用于三相分离器的防沙装置的制作方法

本发明涉及油田勘探领域，特别涉及用于三相分离器的防沙装置。

背景技术：

随着我国石油工业的高速发展，油田采出气液混合物中高含沙和硫化氢，对特种设备在复杂工况下的密封可靠性提出了更高的要求，尤其是对于有毒、易燃易爆环境下具有液位调节功能导水管的密封结构，其耐压性能、密封性能、耐腐蚀性能受到严峻的挑战。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于三相分离器的防沙装置。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种用于三相分离器的防沙装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于三相分离器的防沙装置，所述防沙装置包括：

内筒；

外筒，所述内筒和外筒彼此可移动连接，在所述内筒的外壁与所述外筒的内壁之间形成环形间隙，在所述外筒的内壁上沿周长方向间隔地设置有第一凹槽和第二凹槽，所述外筒的底端与所述三相分离器的导水管连接；

第一密封件和第二密封件，所述第一密封件与所述第一凹槽配合以防止所述导水管中的沙粒通过所述环形间隙流出所述防沙装置，所述第二密封件与所述第二凹槽配合以防止液体通过所述环形间隙倒灌入所述导水管中；

控制装置，所述控制装置与所述内筒连接；

在使用时，根据所述导水管中的水位高度通过所述控制装置带动所述内筒在所述外筒的内腔中移动以调节所述防沙装置的高度。

进一步地，所述内筒和外筒均设置为圆筒形，且所述第一凹槽21和第二凹 槽均沿所述外筒的圆周方向设置在所述外筒的内壁上，所述第一密封件和第二密封件均为环形密封件。

具体地，在所述第二凹槽中沿圆周方向设置有环形突出部，且在所述第二密封件的外表面上沿圆周方向设置有用于容纳所述环形突出部的环形凹槽。

具体地，所述第二密封件包括彼此固定连接的第一密封部和第二密封部，所述第二密封部设置在所述第一密封部的下方，且所述环形凹槽设置在所述第一密封部上。

优选地，所述第一密封件的截面形状为圆形，所述第二密封件的截面形状为U形。

进一步地，所述第一密封件和第二密封件的第一密封部均为橡胶材料制成，所述第二密封件的第二密封部为金属材料制成。

进一步地，所述橡胶材料和所述金属材料均为耐腐蚀的材料。

优选地，制成所述第一密封件的橡胶材料为丁腈橡胶或者氟橡胶，制成所述第二密封件的第一密封部的橡胶材料为三元乙丙橡胶，所述金属材料为不锈钢或者镍合金。

进一步地，所述第一凹槽和第二凹槽沿所述外筒的轴向方向布置。

进一步地，所述防沙装置还包括彼此配合的用于限制所述内筒移动的上挡件和下挡件，所述上挡件的下端与所述外筒的上端固定连接，所述下挡件设置在所述外筒的内腔底部，所述内筒设置在所述上挡件与所述下挡件之间。

具体地，所述上挡件设置为倒L形的挡条，所述下挡件设置为环形挡板。

进一步地，所述上档件包括第一上档条和第二上档条，所述第一上档条和第二上档条分别设置在所述外筒的相对两侧。

进一步地，所述控制装置包括连接板和连接杆，所述连接板的一端与所述连接杆固定连接，所述连接板的另一端与所述内筒固定连接。

进一步地，所述连接板分别与所述连接杆和所述内筒的上端成一角度连接。

具体地，所述连接杆沿所述防沙装置的纵长方向延伸，

所述连接板包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板、第二连接板和第三连接板分别均匀间隔地设置在所述内筒的上端，

在使用时，所述连接杆带动所述内筒在所述外筒中沿所述防沙装置的纵长方向移动以调节所述防沙装置的高度。

进一步地，在所述外筒的底端外表面上设置有连接挡板，所述防沙装置通过所述连接挡板与所述导水管固定连接。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置能够通过密封前置结构防止了沙粒聚集和硫化氢腐蚀，结构简单，解决了困扰工程的难题；

