（石油產(chǎn)業(yè)分析報告）油田注水用纖維過濾器技術(shù)水平分析

1、石油產(chǎn)業(yè)分析報告石油產(chǎn)業(yè)分析報告油田注水用纖維過濾器技術(shù)水平分析 為了提高油田注水處理精度, 進(jìn)一步提高油田開發(fā)效益, 比照分析了油田現(xiàn)用幾種纖維過濾器的結(jié)構(gòu)及過濾、反洗原理, 在此根底上提出一種新型波輪式過濾器的設(shè)計方案。該新型過濾器利用波輪的正反轉(zhuǎn)產(chǎn)生水力振蕩, 提高纖維球濾料的反洗效果, 最大限度減輕對濾料的損害, 并可節(jié)省大量反洗清水, 還實現(xiàn)了過濾、反洗、壓緊程度的全自動掌握, 可完全滿意油田采出液精細(xì)過濾要求。 近幾年來, 我國油田相繼進(jìn)入開發(fā)后期, 對老油田的注水量以及注水水質(zhì)要求越來越高。在新探儲量中, 我國新探明低滲透及特低滲透儲量占總儲量的70%左右, 全國未動用的低滲透儲

2、量占60%以上, 所以進(jìn)一步提高油田注入水水質(zhì), 采納更先進(jìn)的精細(xì)過濾技術(shù), 對開發(fā)低滲透油田、提高原油產(chǎn)量具有重要意義。 目前國內(nèi)油田注水用的過濾器主要有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、纖維球過濾器及少量纖維束過濾器。石英砂過濾器、核桃殼過濾器對污水處理精度不高, 難以到達(dá)低滲透油田注水水質(zhì)指標(biāo)要求。實踐證明, 要進(jìn)一步提高污水處理效果和過濾精度, 采納壓緊纖維過濾器既經(jīng)濟有用, 技術(shù)上也完全可行。筆者對這類過濾器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比照分析, 設(shè)計出一種新型結(jié)構(gòu)的過濾器, 該型過濾器具有反洗徹底、對濾料損害小、過濾精度高和節(jié)省反洗用水等特點。油田現(xiàn)用纖維過濾器技術(shù)分析11纖維球過濾器纖維球過濾器有非壓

3、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, 抗污力量不強, 過濾精度不高, 其過濾水質(zhì)指標(biāo): 進(jìn)口水質(zhì)含油質(zhì)量濃度50 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度50 mg/L, 出口水質(zhì)含油質(zhì)量濃度10 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度5 mg/L,一般用作粗過濾器。 該型過濾器過濾時濾液高進(jìn)低出, 反洗時反洗水低進(jìn)高出, 反洗水不間斷, 清水消耗量大; 攪拌槳葉采納標(biāo)準(zhǔn)直葉片或斜葉片, 對濾料損害大, 槳葉一般不反轉(zhuǎn), 使纖維球和水流同向旋轉(zhuǎn)運動, 導(dǎo)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(jié)構(gòu)的

4、帶壓緊機構(gòu)的纖維球過濾器作為二級精細(xì)過濾器; 該過濾器過濾水質(zhì)指標(biāo): 進(jìn)口水含油質(zhì)量濃度30 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度30 mg/L, 出口水含油質(zhì)量濃度5 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度3 mg /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。 壓緊機構(gòu)上置式纖維球過濾器: 此上部壓緊式纖維球過濾器結(jié)構(gòu)見圖2。該過濾器上部采納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(gòu)放到下部, 依靠攪拌葉片旋轉(zhuǎn)攪拌。壓盤采納篩板, 取代了原非壓緊式的配水篩管, 下部仍采納篩管或篩板集水。同非壓緊式一樣, 過濾時濾液高進(jìn)低出, 反洗時

5、反洗水低進(jìn)高出, 反洗水不間斷, 清水消耗量大。攪拌槳葉的設(shè)計也采納標(biāo)準(zhǔn)直葉片或斜葉片, 不反轉(zhuǎn)。此結(jié)構(gòu)在反洗開頭時攪拌葉片對纖維球損害更大, 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(gòu)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, 使用效果不抱負(fù)。 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(jìn)低出, 反洗時反洗水低進(jìn)高出, 反洗水不間斷。壓盤及濾盤均采納篩板, 纖維球被限制在壓盤和濾盤之間, 過濾開頭時下部液缸中活塞收縮, 帶動托盤、連桿、壓盤下行, 壓緊濾料; 反洗開頭時活塞伸出, 帶動托盤、連桿、壓盤上行, 松開濾料

