Установка для фильтрации воды
Установка предназначена для фильтрования, преимущественно, больших объемов воды, находящейся под высоким давлением, и может быть использована для очистки воды перед закачкой в продуктивные нефтяные пласты с целью поддержания пластового давления. Установка состоит из нескольких параллельно установленных корпусов, в которых размещены фильтрующие элементы. Корпуса обвязаны трубопроводами исходной воды с раздаточным коллектором, трубопроводами очищенной воды со сборочным коллектором, трубопроводами неочищенной воды со сборочным коллектором. Трубопроводы исходной и неочищенной воды снабжены устройствами для регулирования расхода воды - шаровыми кранами с электроприводами. На трубопроводах исходной и очищенной воды установлены датчики давления. Устройства для регулирования расхода и измерения давления размещены с возможностью взаимодействия друг с другом и осуществления регенерации фильтрующих элементов за счет поочередного создания внутри одного или нескольких корпусов противотока очищенной жидкости. Благодаря созданию оптимальных условий для восстановления пропускной способности и фильтрационных свойств фильтрующих элементов в процессе регенерации увеличивается продолжительности автономной работы установки. 1 ил.
Полезная модель относится к области фильтрования преимущественно больших объемов воды, находящейся под высоким давлением и может быть использована для очистки воды перед закачкой в продуктивные нефтяные пласты с целью поддержания пластового давления.
Известен самоочищающийся фильтр, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода жидкости, цилиндрическую перегородку с окнами в нижней части, размещенную внутри корпуса коаксиально ему с образованием двух камер, из которых наружная имеет днище в форме обратного усеченного конуса, меньшее основание которого примыкает к цилиндрической перегородке на уровне нижних кромок окон, пористые фильтрующие элементы, смонтированные в наружной и внутренней камерах, регенерирующее устройство с поворотным механизмом и грязесборник (авт. свид-во №1255166 СССР, В01D 27/12, 1986).
Конструкция указанного самоочищающегося фильтра обеспечивает промывку фильтроэлементов (по одному или группами) без прерывания фильтрации жидкости.
К недостатком фильтра следует отнести усложнение конструкции за счет необходимости применения гидронасоса для подачи промывочной жидкости, а также невозможность эксплуатации при одновременно большом расходе и высоком давлении жидкости.
Для очистки больших потоков воды требуется значительное количество фильтроэлементов и, соответственно, корпус большего диаметра для их размещения. Последний в традиционном исполнении не способен противостоять высоким давлениям жидкости.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является установка для фильтрации воды, содержащая
фильтр в виде корпуса с установленными в нем параллельно фильтрующими элементами, накопительную емкость, выполненную в виде гидравлического аккумулятора, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды с вентилями и манометрами, дополнительный трубопровод неочищенной воды с регулировочным вентилем, электроклапаном и таймером, соединенный с трубопроводом исходной воды посредством байпасного регулирующего вентиля (патент №2144422 РФ, В01D 63/00, опубл. 20.01.2000).
Недостатком известной фильтрационной установки является то, что для осуществления промывки необходим гидроаккумулятор, который не только усложняет конструкцию установки, но и не обеспечивает непрерывность фильтрования: на период промывки фильтроэлементов очистка воды прерывается, что для ряда технологических процессов недопустимо. Кроме того, данная установка не может работать при высоком давлении жидкости, а ограниченные возможности регулирования соотношения неочищенной воды к очищенной в пределах 1:10 делают установку непригодной для работы на больших расходах и ведут к увеличению времени на непроизводительные операции.
Настоящая полезная модель направлена на расширение эксплуатационных возможностей установки для фильтрации воды за счет функционирования при больших расходах и давлениях воды, а также на увеличение продолжительности автономной работы благодаря созданию оптимальных условий для восстановления пропускной способности и фильтрационных свойств фильтрующих элементов в процессе регенерации.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для фильтрации воды, содержащей корпус, параллельно установленные фильтрующие элементы, присоединенные к корпусу трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды с устройствами для регулирования расхода и измерения давления, согласно полезной модели, в корпус заключен
каждый фильтрующий элемент, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды соединены коллекторами, а устройства для регулирования расхода и измерения давления размещены с возможностью взаимодействия друг с другом для поочередного создания внутри одного или нескольких корпусов противотока очищенной воды и осуществления регенерации фильтрующих элементов.
Схема предлагаемой установки для фильтрации воды приведена на фиг.1.
Установка состоит из нескольких, например, из пяти корпусов К1 , ..., К5, в которых размещены фильтроэлементы Ф1, ..., Ф5. Корпуса К1, ..., К5 обвязаны трубопроводами исходной воды ТИ1, ..., ТИ5 с раздаточным коллектором К И, трубопроводами очищенной воды ТО1 , ..., ТО5 со сборочным коллектором К О, трубопроводами неочищенной воды ТH1 , ..., ТH5 со сборочным коллектором К H.
