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申请/专利权人：大庆泓泰石油技术开发有限公司

摘要：一种注水管线旋流分离除砂装置，属于油田注水管线中携砂的旋流固液分离技术领域。本发明解决了现有的注水管线用过滤装置在工作过程中易堵塞或破损，需要经常停井清理或维修，从而浪费人力物力的问题，以及由于注水井压力高，拆装风险大，且频繁拆装易造成密封部位磨损失效泄漏的问题。所述进液管连通固接在壳体下部外侧，所述出液管连通固接在壳体上部外侧，所述螺旋组件竖直固设在壳体内，且进液管与出液管通过螺旋组件连通，所述排污阀竖直设置在壳体的底端且与壳体之间通过连接管连接。

主权项：1.一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：它包括壳体1、螺旋组件2、进液管3、出液管4以及排污阀5，所述进液管3连通固接在壳体1下部外侧，所述出液管4连通固接在壳体1上部外侧，所述螺旋组件2竖直固设在壳体1内，且进液管3与出液管4通过螺旋组件2连通，所述排污阀5竖直设置在壳体1的底端且与壳体1之间通过连接管6连接；壳体1上与进液管3连通的位置为进液口8，壳体1上与出液管4连通的位置为出液口9，所述螺旋组件2包括立柱21和螺旋板22，所述立柱21的顶端与壳体1顶端固接，所述螺旋板22固定绕设在立柱21上，螺旋板22通过立柱21和壳体1形成螺旋通道，螺旋通道的下端与进液口8连通，螺旋通道的上端与出液口9连通；螺旋板22侧壁与壳体1内壁之间存在间隙；排污阀5的顶端与连接管6之间通过法兰7固接。

