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油田現(xiàn)用纖維過濾器技術分析

閱讀:659發(fā)布時間:2014-1-17

油田現(xiàn)用纖維過濾器技術分析
1. 纖維球過濾器
纖維球過濾器有非壓緊式和機械壓緊式2種。
(1) 非壓緊式纖維球過濾器該型過濾器濾料較散亂,緊密度不高,抗污能力不強,過濾精度不高,其過濾水質指標:進口水質含油質量濃度≤50 mg/L,懸浮物質量濃度≤50 mg/L,出口水質含油質量濃度≤10 mg/L,懸浮物質量濃度≤5 mg/L,一般用作粗過濾器。非壓緊式纖維球過濾器結構見圖1。

該型過濾器過濾時濾液高進低出,反洗時反洗水低進高出,反洗水不間斷,清水消耗量大;攪拌槳葉采用標準直葉片或斜葉片,對濾料傷害大,槳葉一般不反轉,使纖維球和水流同向旋轉運動,導致反洗水對濾料沖洗力不大,濾料不易洗凈。
(2)壓 緊 式纖維球過濾器為提高過濾精度,過濾器生產(chǎn)廠家開發(fā)出各種結構的帶壓緊機構的纖維球過濾器作為二級精細過濾器;該過濾器過濾水質指標:進口水含油質量濃度≤30 mg/L,懸浮物質量濃度≤30 mg/L,出口水含油質量濃度≤5mg/L,懸浮物質量濃度≤3mg/L,視壓緊程度及來液污染程度,過濾精度還可提高?,F(xiàn)介紹2種油田使用的這種過濾器。
①壓緊機構上置式纖維球過濾器:此上部壓緊式纖維球過濾器結構見圖2。該過濾器上部采用液缸或螺旋帶動壓盤上下運動,過濾時下行壓緊纖維球,反洗時上行松開濾料。攪拌機構放到下部,依靠攪拌葉片旋轉攪拌。壓盤采用篩板,取代了原非壓緊式的配水篩管,下部仍采用篩管或篩板集水。同非壓緊式一樣,過濾時濾液高進低出,反洗時反洗水低進高出,反洗水不間斷,清水消耗量大。攪拌槳葉的設計也采用標準直葉片或斜葉片,不反轉。此結構在反洗開始時攪拌葉片對纖維球傷害更大,可能造成大量纖維球破壞形成散纖維,濾料易流失,纖維易堵塞機構間隙;反洗水對濾料沖刷力不大,濾料同樣不易洗凈,使過濾精度下降,使用效果不理想。

②壓緊機構下置式纖維球過濾器:此下部壓緊式纖維球過濾器結構見圖3。
該過濾器上部安裝攪拌電動機及減速器,下部安裝伸縮液缸。過濾時濾液高進低出,反洗時反洗水低進高出,反洗水不間斷。壓盤及濾盤均采用篩板,纖維球被限制在壓盤和濾盤之間,過濾開始時下部液缸中活塞收縮,帶動托盤、連桿、壓盤下行,壓緊濾料;反洗開始時活塞伸出,帶動托盤、連桿、壓盤L行,松開濾料,依靠葉片攪拌反洗。
該過濾器由于下部安裝液缸,故整體高度較高;同時由于活塞行程的限制,反洗空間不大,濾料不能充分釋放,故反洗不夠*。采用葉片單向旋轉攪拌的方式反洗,水流對濾料的沖刷力同樣不大,反洗不夠*;清水耗費量大;葉片對濾料傷害大。由于過濾時壓盤壓緊濾料,液壓系統(tǒng)需長時間保壓,所以系統(tǒng)有一定的故障率,液路系統(tǒng)需經(jīng)常保養(yǎng)維護。若無一定的保壓,則濾料壓緊程度不夠,達不到過濾精度要求。

從上面2 種過濾器來看,壓緊式纖維球過濾器的過濾精度較高,但由于結構原因,反洗不*,機構較復雜,故障率較高,結構需進一步改進。
有生產(chǎn)廠家嘗試在反洗方面擯棄攪拌葉片,從罐壁側向直接泵水反洗,可減輕對濾料的傷害。但過濾及反洗效果如何未見報道。
2. 纖維束過濾器
江漢機械研究所研究開發(fā)的壓緊式纖維束過濾器結構見圖4.

近幾年來該過濾器在油田的應用中取得了很好的精細過濾效果。該過濾器過濾水質指標:進口水質含油質量濃度≤30 mg/L,懸浮物質量濃度續(xù)≤30 mg/L,出口水質含油質量濃度≤5mg/L,懸浮物質量濃度≤3mg/L,粒徑≤2μm.
該過濾器濾料采用長1m 的纖維,捆扎成束,固定在上濾盤。上濾盤起布水的作用。反洗開始時,反洗水從上進水口進人濾罐,從下部流出;下部升降電動機啟動通過螺旋帶動下托盤下行,松開纖維束;上部電動機帶動上濾盤交替正反轉,濾料在水中受到較大的水流沖刷。過濾時上部旋轉停止,下部升降電動機帶動下托盤上行,壓緊纖維束。濾液從下部進人,從上部流出。
纖維束過濾器水力沖刷力強,反洗效果非常好,這就保證了過濾精度的長期穩(wěn)定。不足之處是更換濾料不方便,需用吊車開罐取出濾料;同時濾盤邊緣部分纖維束的磨損較嚴重,上部電動機啟動時功率要求較大。下部空間大,會導致過濾器整體高度較高。
新型波輪式纖維球過濾器
從上述油田注水過濾器的分析可以看出,如果解決了反洗問題,壓緊式纖維球過濾器具有很好的推廣應用前景。鑒于此,筆者設計了一種新型波輪式纖維球過濾器,其結構如圖5所示。

在設計上纖維球被限制在壓盤和波輪之間。上部采用旋轉電動機通過螺旋傳動帶動壓盤做往復運動,下部波輪承托。壓盤和波輪盤上均勻布滿布水孔,起到布水的作用。反洗時,反洗水從下部進人罐內(nèi),從上部流出,罐內(nèi)充滿清水后進出口閥門關閉;同時壓盤上行松開濾料,下部電動機旋轉,帶動大波輪交替正反轉,從而帶動罐內(nèi)靜止清水迅速正反轉,使濾料受到較大的水力振蕩沖刷。此過程重復數(shù)次,直至濾料洗凈。過濾時濾液高進低出,波輪停止旋轉,壓盤下行壓緊纖維球,其壓緊程度由編碼器預先控制。
在罐壁上也可設計捕集管,以收集散纖維。根據(jù)纖維散落多少決定濾料的添加和更換。
該過濾器實現(xiàn)了過濾、反洗及壓緊的*自動化控制和調(diào)節(jié),通過編碼器及控制系統(tǒng)控制上部旋轉軸的旋轉圈數(shù)和角度,從而控制壓盤的行程,所有控制均在一個控制面板上實現(xiàn)。
這種新型波輪式纖維球過濾器結構簡單,不易出故障。反洗充分利用水力振蕩,反洗*;采用大波輪可實現(xiàn)在水申決速造旋,故其轉速不高且反轉容易、迅速,波輪葉片較平滑,使其對纖維球的傷害zui小。由于在反洗過程中間斷使用反洗清水,比原來的反洗方式節(jié)約清水,這在水資源稀缺的北方地區(qū)具有很大的環(huán)保意義和經(jīng)濟意義。與前述纖維束過濾器相比,在同等排量下,旋轉電動機功率大為減小,更換濾料比纖維束過濾器方便得多,整體高度也較低。
新聞來源:www.hbfhwater.com

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