(2)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置采用软硬双重密封结构，安全可靠；

(3)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置通过第一密封件来防止液体倒灌和第二密封件的预密封失效；

(4)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置中位于压力密封之前的第二密封件用来防止沙粒对密封圈损伤和硫化氢的应力腐蚀；

(5)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置中的第二密封件采用金属与橡胶的组合形式以保证在压力工况下的密封可靠；

(6)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置通过第一密封件和第二密封件组成的软硬双重密封组合，以实现防沙和复杂腐蚀工况下的密封可靠性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于三相分离器的防沙装置的结构示意图；

图2a是图1所示的外筒的结构示意图；

图2b是图2a所示的第一凹槽的结构示意图；

图2c是图2a所示的第二凹槽的结构示意图；

图3是图1所示的第二密封件的结构示意图；

图4是图1所示的第一密封件的结构示意图；

图5是图1所示的用于三相分离器的防沙装置的俯视图。

其中，100防沙装置，10内筒，11连接挡板，20外筒，21第一凹槽，22第二凹槽，31第一密封件，32第二密封件，321环形凹槽，323第一密封部，324第二密封部，40控制装置，41连接板，411第一连接杆，412第二连接杆，413第三连接板，42连接杆，51上挡件，511第一上挡件，512第二上挡件，52下挡件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例的用于三相分离器的防沙装置100。防沙装置100包括内筒10、外筒20、第一密封件31、第二密封件32和控制装置40。具体地，内筒10和外筒20彼此可移动连接，在内筒10的外壁与外筒20的内壁之间形成环形间隙，且在外筒20的内壁上沿周长方向间隔地设置有第一凹槽21和第二凹槽22，外筒20的底端与三相分离器的导水管(未示出)连接。第一密封件31与第一凹槽21配合以防止导水管中的沙粒通过环形间隙流出防沙装置100，同时第二密封件32与第二凹槽22配合以防止液体通过环形间隙倒灌入导水管中。控制装置40与内筒10连接，在使用时，根据导水管中的水位高度通过控制装置40带动内筒10在外筒20的内腔中移动以调节防沙装置100的高度。

在本发明的一个示例中，内筒10和外筒20均设置为圆筒形。当然本领域技术人员可以明白，内筒10和外筒20的形状还可以设置为长方形、锥形或者圆台形，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。第一凹槽21和第二凹槽22均沿外筒20的圆周方向设置在外筒20的内壁上，且第一凹槽21和第二凹槽22沿外筒20的轴向方向从上到下(防沙装置在图1页面中的上下方向)依次布置。

结合图2a至图2c所示，由于第一凹槽21和第二凹槽22为环形凹槽，因此与它们配合的第一密封件31和第二密封件32均为环形密封件。第一密封件31容纳在第一凹槽21中，用于防止液体倒灌和第二密封件的预密封失效；第二密封件32容纳在第二凹槽22中用于对导水管中的沙粒进行预密封，以防止沙粒对密封圈损伤和同时防止导水管中液体内的硫化氢对第一密封件和第二密封件的应力腐蚀。在第二凹槽22中沿圆周方向设置有环形突出部，且在第二密封件32的外表面上沿圆周方向设置有用于容纳环形突出部221的环形凹槽321。