全文数据：一种注水管线旋流分离除砂装置技术领域本发明涉及一种注水管线旋流分离除砂装置，属于油田注水管线中携砂的旋流固液分离技术领域。背景技术在油田生产过程中，经常需要对水井注入水中沙粒进行滤除，从而满足生产工艺对水质的要求。现有技术中使用的过滤装置主要是在水井注入端安装滤网式过滤器，这种过滤器有明显的缺陷：这种过滤器中的滤芯容易堵塞或破损，需要经常停井，清理过滤网滤砂，费工费事，工人劳动强度大，由于注水井压力高，拆装滤网存在很大安全风险，且频繁拆装也易造成密封部位磨损失效泄漏，同时滤网堵塞，造成注入管线截流，影响注入不达标，影响正常生产，也易造成管线憋压穿孔，造成安全隐患和正常生产，因此会产生大量的人力物力成本。发明内容本发明是为了解决现有的注水管线用过滤装置在工作过程中易堵塞或破损，需要经常停井清理或维修，从而浪费人力物力的问题，以及由于注水井压力高，拆装风险大，且频繁拆装易造成密封部位磨损失效泄漏的问题，进而提供了一种注水管线旋流分离除砂装置。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种注水管线旋流分离除砂装置，它包括壳体、螺旋组件、进液管、出液管以及排污阀，所述进液管连通固接在壳体下部外侧，所述出液管连通固接在壳体上部外侧，所述螺旋组件竖直固设在壳体内，且进液管与出液管通过螺旋组件连通，所述排污阀竖直设置在壳体的底端且与壳体之间通过连接管连接。进一步地，壳体上与进液管连通的位置为进液口，壳体上与出液管连通的位置为出液口，所述螺旋组件包括立柱和螺旋板，所述立柱的顶端与壳体顶端固接，所述螺旋板固定绕设在立柱上，螺旋板通过立柱和壳体形成螺旋通道，螺旋通道的下端与进液口连通，螺旋通道的上端与出液口连通。进一步地，螺旋板侧壁与壳体内壁之间存在间隙。进一步地，螺旋板的底端低于进液口设置，螺旋板的顶端高度位于出液口的顶端与底端之间。进一步地，所述壳体包括蜗壳、封头及沉砂漏斗，所述蜗壳呈筒状结构，所述封头盖设在蜗壳的顶端且与蜗壳固接，蜗壳与连接管之间通过沉砂漏斗连通固接。进一步地，沉砂漏斗同轴设置在立柱的正下方。进一步地，进液管与出液管均水平设置。本发明与现有技术相比具有以下效果：落入壳体底部及连接管内的沙泥经过一定时间，只需打开下方的排污阀排出即可，大大降低了更换维修的频率，不需要频繁拆装，有效避免了因频繁拆装造成的密封部位失效泄漏的情况，操作简单方便，维修更换时间短，大大缩短了维修和关井的时间，提高工作效率的同时，注入时率至少提高了0.05百分点；整个分离过程无需外用动力，无截流和压力损失，节能环保，解决原有滤网式过滤器除砂中造成的易堵塞或破损的问题，且只需在泵房一人管理和操作就可完成10-20口井的除砂过滤工作任务，无需工人往返于井场，与现有技术相比，工作效率提高了至少5倍，降低工人劳动强度。有效降低了生产费用，实现了“管理提升，降本增效”。附图说明图1为本申请的主视示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种注水管线旋流分离除砂装置，它包括壳体1、螺旋组件2、进液管3、出液管4以及排污阀5，所述进液管3连通固接在壳体1下部外侧，所述出液管4连通固接在壳体1上部外侧，所述螺旋组件2竖直固设在壳体1内，且进液管3与出液管4通过螺旋组件2连通，所述排污阀5竖直设置在壳体1的底端且与壳体1之间通过连接管6连接。排污阀5的顶端与连接管6之间，以及底端与下方管道之间分别通过法兰7固接，便于拆卸及安装。本申请安装在注水泵出口管线上，用于旋流分离除砂，根据液体与固体粒度和密度不同，利用离心力场、旋转沉降、重力-速度沉降原理进行固液分离。当液体在一定的压力下从进液管3切向进入壳体1内后，产生强烈的旋转运动，由于砂粒、液体密度不同，在离心力、向心力、浮力的作用下，使密度低的液体上升，由出液管4排出，密度大的砂粒杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿螺旋组件2的螺旋通道落入壳体1底部，继续向下落入连接管6内，完成一次沉降，液流从出液口9排出。锥体下部设有构件防止杂物向上泛起，从而完成一次沉降。落入壳体1底部及连接管6内的沙泥经过一定时间，只需打开下方的排污阀5排出即可，大大降低了更换维修的频率，不需要频繁拆装，有效避免了因频繁拆装造成的密封部位失效泄漏的情况，操作简单方便，维修更换时间短，大大缩短了维修和关井的时间，提高工作效率的同时，注入时率至少提高了0.05百分点；整个分离过程无需外用动力，无截流和压力损失，节能环保，解决原有滤网式过滤器除砂中造成的易堵塞或破损的问题，且只需在泵房一人管理和操作就可完成10-20口井的除砂过滤工作任务，无需工人往返于井场，与现有技术相比，工作效率提高了至少5倍，降低工人劳动强度。有效降低了生产费用，实现了“管理提升，降本增效”。壳体1上与进液管3连通的位置为进液口8，壳体1上与出液管4连通的位置为出液口9，所述螺旋组件2包括立柱21和螺旋板22，所述立柱21的顶端与壳体1顶端固接，所述螺旋板22固定绕设在立柱21上，螺旋板22通过立柱21和壳体1形成螺旋通道，螺旋通道的下端与进液口8连通，螺旋通道的上端与出液口9连通。所述螺旋板22的数量至少为一个，螺旋板22的数量为两个或两个以上时，多个螺旋板22由上到下依次固定绕设在立柱21上。螺旋板22侧壁与壳体1内壁之间存在间隙。随着液流沿螺旋通道不断旋转上升，旋转速度也越来越大，当接近壳体顶端时旋转速度达最大，而当液流刚刚通过壳体顶端时，运动速度由最大突然降到最小，瞬间最大速度是最小速度的12倍左右，在这个速度突变过程中，液流中的较小砂粒靠速度—重力沉降作用沿壳体1内壁和螺旋板22侧壁之间的间隙落入沉降漏斗，完成二次沉降过程。螺旋板22的底端低于进液口8设置，螺旋板22的顶端高度位于出液口9的顶端与底端之间。保证在进液时液体从进液口8顺利进入螺旋通道向上旋转，出液时液体顺利从出液口9流向出液管4。所述壳体1包括蜗壳11、封头12及沉砂漏斗13，所述蜗壳11呈筒状结构，所述封头12盖设在蜗壳11的顶端且与蜗壳11固接，蜗壳11与连接管6之间通过沉砂漏斗13连通固接。封头12上朝向螺旋组件2的一面为内侧面，该内侧面呈弧面结构。沉砂漏斗13下部设可设置其它构件防止杂污向上泛起，从而完成一次沉降。所述其它构件可以为水平装设在沉砂漏斗13底端的多孔板，杂污通过多孔板落入法兰连接管，防止出现杂污随旋流再次泛起。沉砂漏斗13同轴设置在立柱21的正下方。进液管3与出液管4均水平设置。工作原理：根据液体与固体粒度和密度不同，利用离心力场，旋转沉降、重力-速度沉降原理进行固液分离。液体在一定的压力下从进液管3切向进入壳体1内，由于螺旋组件2的作用产生强烈的向上旋转运动，由于砂粒、液体密度不同，在离心力、向心力、浮力的作用下，使密度低的液体上升，由出液管4排出，密度大的砂粒杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿螺旋组件2的螺旋通道落入壳体1底部，继续向下落入连接管6内，完成一次沉降；随着液流沿螺旋通道不断旋转上升，旋转速度也越来越大，当接近壳体顶端时旋转速度达最大，而当液流刚刚通过壳体顶端时，运动速度由最大突然降到最小，瞬间最大速度是最小速度的12倍左右，在这个速度突变过程中，液流中的较小砂粒靠速度—重力沉降作用沿壳体1内壁和螺旋板22之间的间隙落入沉降漏斗，完成二次沉降过程。经过两次沉降的液流从上方出液口9排出，整个沉降分离过程结束。落入沉降漏斗的沙泥经过一定时间，只需打开下端的排污阀5排除即可。