6、, 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, 故反洗不夠徹底。采納葉片單向旋轉(zhuǎn)攪拌的方式反洗, 水流對濾料的沖刷力同樣不大, 反洗不夠徹底; 清水消耗量大; 葉片對濾料損害大。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)有肯定的故障率, 液路系統(tǒng)需常常保養(yǎng)維護(hù)。假設(shè)無肯定的保壓, 那么濾料壓緊程度不夠, 達(dá)不到過濾精度要求。 壓緊式纖維球過濾器的過濾精度較高, 但由于結(jié)構(gòu)緣由, 反洗不徹底,機構(gòu)較簡單, 故障率較高, 結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步改良。有生產(chǎn)廠家嘗試在反洗方面擯棄攪拌葉片, 從罐壁側(cè)向直接泵水反洗

7、, 可減輕對濾料的損害。但過濾及反洗效果如何未見報道。 近幾年來該過濾器在油田的應(yīng)用中取得了很好的精細(xì)過濾效果。該過濾器過濾水質(zhì)指標(biāo): 進(jìn)口水質(zhì)含油質(zhì)量濃度30 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度 30mg/L, 出口水質(zhì)含油質(zhì)量濃度5 mg/L, 懸浮物質(zhì)量濃度3 mg/L, 粒徑2m 1, 2 。該過濾器濾料采納長1 m 的纖維, 捆扎成束,固定在上濾盤。上濾盤起布水的作用。反洗開頭時, 反洗水從上進(jìn)水口進(jìn)入濾罐, 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(zhuǎn), 濾料在水中受到較大的水流沖刷。過濾時上部旋轉(zhuǎn)停止, 下部升降電動機帶動下托盤上

8、行, 壓緊纖維束。濾液從下部進(jìn)入, 從上部流出。纖維束過濾器水力沖刷力強, 反洗效果特別好, 這就保證了過濾精度的長期穩(wěn)定。缺乏之處是更換濾料不便利, 需用吊車開罐取出濾料; 同時濾盤邊緣局部纖維束的磨損較嚴(yán)峻, 上部電動機啟動時功率要求較大。下部空間大, 會導(dǎo)致過濾器整體高度較高。 從上述油田注水過濾器的分析可以看出, 假設(shè)解決了反洗問題, 壓緊式纖維球過濾器具有很好的推廣應(yīng)用前景。 在設(shè)計上纖維球被限制在壓盤和波輪之間。上部采納旋轉(zhuǎn)電動機通過螺旋傳動帶動壓盤做往復(fù)運動, 下部波輪承托。壓盤和波輪盤上勻稱布滿布水孔, 起到布水的作用。反洗時, 反洗水從下部進(jìn)入罐內(nèi), 從上部流出, 罐內(nèi)布滿清

9、水后進(jìn)出口閥門關(guān)閉; 同時壓盤上行松開濾料, 下部電動機旋轉(zhuǎn), 帶動大波輪交替正反轉(zhuǎn), 從而帶動罐內(nèi)靜止清水快速正反轉(zhuǎn), 使濾料受到較大的水力振蕩沖刷。此過程重復(fù)數(shù)次, 直至濾料洗凈。過濾時濾液高進(jìn)低出,波輪停止旋轉(zhuǎn), 壓盤下行壓緊纖維球, 其壓緊程度由編碼器預(yù)先掌握。 在罐壁上也可設(shè)計捕集管, 以收集散纖維。依據(jù)纖維散落多少打算濾料的添加和更換。該過濾器實現(xiàn)了過濾、反洗及壓緊的完全自動化掌握和調(diào)整, 通過編碼器及掌握系統(tǒng)掌握上部旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和角度, 從而掌握壓盤的行程, 全部掌握均在一個掌握面板上實現(xiàn)。這種新型波輪式纖維球過濾器結(jié)構(gòu)簡潔, 不易出故障。反洗充分利用水力振蕩, 反洗徹底; 采納大波輪可實現(xiàn)在水中快速造旋, 故其轉(zhuǎn)速不高且反轉(zhuǎn)簡單