管道除砂裝置原理及結(jié)構(gòu)

發(fā)布日期：2024-11-22 15:00:03;瀏覽次數(shù)：0

原理：除砂裝置在一小管路流動(dòng)經(jīng)過(guò)一管徑較大管路時(shí)，利用流體擴(kuò)容減速原理，砂子重力沉降沉積，再通過(guò)濾筒過(guò)濾，從而將砂子過(guò)濾出來(lái)，保留在濾筒內(nèi)，然后定期手動(dòng)清理。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖：

氣體流動(dòng)部位圖

由上圖可以看出，氣體經(jīng)由進(jìn)口進(jìn)入除砂裝置，減速擴(kuò)容，DN65的口徑擴(kuò)徑到φ195，管線氣體流速減速至原來(lái)的九分之一，砂子任然以原來(lái)速度進(jìn)入過(guò)濾筒并做水平拋物線運(yùn)動(dòng)，砂子在過(guò)濾筒末端沉降積累，而氣體和液體則通過(guò)過(guò)濾筒進(jìn)入下一級(jí)管線。

濾筒的過(guò)濾直徑選擇

沉砂裝置過(guò)濾筒有多種選擇，考慮到氣井里主要是壓裂砂，而壓裂砂直徑在0.425到0.8mm之間，種過(guò)濾筒采用1.5毫米不銹鋼板卷筒焊接，然后在筒體表面采用線切割辦法，在筒體表面切割出

過(guò)濾筒表面濾條總計(jì)1088個(gè)，單個(gè)濾條面積是30.6×0.4=12.24mm²,總面積是1088×12.24=13317mm²而DN65管徑的流動(dòng)橫截面積只有3318mm2，則總過(guò)濾面積是橫截面積的13317÷3318=4倍，所以，氣體在通過(guò)過(guò)濾筒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)。即使過(guò)濾筒下部積滿到過(guò)濾筒一半時(shí)，過(guò)濾孔仍然是65管橫截面積的2倍，所以，過(guò)濾筒的沉砂安全容積能達(dá)到12升。氣體中的液體和砂粒首先沉降在過(guò)濾筒底部，液體則在砂粒層滲透到過(guò)濾筒外，和氣體一同進(jìn)入下一級(jí)管線中。

上圖中過(guò)濾筒底部積滿了砂，但是上半部分仍然能有效過(guò)濾

實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用及問(wèn)題

除砂裝置在長(zhǎng)慶采氣四廠作業(yè)一區(qū)運(yùn)用，正常使用過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)管線堵塞的情況，只是在清理沉積砂的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。

1過(guò)濾筒損壞

如圖

圖中過(guò)濾筒焊接及部分過(guò)濾條損壞，分析原因如下：

在清砂的過(guò)程中操作不當(dāng)引起過(guò)濾筒損壞

在清砂泄壓的過(guò)程中，高壓天然氣泄壓的過(guò)程中，由于沒(méi)有熱量損失的補(bǔ)充，裝置溫度降低，在一定溫度和壓力條件下，除砂裝置內(nèi)部產(chǎn)生大量天然氣水合物，造成容器內(nèi)水合物將過(guò)濾筒和容器管道充滿，如果操作不當(dāng)，在水合物沒(méi)有融化時(shí)強(qiáng)拉過(guò)濾筒出來(lái)，就會(huì)造成過(guò)濾筒薄壁上的除砂條和水合物刮擦，造成過(guò)濾筒形變損壞，從圖上可以看出和，損壞點(diǎn)基本位于除砂裝置出口與過(guò)濾筒垂直相交出

間下圖

見(jiàn)上圖綠色部分

在生產(chǎn)過(guò)程中不見(jiàn)砂在裝置中產(chǎn)生：

在采氣四廠的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)過(guò)濾筒內(nèi)就沒(méi)有過(guò)濾砂的情況。此種情況可能是由于砂的直徑小于過(guò)濾筒的過(guò)濾網(wǎng)直徑，針對(duì)這種情況，我們提供另一種不銹鋼多層復(fù)合燒結(jié)網(wǎng)板制作的過(guò)濾筒，該過(guò)濾筒由多層不銹鋼編制網(wǎng)經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成，過(guò)濾精度可10到300微米，可使用大氣流反吹清掃。強(qiáng)度大大高于不銹鋼板材切割的過(guò)濾筒，而且其韌性也高于他。

