Фильтрационный комплекс

 

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к наземному оборудованию для очистки воды от механических загрязнений и ее последующему распределению по нагнетательным скважинам с целью поддержания пластового давления. Фильтрационный комплекс содержит толстостенные трубчатые корпуса, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной жидкости, делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода и давления, напорные выходные трубопроводы, контроллер для автоматического управления электрооборудованием. Каждый трубчатый корпус снабжен щелевым фильтром, щеткой для удаления осадка, крышкой с коаксиальным валом и наружным приводом вращения. Щетка установлена на валу и выполнена спиралеобразной формы, а щелевой фильтр размещен неподвижно коаксиально корпусу. Обеспечивается повышение эффективности регенерации щелевых фильтров, входящих в фильтрационный комплекс. 2 ил.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к наземному оборудованию для очистки воды от механических загрязнений и ее последующему распределению по нагнетательным скважинам с целью поддержания пластового давления (ППД).

Известен фильтр, содержащий корпус с фильтрующими элементами, накопительную емкость в виде гидравлического аккумулятора, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной жидкости с вентилями и манометрами, дополнительный трубопровод неочищенной жидкости с регулировочным вентилем, электроклапаном и таймером, соединенный посредством байпасного регулирующего вентиля с трубопроводом исходной жидкости (патент 2144422 РФ, B01D 63/00, 2000).

Недостаток фильтра состоит в том, что при его регенерации прерывается очистка жидкости, что снижает производительность технологического процесса. Кроме того, корпус фильтра не рассчитан на высокое давление из-за значительных габаритов.

Известен щелевой фильтр, состоящий из корпуса, верхней крышки с приводом, нижней камеры, штуцеров для входа загрязненной жидкости и выхода очищенной жидкости и осадка, вращающегося щелевого фильтрующего элемента и ножа для удаления механических примесей (Патент 2329085 РФ, B01D 29/44, 2008).

Известный щелевой фильтр в силу конструктивных особенностей не работает при высоком давлении воды и не может использоваться в системах ППД.

Известны фильтровальные комплексы, содержащие толстостенные трубчатые корпуса с одним щелевым фильтром в каждом, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды, делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода и давления, взаимодействующие друг с другом для поочередного создания внутри корпусов противотока очищенной воды, напорные выходные трубопроводы, контроллер для автоматического управления электрооборудованием (патенты на ПМ 68345 РФ, B01D 27/04, 2007 и 102529 РФ, B01D 36/00, 2011).

Общим недостатком фильтрационных комплексов является низкая эффективность регенерации щелевых фильтров противотоком, сопровождающаяся большими потерями очищенной воды, а также отсутствие в комплексах систем распределения подготовленной воды по скважинам.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является фильтровальный комплекс, состоящий из нескольких толстостенных трубчатых корпусов, содержащих крышку с наружным приводом и проходящим через нее валом, вращающийся щелевой фильтр и взаимодействующую с ним реечную щетку, трубопроводов исходной, очищенной и неочищенной воды, делительного коллектора, автоматизированных регуляторов расхода и давления, напорного выходного трубопровода, контроллера для автоматического управления электрооборудованием (Патент на ПМ 107067 РФ, B01D 29/44, 2011).

Недостатком фильтровального комплекса является проблематичность регенерации, осуществляемой путем вращения тяжелых и габаритных щелевых фильтров относительно закрепленной на трубчатом корпусе реечной щетки, при котором происходит удаление налипших частиц.

Задачей настоящей полезной модели является создание фильтрационного комплекса с эффективной регенерацией входящих в него щелевых фильтров.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрационном комплексе, состоящем из нескольких толстостенных трубчатых корпусов, каждый из которых снабжен щелевым фильтром, щеткой для удаления осадка, крышкой с коаксиальным валом и наружным приводом вращения, трубопроводов исходной, очищенной и неочищенной воды, делительного коллектора, автоматизированных регуляторов расхода и давления, напорных выходных трубопроводов, контроллера для автоматического управления электрооборудованием, согласно полезной модели, щетка установлена на валу и выполнена спиралеобразной формы, а щелевой фильтр размещен неподвижно коаксиально трубчатому корпусу.

