油田地面除砂设备的应用
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科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术随着油田开发的不断深入，采出液含砂逐
年增加。
采出液的大量含砂对地面集输设备
造成极大的恶果，如增大管线传输阻力，堵塞
容器和管线，损坏设备等。
不解决出砂问题，
难以实现密闭集输。
油田上应用的除砂设备
有重力沉降、过滤除砂、离心除砂以及旋流器
除砂等几种形式。
１ 国内油田地面除砂设备
１．１ 井口除砂器［１］
１）结构紧凑的井口除砂器。
该除砂器将
多个旋流分离器装配在设计成标准部件和用
特种金属材料制成的压力容器中，使其能抵御
较高的设计压力，并能适应于分离器和节流器
处井液流束多变的特性。
２）ＰＧＳ压力管道式除砂器。
该除砂器由
砂液分离器、集砂斗、捕液器及液位控制器组
成，砂液分离器内部采用多级翼板组合构件，
在前端装有旋进式减阻头和布液孔板。
含油
泥砂在流体动力作用下被抛至多级翼板，并顺
板壁滑入集砂斗排出体外。
液中携带的天然
气由捕液器及液位控制器排至后段工艺，避免
气体干扰而影响除砂效果。
该装置体积小，可
根据工艺要求安装在采油井口、计量站、转油
站或联合站的工艺管道上。
设备运行压差小
于０．０２ＭＰａ，可采用手动或自动排砂，可与洗
砂装置相配套，实现除砂洗砂一体化，达到回
收原油，保护环境的目的。
１．２ 过滤除砂器［１］
１）筛网过滤除砂器。
含砂的油、气或水
的混合液自下部进入过滤器，经斜隔板碰撞后
由下向上流动，经上部筛网时，大于筛网的砂
子被阻挡，落入集砂槽内排出，通过筛网的油、
水或气从顶上出口流出，筛网网目可根据过滤
砂粒的大小确定。
２）过滤除砂分离器。
可用于含气量高和
含液低的场合。
分离器内设有滤砂管，不仅能
阻止气液中砂粒通过，且能把气体中的雾状液
体吸附，聚集成较大液滴，末端设有叶片或其
它除雾元件以除去聚结的液滴，并经管线汇入
设在分离器底部的液体回收罐。
１．３ ＣＳＱ－５６型除砂旋流器［２］
由中国石油大学（华东）研制，该除砂旋流
器的高效流量范围为１．５～３．８ｍ３／ｈ，压降０．
０２５～０．２５０ＭＰａ，能耗范围为１０．４～２６４．
０Ｗ，其结构简单，能耗低，除砂效率高，操作方
便，可连续除砂，间断排砂。
１．４ 无回压除砂装置［３］
由大港油田研究开发，该装置使油－水－
砂混合液在外加动力的作用下作旋流运动，分
离出来的泥砂直接进行搓洗后外排。
现场应
用证明，该装置基本实现无回压运行，除砂率大于９０％（粒径ｄ≥φ０．０４５ｍｍ），洗净砂含油小于１０００ｍｇ／ｋｇ。
与常规除砂洗砂技术相比，工程投资和运行费用低，流程简单，操作简便。
２ 国外油田地面除砂设备国外除砂器的形式有两大类：一类是过滤式或筛网式分离器；另一类是重力式分离器，包括射流除砂器、旋流除砂器和简单的沉降容器。
２．１ 旋流除砂器［４］旋流除砂器在美国、前苏联等已广泛应用于石油开采和油气集输处理工艺。
主要由旋流器和接在下面的储罐组成。
在离心作用下含水和砂的原油采出液液流按不同组分的密度进行分离，轻组分经排油管排出，砂和游离水等重组分流入储罐，定期外排。
储罐内砂和水的上部还有小部分油和乳化液，经放油管和放油阀输至排油管。
２．２ 过滤式分离除砂器［４］该除砂器为卧式。
在进口端装有折流板，能防止流体直接冲击过滤元件，有助于砂的分离。
出口具有防止液流气化的作用，避免液体气化引起的过滤效率降低。
当除砂器因堵塞或其它原因造成压力升高时，压力控制器可将控制阀打开，使采出液不进除砂器。