权利要求：1.一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：它包括壳体1、螺旋组件2、进液管3、出液管4以及排污阀5，所述进液管3连通固接在壳体1下部外侧，所述出液管4连通固接在壳体1上部外侧，所述螺旋组件2竖直固设在壳体1内，且进液管3与出液管4通过螺旋组件2连通，所述排污阀5竖直设置在壳体1的底端且与壳体1之间通过连接管6连接。2.根据权利要求1所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：壳体1上与进液管3连通的位置为进液口8，壳体1上与出液管4连通的位置为出液口9，所述螺旋组件2包括立柱21和螺旋板22，所述立柱21的顶端与壳体1顶端固接，所述螺旋板22固定绕设在立柱21上，螺旋板22通过立柱21和壳体1形成螺旋通道，螺旋通道的下端与进液口8连通，螺旋通道的上端与出液口9连通。3.根据权利要求2所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：螺旋板22侧壁与壳体1内壁之间存在间隙。4.根据权利要求3所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：螺旋板22的底端低于进液口8设置，螺旋板22的顶端高度位于出液口9的顶端与底端之间。5.根据权利要求2、3或4所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：所述壳体1包括蜗壳11、封头12及沉砂漏斗13，所述蜗壳11呈筒状结构，所述封头12盖设在蜗壳11的顶端且与蜗壳11固接，蜗壳11与连接管6之间通过沉砂漏斗13连通固接。6.根据权利要求5所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：沉砂漏斗13同轴设置在立柱21的正下方。7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的一种注水管线旋流分离除砂装置，其特征在于：进液管3与出液管4均水平设置。

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