Схема предлагаемого фильтрационного комплекса приведена на фиг.1; на фиг.2 схематично изображен трубчатый толстостенный корпус со щелевым фильтром и спиралеобразной щеткой внутри.

Фильтрационный комплекс (фиг.1) состоит из двух обвязанных различными трубопроводами фильтровальных линий, в которых имеется по два трубчатых толстостенных корпуса Ф1, Ф2, и Ф3, Ф4. Трубопроводы исходной воды Ти1, Ти 2 содержат соответственно дисковые задвижки ЗД1 , ЗД3, клапаны с электроприводом КВД1, КВД2 и датчики давления ДД1, ДЦ3 ; трубопроводы очищенной воды То1, То2 включают соответственно задвижки дисковые ЗД2, ЗД 4 и датчики давления ДД2, ДД4; трубопроводы неочищенной воды Тн1, Тн2 - соответственно клапаны запорно-регулирующие проходные КЗРП1, КЗРП2 и краны шаровые КШ1, КШ2. Трубопроводы То1, То2 соединены с делительным коллектором КД, в который входят выходные трубопроводы Твых1, Твых4, клапаны КЗРП3, , КЗРП6, краны шаровые КШ3, , КШ6, расходомеры РМ1, , РМ4 и датчики давления ДД5, , ДД8. Делительный коллектор КД дополнительно соединен с подводом исходной воды через клапан КВД3 и байпас Тбп. Контроллер (не показан) управляет клапанами КВД 1, КВД2, КВД3 и КЗРП1, , КЗРП6 в зависимости от показаний расходомеров РМ1, ,РМ4 и датчиков давления ДД1, , ДД8. Последние вмонтированы в трубопроводы через вентили ВН1, , ВН8.

В трубчатом толстостенном корпусе Ф1 коаксиально размещен неподвижный щелевой фильтр 1, внутри которого на коаксиально установленном валу 2 расположена щетка 3 спиралеобразной формы для удаления осадка. Свободный конец вала 2 проходит через крышку 4 трубчатого толстостенного корпуса Ф1 и присоединен к наружному приводу вращения 5 (фиг.2). Трубчатые толстостенные корпуса Ф2, Ф3 и Ф4 имеют аналогичную конструкцию.

Фильтрационный комплекс работает следующим образом.

Задвижки ЗД1, , ЗД4 приводятся в открытое положение. Затем открывается, например, клапан КВД1 и исходная вода под высоким давлением направляется через задвижку ЗД1 в трубопровод Ти1 и распределяется по корпусам Ф 1, Ф2 (фиг.1), при этом клапан КВД2 находится в закрытом положении. Вода фильтруется изнутри наружу щелевых фильтров 1 (непрерывные стрелки), а содержащиеся в ней частицы размером более ширины щели задерживаются (фиг.2). Очищенная вода оказывается в трубопроводе То1, по нему попадает в делительный коллектор КД и, миновав шаровые краны КШ3 , , КШ6, распределяется посредством клапанов КЗРП 3, , КЗРП6 по трубопроводам Твых1, , Твых4. Проходное сечение клапанов КЗРП 3, , КЗРП6 и соответственно объем протекающей воды регулируется контроллером в зависимости от показаний расходомеров РМ1, , РМ4, датчиков давления ДД5, , ДД8 и данных технологической карты.