２．３ 重力式除砂器［４］该除砂器的工作原理是通过重力沉降改变液流速度和运动方向，除去原油采出液中的砂粒。
由重力式除砂器、抽砂泵和旋流器组成。
该装置对原油破乳、除砂采取了管道内破乳、改变液流速度与方向、热化学破乳、重力沉降、采出液经水层冲洗、低耗预沉降，及旋流器清砂等一系列有效的方法，取得了良好的使用效果。
２．４ 管式除砂器［５］墨西哥湾油田除砂体系包括两个出口除砂设备，一个装配在低压分离器的水出口，另一个装配在油出口以起到除砂作用。
分离出来的固体被收集、脱水，然后运送到一个处理装置进行彻底地脱水和处理。
为了最大程度地脱除油、水流中的含砂，在低压分离器的每个出口安装尺寸相同的管式除砂器，该除砂器导管尺寸为２０ｉｎ，外径为８２ｉｎ，总高度为１５０ｉｂ。
除砂器充当一个固定尺寸的孔口，在固定流速下，可以保持常压。
除砂器有一个回路，保证了生产的连续性。
３ 发展方向及建议我国油田产出砂的平均粒径大都在５０μｍ以上，可采用水力旋流器、过滤除砂装置等。
我国的设备制造厂基本上都可制造除砂器，但效果不理想。
国外除砂器既有单一的除
砂功能，也有油、气、水、砂多相分离功能。
旋流分离技术作为一种高效低成本的分离技术，正成为石油工业新型分离技术的热点，近几年在原油除砂中得到成功地应用。
除砂、洗砂技术的配套使用可有效解决采出液含砂对集输系统的影响，提高集输效率，延长设备使用寿命，对推动各油田的集输工艺技术发展起到积极作用。
采出砂的清除与处理需要综合治理。
对于出砂严重的油井，应在井口、计量站、接转站或集中处理站上安装一级或多级除砂器（旋流除砂器、过滤式除砂器和重力式除砂器）。
对于含砂较少的采出液可以只采用压力容器除砂技术。
采出砂的处理耗资大，对生产无直接影响，易被轻视，但从环保和长远的经济观点来看，应予充分地重视。
参考文献［１］ 项勇，刘志华，王万福等．油田集输系统除砂技术概括．油气田地面工程，２００３，２１（９）：７５．［２］ 倪玲英．井口除砂旋流器试验研究．石油矿场机械，２００２，３１（３）：２２－２４．［３］ 王万福．新型高效除砂装置的研究与应用．油气田环境保护，２００４，１１（１）：３３－３５．［４］ 卢建国，王勇．胜利油田与国内外石油专业技术水平调研（油田地面工程）．山东东营：胜利石油管理局勘察设计研究院，１９９９：１－３１．［５］ Ｃ Ｈ Ｒａｗｌｉｎｓ，Ｉ Ｉ Ｗａｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓａｎｄ－Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄＨａｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａ Ｇｕｌｆ ｏｆ ＭｅｘｉｃｏＯｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｆａｃｉｌｉｔｙ．ＳＰＥ Ｐｒｏｄｕｃ－ｔｉｏｎ ＆ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．２００１：１３４－１４０．油田地面除砂设备的应用
王金宏 李东阳
（北京石油机械厂 北京 １０００８３）
摘 要：随着油田开发的不断深入，采出液含砂逐年增加，给油气集输系统造成了一系列危害。
本文介绍了国内外油田地面除砂设备的应用现状，并指出今后的发展方向。
关键词：油田 旋流除砂器 过滤除砂器
中图分类号：ＴＱ０５１．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２００７）０９（ｃ）－００３５－０１。
