增大固定该水力提砂装置时接触面积，以保证该水力提砂装置可以更稳定地固定在沉砂池内。

在固定该水力提砂装置时，参见图1或图2，喷嘴2的轴向与排液管7的轴向、进液管1的轴向可以相互平行，以降低在沉砂池内占用的空间，同时也可以降低壳体8的加工费用。当然，在液体经进液管1流向喷嘴2时，进液管1 的轴向与喷嘴2的轴向还可以成第三预设角度，从而减小液体在经进液管1流向喷嘴2时水力能量的损失。其中，第三预设角度可以预先进行设置，比如，第三预设角度可以为10度、20度或30度等，以在减小液体的水力能量的损失的同时，避免该水力提砂装置占用较大空间，增大壳体8的加工费用。

液体流经喷嘴2时在喷嘴2的作用下发生喷射现象，为了保证喷射后的液体可以更通畅的流至喉管5，参见图1，喷嘴2的轴向与喉管5的轴向可以位于同一条直线上，从而减小混合聚集结构4内液体流经至喉管5时造成的水力能量的阻力损失。

在每个吸液管3抽吸沉砂池内的携砂液时，由于沉砂池内液位越低的位置砂粒浓度可能越大，为了避免吸液管抽吸的携砂液的砂粒浓度较大时，导致携砂液的重力势能大于混合聚集结构4的内腔形成的负压环境产生的压力势能，从而无法实现对携砂液的抽吸。因此，参见图1或图2，每个吸液管3的吸液口的端面与轴向可以成第二预设角度，也即是，每个吸液管3的吸液口抽吸沉砂池内不同液位的携砂液，因此，优选地，每个吸液管3的吸液口的端面可以与喷嘴2的轴向平行。当沉砂池内携砂液的砂粒浓度较均匀时，也即是不存在携砂液的重力势能大于混合聚集结构4的内腔形成的负压环境产生的压力势能，每个吸液管3的吸液口的端面可以与喷嘴2的轴向垂直。

其中，第二预设角度可以基于第一预设角度进行预先设计，比如，当第一预设角度为45度时，第二预设角度的范围可以为45度-90度。

进一步地，为了扩大吸液管3在沉砂池内的抽吸区域，参见图1或图2，至少一个吸液管3的吸液口的高度可以不相同，以保证至少一个吸液管3抽吸沉砂池内不同液位的携砂液，增大吸液管3抽吸携砂液的抽吸区域。

在通过至少一个吸液管3抽吸携砂液时，为了扩大每个吸液管3的抽吸区域，参见图2，该水力提砂装置还可以包括吸盘9，每个吸液管3的吸液口与吸盘9连接。通过吸盘9扩大吸液管3的抽吸区域，从而提高了该水力提砂装置对沉砂池内携砂液的提砂效率。

本实用新型通过壳体将该水力提砂装置固定在沉砂内，在流经进液管的液体流经喷嘴时，在喷嘴的作用下产生喷射现象，从而在混合聚集结构内腔形成负压环境。之后，由于混合聚集结构内腔的负压环境，使沉砂池内的携砂液沿至少一个吸液管分别发生虹吸现象，抽吸沉砂池内的携砂液并排出至混合聚集结构，在通过吸液管的吸液口的吸盘扩大了抽吸区域，同时提高了该水力提砂装置的提砂效率。吸液管抽吸的携砂液和喷嘴喷射的液体在喉管内进行混合后，混合后的流体流经扩散管时，在扩散管的作用下将压力能转换成动能，以基于混合后的流体的自身能量沿排液管排出。该水力提砂装置避免了在对沉砂池内的携砂液进行提砂的过程中存在运转部件，排除了高浓度油气环境下的安全隐患，同时在至少一吸液管和吸盘的配合下提高了该水力提砂装置的提砂效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。