Трубопроводы исходной воды ТИ1 , ..., ТИ5 снабжены устройствами для регулирования расхода воды - шаровыми кранами с электроприводами КШЭ И1, ..., КШЭИ5 и датчиками давления ДДИ1, ..., ДДИ5. В свою очередь, трубопроводы TО1, ..., ТO5 снабжены датчиками давления ДД О1, ..., ДДО5, а трубопроводы неочищенной воды ТН1, ..., ТН5 снабжены шаровыми кранами с электроприводами КШЭ Н1, ..., КШЭН5.
Условный диаметр проходных сечений шаровых кранов с электроприводами КШЭ И1, ..., КШЭИ5 и трубопроводов неочищенной воды ТН1, ..., ТH5 выбирают в 2-5 раз меньше, чем трубопроводов очищенной воды TO1, ..., ТО5, для того, чтобы минимизировать потери воды при промывке фильтроэлементов.
Установка для фильтрации воды работает следующим образом.
Исходная жидкость подается с помощью насоса (не показан) на раздаточный коллектор Ки, попадает в трубопроводы исходной воды ТИ1, ..., Т И5 и оказывается на входе в фильтры Ф1 , ..., Ф5, размещенные в корпусах K 1,
..., K5. При этом в режиме фильтрации все шаровые краны КШЭИ1, ..., КШЭИ5 открыты, а все шаровые краны КШЭ Н1, ..., КШЭН5 закрыты. Прошедшая через фильтры Ф1, ..., Ф 5 жидкость очищается, попадает в трубопроводы очищенной воды TО1, ..., ТO5 , собирается в коллекторе КО и направляется к потребителю.
Загрязненность фильтроэлементов Ф 1, ..., Ф5 оценивается по разности показаний датчиков давления ДДИ1, ..., ДДИ5 и ДДО1, ..., ДДО5 перед и после соответствующего фильтроэлемента. При возрастании перепада давления выше критического со станции управления (не показана) поступает сигнал на регенерацию фильтроэлементов Ф1, ..., Ф5, которая начинается с первого из них Ф1 и далее - по порядку.
Сигнал сопровождается закрытием шарового крана КШЭИ1 на трубопроводе исходной воды ТИ1 и прекращением подачи воды на фильтроэлемент Ф1. Одновременно происходит открытие шарового крана КШЭН1 на трубопроводе неочищенной жидкости.
Учитывая, что в трубопроводе неочищенной воды ТН1 давление значительно ниже, чем в трубопроводе очищенной воды TО1, очищенная жидкость из сборочного коллектора КО по трубопроводу TO1 течет противотоком и попадает на фильтроэлемент Ф1 со стороны чистой поверхности.
Механические примеси вымываются из фильтроэлемента Ф 1 потоком очищенной жидкости. Загрязненная примесями жидкость через шаровой кран КШЭН1 попадает в трубопровод неочищенной воды ТH1, затем в сборочный коллектор КН и оказывается в дренаже. На очистку фильтроэлемента Ф1 расходуется очищенной воды в 16-25 раз меньше, чем протекает за единицу времени в любом из работающих в режиме фильтрации трубопроводов очищенной воды TО2, ..., ТO5 .
Продолжительность процесса регенерации фильтроэлемента является предварительно заданной величиной и определяется с учетом совокупности
многих факторов, в том числе характера поровой структуры фильтроэлемента, его грязеемкости, реализуемого в нем режима фильтрации и т.д.
После промывки фильтроэлемента Ф1 шаровой кран КШЭН1 закрывается, одновременно открывается шаровой кран КШЭ И1 и фильтроэлемент Ф1 переводится в режим фильтрации. Затем начинается регенерация фильтроэлемента Ф2 и так далее вплоть до Ф 5 включительно.
Таким образом, предложенная конструкция установки обеспечивает эффективную очистку воды, отличается высокой производительностью и удобством в эксплуатации. Установка пригодна для очистки воды в системах поддержания пластового давления.
Установка для фильтрации жидкости, содержащая корпус, параллельно установленные фильтрующие элементы, присоединенные к корпусу трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды с устройствами для регулирования расхода и измерения давления, отличающаяся тем, что в корпус заключен каждый фильтрующий элемент, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды соединены коллекторами, при этом устройства для регулирования расхода и измерения давления размещены с возможностью взаимодействия друг с другом и осуществления регенерации фильтрующих элементов за счет поочередного создания внутри одного или нескольких корпусов противотока очищенной жидкости.