结合图1、图3和图4所示，第二密封件32包括彼此固定连接的第一密封部323和第二密封部324。第二密封部324设置在第一密封部323的下方，且环形凹槽321设置在第一密封部323上。且第一密封件31的截面形状为圆形，第 二密封件32的截面形状为U形。现有技术中，在进行密封时只有一道O型密封结构，无防沙预密封，而由于沙粒聚集和含硫化氢等介质腐蚀的，容易引起O型密封结构的密封失效，从而导致导水管中的液体泄漏甚至造成安全事故。而本发明将通过将第二密封件32的截面形状设置为U形，使得第二密封件32与内筒10的接触面积增大，如图3所示的那样，第二密封件32与内筒10相接触的面为一长方形的截面，即面与面的接触，而不再是现有技术中点与面的接触，通过这样的设计使得第二密封件32与内筒10之间的承受压力和摩擦力的接触面较现有的O形密封结构的接触面的面积增大了许多；同时由于U型的设计，即第二密封件设计有环形凹槽321，使得环形凹槽321能够与第二凹槽22中的环形突出部相配合，使得当第二密封件受到导管内的液体的冲击时，能够牢固地连接在第二凹槽内，从而第二密封件32与外筒20之间的接触面能牢固地与内筒20连接，使得外筒20与内筒10之间的环形间隙仅通过第二密封件32就能实现良好的密封效果，进而通过U形密封件的设计使得密封性大大提高。

在本发明的另一示例中，内筒10和外筒20一般采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，其表面进行机械加工处理；而第一密封件31采用丁腈橡胶或者氟橡胶等耐腐蚀材料制成，第二密封件32的第一密封部323采用耐腐蚀的软质橡胶，如三元乙丙橡胶等材料制成，第二密封件32的第二密封部324采用不锈钢、镍合金等耐腐蚀的材料制成。第二密封件32通过采用金属与橡胶的组合形式设计，可以保证在压力工况下的密封可靠。

在本发明的还一示例中，防沙装置100还包括彼此配合的用于限制内筒移动的上挡件51和下挡件52。上挡件51的下端与外筒20的上端固定连接，下挡件52设置在外筒20的内腔底部，内筒10设置在上挡件51与下挡件52之间。

在本发明的一个示例中，上挡件51设置为倒“L”形的挡条，下挡件52设置为环形挡板。当然本领域技术人员可以明白，上挡件51可以设置为其它形状，例如S形，T形等，而下挡件52可以设置为挡块，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择或者等同替代，本示例仅是一种说明性示例，不应当理解为对本发明的一种限制。

在本发明的另一示例中，上档件51包括第一上档条511和第二上档条512，第一上档条和第二上档条分别设置在外筒20的相对两侧。当然本领域技术人员可以明白，上挡件51可以根据需要设置为1个、3个或者更多个，当然还可以 设置为一个整体的环形筒状，使环形筒的上端设置一圈环形突出部，用以限制内筒10向上移动的行程。

结合图1和图5所示，控制装置40包括连接板41和连接杆42。连接板41的一端与连接杆42固定连接，连接板41的另一端与内筒10固定连接。连接板41分别与连接杆42和内筒10的上端成一角度连接，且连接杆42沿防沙装置100的纵长方向延伸。具体地，连接板41包括第一连接板411、第二连接板412和第三连接板413，第一连接板411、第二连接板412和第三连接板413分别均匀间隔地设置在所述内筒的上端，例如相邻的第一连接板411分别与第二连接板412和第三连接板413成120°的夹角进行设置，且第一连接板411、第二连接板412和第三连接板413均与水平面成60°的夹角进行设计。在使用时，连接杆42带动内筒10在外筒20中沿防沙装置100的纵长方向移动以调节防沙装置100的高度。

在本发明的还一示例中，在外筒10的底端外表面上设置有连接挡板11，在使用时，防沙装置100的连接挡板11通过螺栓与导水管固定连接。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置能够通过密封前置结构防止了沙粒聚集和硫化氢腐蚀，结构简单，解决了困扰工程的难题；

(2)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置采用软硬双重密封结构，安全可靠；

(3)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置通过第一密封件来防止液体倒灌和第二密封件的预密封失效；

(4)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置中位于压力密封之前的第二密封件用来防止沙粒对密封圈损伤和硫化氢的应力腐蚀；

(5)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置中的第二密封件采用金属与橡胶的组合形式以保证在压力工况下的密封可靠；

(6)本发明提供的用于三相分离器的防沙装置通过第一密封件和第二密封件组成的软硬双重密封组合，以实现防沙和复杂腐蚀工况下的密封可靠性。

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