一种携砂气流排砂分离装置

本实用新型属于气体钻井地面排砂分离技术领域，具体涉及一种携砂气流排砂分离装置。

气体钻井，是以气体作为循环钻井液的一种欠平衡钻井方法，因其钻速快、成本低和对储层伤害低的显著特点而倍受人们关注。然而，气体钻井是将压缩气体压入钻杆，气流从井下钻头喷出后，携带岩屑从环空上返至地面。在环空上升的过程中，气流压力不断下降，气体不断膨胀，气流速度也随之迅速增大。到达地面排砂管线时，气流速度达到峰值，高速携砂气流势必对地面管线和设备造成严重的冲蚀。另外，这样的高速携砂气流直接排放必定造成环境污染。因此，需要进行必要的排砂分离。

目前，现场气体钻井工程中，通常向排砂管线掺水，并将管线出口引至排砂池，将砂、水、气混合物一并排放到池内。这种方法分离效果有限，且占用了较大的地面空间。实际使用中，还发现掺水加剧了排砂管出口的冲蚀。因此，设计一种既可以提高分离效率又可以节省现场空间的携砂气流排砂分离装置十分必要。

本实用新型所要解决的问题是针对现有气体钻井地面排砂分离存在的不足，提供一种占地面积小、分离效果好的携砂气流排砂分离装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种携砂气流排砂分离装置由箱体、竖挡流板、横挡流板、分流斜板、入口管、出砂管、出气管、入口阀门、出砂阀门、出气阀门组成。所述的箱体由六块钢板焊接而成，其底板为一斜板。竖挡流板、横挡流板和分流斜板都为钢板，宽度等于箱体的内宽，均焊接在箱体上。竖挡流板焊接在箱体的上表面内侧，横挡流板与竖挡流板垂直，位于竖挡流板中部。在横挡流板下方的箱体中部焊接有三块平行的分流斜板。在箱体左侧面上端设有入口管，入口管上安有入口阀门。在箱体左侧面下端设有出砂管，出砂管上安有出砂阀门。在箱体上表面右端设有出气管，出气管上安有出气阀门。

本实用新型还包括：

1、分流斜板与水平方向的夹角α为45°～60°，箱体的底板与水平方向的夹角β为10°～30°。

本实用新型由于采用以上技术方案，具有以下优点：

1、本实用新型占地面积小，分离效果好，可以满足气体钻井携砂气流的排砂分离要求；

2、本实用新型结构简单，安装方便，可移至不同场地反复使用，能大幅降低成本，避免环境污染。

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1的A-A剖视图

其中：1、箱体；2、竖挡流板；3、横挡流板；4、分流斜板；5、入口管；6、出砂管；7、出气管；8、入口阀门；9、出砂阀门；10、出气阀门；11、底板。

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

本实用新型涉及一种携砂气流排砂分离装置，由箱体1、竖挡流板2、横挡流板3、分流斜板4、入口管5、出砂管6、出气管7、入口阀门8、出砂阀门9、出气阀门10组成。如图1、图2所示，所述的箱体1由六块钢板焊接而成，其底板11为一斜板。竖挡流板2、横挡流板3和分流斜板4都为钢板，宽度等于箱体1的内宽，均焊接在箱体1上。竖挡流板2焊接在箱体1的上表面内侧，横挡流板3与竖挡流板2垂直，位于竖挡流板2中部。在横挡流板3下方的箱体1中部焊接有三块平行的分流斜板4。在箱体1左侧面上端设有入口管5，入口管5上安有入口阀门8。在箱体1左侧面下端设有出砂管6，出砂管6上安有出砂阀门9。在箱体1上表面右端设有出气管7，出气管7上安有出气阀门10。

如图2所示，所述的分流斜板4与水平方向的夹角α为45°～60°，箱体1的底板11与水平方向的夹角β为10°～30°。

具体实施例：

一种携砂气流排砂分离装置的入口管5与上游排砂管线相接，使得携砂气流可以通过入口管5进入箱体1中。使用时，关闭出砂阀门9，打开出气阀门10和入口阀门8，携砂气流进入箱体1后首先撞击在竖挡流板2上，消耗了大部分动能，导致了流动变向。在携砂气流被迫向下流动的过程中，砂粒在重力的作用下加速沉降，大部分砂粒能够在这一阶段沉降至箱体1的底板11上。接着，气流携带余下的砂粒向右上方运动，受到分流斜板4的阻挡，砂粒撞击在分流斜板4上消耗了部分动能，在重力作用下将沿着分流斜板4的表面滑落至底板11。然后，气流继续向上流动，其中仍夹带的少量砂粒将受到横挡流板3的阻挡，再在重力的作用下沉降至底板11。最后，经过分离的气流绕过横挡流板3从箱体1右上端的出气管7流出。由于底板11为一斜板，可以将砂粒引至出砂管6附近堆积。待分离装置工作一段时间后，关闭入口阀门8，打开出砂阀门9，可以从出砂管6将分离出来的砂排出分离装置。然后，分离装置可再次投入使用。