一种气体钻井排砂管线出口岩屑分离装置技术领域
本实用新型涉及石油与天然气气体钻井技术领域，更具体地涉及一种气体钻
井排砂管线出口岩屑分离装置。
背景技术
气体钻井是欠平衡钻井技术的重要分支，它利用空气、氮气、天然气及柴
油机尾气等作为循环介质，在钻井过程中，极大地降低了井底岩石的压持效应，
实现了真正意义上的欠平衡钻井。将气体压缩后泵入井底，进行井底清洗和携
带破碎岩屑，和常规钻井相比，有能够大幅提高机械钻速，缩短钻井周期、有
效避免常规钻井液对储层的伤害，提高油气井产能等优点。目前气体钻井工艺
中，井底钻头破碎后的岩屑，在高速气流携带下，从井底沿井筒环空返排至地
面，通过排砂管线直接排放到污水池中，或者直接排放到放喷池放燃。排砂管
线出口处安装有喷水除尘器，可以一定程度上除去返排岩屑，但是由于返排携
岩气体速度很快，携岩气体中岩屑与喷水除尘器喷出的水接触时间短，除尘效
果很差，从现场实际情况来看，还有很多细小的岩屑颗粒随着高速气体弥漫到
空气中，造成粉尘污染。因此，如果能够将排砂管线出口处携岩气体进行分离
净化，则可大大减小环境污染。
针对如何处理排砂管线返排的岩屑，减少其对环境的污染问题，目前主要
的方法是：依靠降尘水分离，温杰,罗整,吴琦,蒋杰,洪家树,陈国柱,黄杰.气体
钻井岩屑分离系统设计[J].钻采工艺,2013,05:74-76+91+15.提出，采用两级
分离，首先利用湿式、重力、惯性除尘原理除去大颗粒和部分细颗粒，然后采
用湿式原理除去较细岩屑。但是文中提及的使返排的高速携岩气体与注入的液
体充分混合，形成流体，是整个气体钻井岩屑分离系统的前提，如何使高速携
岩气体与注入的液体充分混合，文中并未提及。
中国专利申请号CN200810116311，公布号CN101624900A提出了一种气体循
环钻井工艺系统及其方法。在此专利中，提出了对井口返排的携岩气体经过一
级惯性快分系统、二级旋风分离系统的分离，最后通过过滤器的三级分离的方
案。岩屑经过一级惯性快分系统、二级旋风分离系统后，残余的岩屑对过滤器
损害作用很小，有效解决了直接利用过滤器使用时间短的问题。但是，由于地
层的复杂性，在气体钻井过程中，可能钻遇水层，自由水随着携岩气体进入该
系统，会形成粘度较高的泥饼粘附在器壁上，影响一级惯性快分系统和二级旋
风分离系统的性能，如果进入过滤器，则有可能造成过滤器堵塞，降低分离效
果，更会加快器件的损坏。
目前气体钻井返排出的携岩气体中岩屑的分离方法不理想，处理不及时而
形成的粉尘对井场附近环境污染严重。气体钻井技术日趋成熟，应用规模不断
扩大，随着环保要求不断提高，现有的除尘方法已不能满足环保要求，并且国
内很多井场离居民区很近，因此迫切需要研究出气体钻井岩屑分离效率高的装
置，以提高气体钻井环保性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现场无法有效分离排砂管线返排出的岩屑，提
供一种高效环保的气体钻井排砂管线出口岩屑分离装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种气体钻井排砂管线出口岩屑分离装置，该装置包括排砂管线、箱体、
钢丝网、梯形底座、储水罐、注水泵、注水通道、高压喷嘴、排砂泵和气体出
口；所述箱体左端连接排砂管线，右端连接气体出口，下端安装有排砂泵，上
端为注水通道，所述高压喷嘴位于注水通道下方，并与注水通道连通，注水通
道通过管线与储水罐连接，注水通道与储水罐之间安装有注水泵；箱体内部安
装有钢丝网，钢丝网下部为梯形底座。
进一步的是，所述钢丝网包括钢丝、钢丝截面和钢丝网孔隙，钢丝网孔隙
最大直径为0.5mm。
进一步的是，所述钢丝截面由钢丝芯和钢丝套构成，钢丝套为耐磨合金材
料制成。
本实用新型的有益效果在于：在工作时，储水罐的水在注水泵作用下，使
水流入注水通道，通过高压喷嘴向箱体内部流入，排砂管线中的岩屑进入箱体
后，在钢丝网的阻碍下，速度逐渐降低，与水充分混合后，形成泥浆流向箱体
底部，最后通过排砂泵排出箱体，分离后的气体由气体出口流出；本实用新型
结构简单，操作方便，环保高效，避免堵塞，能有效分离排砂管线中的岩屑。
附图说明
图1是本实用新型一种气体钻井排砂管线出口岩屑分离装置的主视结构示
意图；
图2是图1中钢丝网的结构示意图；
图3是图2中钢丝截面的结构示意图。
图中所示：1.排砂管线，2.箱体，3.钢丝网，4.梯形底座，5.储水罐，6.
注水泵，7.注水通道，8.高压喷嘴，9.排砂泵，10气体出口，31.钢丝，32.钢
丝截面，33.钢丝网孔隙，321.钢丝芯，322.钢丝套。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明：
如图1所示，一种气体钻井排砂管线出口岩屑分离装置，包括排砂管线1、
箱体2、钢丝网3、梯形底座4、储水罐5、注水泵6、注水通道7、高压喷嘴8、
排砂泵9和气体出口10，所述箱体2左端连接排砂管线1，右端连接气体出口
10，下端连接有排砂泵9，上端为注水通道7，所述高压喷嘴8位于注水通道7
下方，并与注水通道7连通，注水通道7通过管线与储水罐5连接，注水通道7
与储水罐5之间安装有注水泵6；箱体2内部安装有钢丝网3，钢丝网3下部为
梯形底座4。
如图2所示，钢丝网3包括钢丝31、钢丝截面32和钢丝网孔隙33，钢丝
网孔隙33直径大小可根据具体排砂管线1中岩屑的直径大小而调整，能够避免
堵塞，可调整的钢丝网孔隙33最大直径为0.5mm。
如图3所示，钢丝31内部为钢丝芯321，外部为钢丝套321，钢丝套321
为耐磨合金制成，可以耐高强度的冲刷，延长使用寿命。
本实用新型具体实施步骤如下：打开注水泵6，将储水罐5中的水通过管线
进入注水通道7，高压喷嘴8将注水通道7内的向箱体2内高速注入，排砂管线
1中的岩屑进入箱体2后，钢丝网3对高速岩屑起阻碍减速作用，在钢丝网3的
阻碍下，岩屑速度逐渐降低，与箱体2中的水充分混合后，形成泥浆流向箱体2
底部，最后通过排砂泵9排出箱体，分离后的气体由气体出口10流出。
其中梯形底座4对钢丝网3起固定作用，钢丝网3内部产生的泥浆可以通
过梯形底座4的梯形面流向排砂泵9，可以加快泥浆流出的速度。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进
或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。