Загрязнение щелевых фильтров 1 в корпусах Ф1, Ф 2 регистрируется по перепаду давления между датчиками давления ДД1 и ДД2. При достижении им критического значения с помощью контроллера открывается клапан КВД2 в трубопроводе Ти2, закрывается клапан КВД1 в трубопроводе Ти1 и открывается клапан КЗРП1 в трубопроводе Тн1. Одновременно включаются приводы 5 на крышках 4 корпусов Ф1, Ф2, вращающие валы 2 со спиралеобразными щетками 3. В результате этих действий процесс очистки воды начинается в корпусах Ф3, Ф4 и прекращается в корпусах Ф1, Ф2, а находящиеся в последних щелевые фильтры 1 подвергаются регенерации. Во время регенерации из корпусов Ф3, Ф4 через открытую задвижку ЗД2 в корпуса Ф1, Ф2 подается небольшое количество очищенной воды (прерывистые стрелки) и противотоком снаружи внутрь происходит вымывание частиц загрязнителя с поверхности щелевых фильтров 1. Вращающиеся спиралевидные щетки 3 своими щетинками удаляют частицы с поверхности щелевых фильтров 1 и транспортируют их в полости корпусов Ф1, Ф 2 (фиг.2), откуда по трубопроводу Тн1 через клапан КЗРП1 и кран КШ1 частицы отводятся в дренаж. Для вращения спиралеобразной щетки 3 не требуется значительного крутящего момента на валу 2, поскольку она, во-первых, имеет незначительный вес и низкий момент инерции относительно оси, и, во-вторых, имеет невысокую площадь контакта с внутренней поверхностью щелевого фильтра 1, что минимизирует возникающую при этом силу трения. За счет механического и гидравлического воздействия на накопленные загрязнения на поверхности щелевых фильтров 1 существенно уменьшается время их регенерации и снижаются потери воды на промывку.

Продолжительность регенерации щелевых фильтров 1 регулируется контроллером, и по ее завершению клапан КЗРП 1 в трубопроводе Тн1 закрывается и приводы вращения 5 отключаются.

Очищенная в корпусах Ф3 , Ф4 вода по трубопроводу То2 попадает в коллектор КД и распределяется описанным выше образом по трубопроводам Твых1, Твых4. При загрязнении щелевых фильтров 2 в корпусах Ф3, Ф4 возрастает перепад давления между датчиками давления ДД3 и ДД4 и посредством контроллера происходит открытие клапанов КВД1 и КЗРП 2 в трубопроводах Ти1 и Тн2, закрытие клапанов КВД2 и КЗРП1 в трубопроводах Ти 2 и Тн1, а также включение приводов вращения 5 в толстостенных корпусах Ф3, Ф4 для регенерации щелевых фильтров 1. Таким образом, процесс очистки воды происходит на второй фильтровальной линии.

В случае возникновения непредвиденной ситуации, например, необратимого загрязнения щелевых фильтров на обеих фильтровальных линиях клапаны КВД1, КВД2 закрываются, клапан КВД3 открывается и исходная вода без очистки направляется по байпасу Тбп в делительный коллектор КД и распределяется по скважинам.

Применительно к использованию в системе ППД предлагаемый фильтрационный комплекс характеризуется непрерывной очисткой больших объемов воды до требуемого качества и ее распределением по напорным трубопроводам с одновременным замером параметров процесса закачки.

Фильтрационный комплекс, состоящий из нескольких толстостенных трубчатых корпусов, каждый из которых снабжен щелевым фильтром, щеткой для удаления осадка, крышкой с коаксиальным валом и наружным приводом вращения, трубопроводов исходной, очищенной и неочищенной воды, делительного коллектора, автоматизированных регуляторов расхода и давления, напорного выходного трубопровода, контроллера для автоматического управления электрооборудованием, отличающийся тем, что щетка установлена на валу и выполнена спиралеобразной формы, а щелевой фильтр размещен неподвижно коаксиально корпусу.



 

Похожие патенты:

Малогабаритный датчик уровня давления (дд) относится к области измерительной техники и может быть использован для измерения давления газов и жидкости.

Полезная модель относится к оборудованию для обработки воды и может быть использована в системах водоочистных сооружений населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий для комплексной очистки сточных вод промышленных предприятий и питьевой воды от взвешенных веществ, химических и радиоактивных веществ, а также болезнетворных микроорганизмов
Наверх