不見(jiàn)砂的原因也可能是以下原因：砂子進(jìn)入過(guò)濾筒后由于過(guò)濾筒內(nèi)是平滑的，砂子在氣流的沖擊下相互碰撞，大顆粒砂粒逐漸變小，從而透過(guò)過(guò)濾筒進(jìn)入下級(jí)管路，從而過(guò)濾失敗。解決此種情況的方法是，我們?cè)诓讳P鋼多層復(fù)合燒結(jié)網(wǎng)板過(guò)濾筒內(nèi)層，加裝一層大孔網(wǎng)板套筒，讓進(jìn)入的砂在網(wǎng)板套筒夾層內(nèi)，從而讓砂子一進(jìn)入過(guò)濾筒就沉降下來(lái)，不會(huì)產(chǎn)生相互碰撞和研磨的情況，從而將砂粒過(guò)濾下來(lái)。結(jié)構(gòu)如下圖：

圖中紅色部分為不銹鋼多層燒結(jié)網(wǎng)板，卷筒而成的過(guò)濾筒，其過(guò)濾直徑為50微米，內(nèi)部套裝不銹鋼沖孔板，（黑色部分為沖孔板卷筒），邊緣紅色和黑色之間的夾層可以將砂子固定住。由此即可驗(yàn)證砂粒是否碰撞變小，從而透過(guò)濾網(wǎng)的假設(shè)。

不銹鋼復(fù)合燒結(jié)網(wǎng)：

不銹鋼燒結(jié)復(fù)合網(wǎng)是一種新型過(guò)濾材料，由不銹鋼編織網(wǎng)經(jīng)過(guò)一定組合、疊加、再經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成，它綜合了不銹鋼纖維燒結(jié)氈（JSF）編織網(wǎng)（JN）和粉末燒結(jié)多孔材料（JSS）的特性，強(qiáng)度高、耐沖洗、反吹性能優(yōu)異、成本低、耐高溫、耐腐蝕、透氣性能遠(yuǎn)優(yōu)于粉末燒結(jié)多孔材料，可隨意制作各種形狀的濾芯、濾片等。。

不銹鋼燒結(jié)復(fù)合網(wǎng)（JSW）自誕生以來(lái)，以其優(yōu)異的綜合性能，短短十年的時(shí)間里，已在化工、化纖、石油、天然氣、能源、航天、航空、環(huán)保等領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用。特別是在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家更是獲得青睞。在化工領(lǐng)域，替代透氣性差，過(guò)濾壓差較大的不銹鋼粉末燒結(jié)濾芯，可降低系統(tǒng)壓力，節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行成本；在油脂過(guò)濾方面，特別是在要求較高的變壓器油、液壓油方面，由于其孔徑穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生由于壓力變化而使濾材孔徑變化，從而導(dǎo)致污染物脫落發(fā)生二次污染的現(xiàn)象，可以替代孔徑易變化的編織網(wǎng)；在化纖領(lǐng)域，可用其替代昂貴的粉末燒結(jié)濾材和強(qiáng)度較低、不易反沖清洗地不銹鋼纖維燒結(jié)氈；在石油、天然氣領(lǐng)域，過(guò)濾含硫的石油和天然氣，可比不銹鋼纖維氈使用壽命更長(zhǎng)；在煤炭領(lǐng)域，可替代粉末燒結(jié)濾板，耐磨性更好，使用壽命更長(zhǎng)；在環(huán)保領(lǐng)域，替代針刺氈做除塵濾袋，更易于反沖，使用溫度更高，可達(dá)550℃……

產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)

1.過(guò)濾精度高，孔隙穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生孔徑隨壓力變化而改變的現(xiàn)象，可靠性高。

2.濾芯由保護(hù)網(wǎng)和高精度網(wǎng)組成，初始阻力較小；強(qiáng)度和剛性極好，安裝和使用簡(jiǎn)單，維護(hù)方便；反吹和再生性能良好。

3.耐腐蝕性能良好，可耐一般的酸堿和有機(jī)物腐蝕，特別適用于含硫氣體、高溫蒸汽過(guò)濾。

4.耐高溫性能好，使用溫度可達(dá)550℃。

5.可進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械加工，也可切割、焊接。

應(yīng)用范圍

氣動(dòng)元件氨氣、氨水過(guò)濾

甲醇過(guò)濾聚酯過(guò)濾

天然氣過(guò)濾蒸汽、高溫燃?xì)膺^(guò)慮

液壓油過(guò)濾油田注水過(guò)濾

食用油過(guò)濾蛋白質(zhì)過(guò)濾