БЛОК ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

1. Область техники
Полезная модель - блок фильтров для систем поддержания пластового давления (фильтр подготовки воды тип ФВП) применяется для очистки от механических примесей технологической жидкости перед закачкой в скважину системы поддержания пластового давления при нефтедобыче. Очистка жидкости производится с целью предохранения поверхностей рабочих лопаток и корпуса нагнетательного насоса системы закачки воды в скважины поддержания пластового давления от износа, и сохранения пропускной способности нефтеносных пластов.
2. Уровень техники
В настоящее время очистку воды, применяемой в системе поддержания пластового давления (система ППД), от примесей производят примитивными сеточными фильтрами, устанавливаемыми на конце приемного трубопровода. Тонкость фильтрации таких фильтров 1 мм. Стойкость сеточных фильтров не велика из-за малой приемной площади фильтра.
Известные аналоги: БЛОК ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ МОРСКОЙ ВОДЫ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И НЕФТИ НА НЕФТЕБУРОВОЙ ПЛАТФОРМЕ RU 48513 U1;
Известно RU 2367500 МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ;
Известен трех секционный фильтр-отстойник для сточных вод;
FR2920317 Система, расположенная на выходе отстойника для фильтрации сточных вод, включающая расположенные горизонтально или квазигоризонтально трубчатые картриджи, по которым вдоль продольных осей пропускают сточные воды.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является БЛОК ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ МОРСКОЙ ВОДЫ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И НЕФТИ НА НЕФТЕБУРОВОЙ ПЛАТФОРМЕ RU 48513U1-
Блок фильтров для очистки морской воды от взвешенных веществ и нефти на нефтебуровой платформе включает ряд гидравлически соединенных между собой цилиндрических корпусов со съемными крышками и патрубками подвода и отвода воды, в которых размещены соединенные одним концом с трубной перегородкой вертикальные фильтрующие элементы в кол. 5 шт. в виде спирально навитой на перфорированную рифленую трубу проволоки овального сечения, в фильтроэлементах предусмотрены дополнительные пазы для обеспечения фильтрации. Имеется система автоматической промывки фильтров при засорении.
Недостатки конструкции данного блока.
- Фильтрующие элементы выполнены из проволоки овального сечения, которая легко засоряется мехпримесями. Применяемая конструкция фильтроэлемента из овальной проволоки не имеет функцию самочищения
- фильтрующие элементы выполнены вертикальными, что способствует быстрому заполнению корпуса фильтра примесями. Осаждающиеся примеси быстро перекрывают поверхность фильтра и поэтому требуется частая промывка фильтров.
- Для промывки корпуса фильтров от осадков требуется дополнительная насосная система для промывки.
- Конструкция блока очень громоздка и не может перемещаться автомобилем до скважины и насоса для закачки воды в пласт.
Задачей заявляемой на регистрацию полезной модели блока фильтров является фильтрация технологической жидкости, закачиваемой в больших объемах в скважины, от механических примесей и обеспечение быстрой промывки фильтра от осадков, обеспечение легкой замены фильтрующих элементов, обеспечение малогабаритности фильтра.
3. Раскрытие полезной модели
Для достижения заявленного технического результата, обеспечиваемого полезной моделью, заключающегося в обеспечении быстрой промывки фильтра от осадков и легкой замены фильтрующих элементов, в блоке фильтров для систем поддержания пластового давления для очистки от механических примесей технологической жидкости перед закачкой в скважину системы поддержания пластового давления при нефтедобыче, содержит два трубчатых коллектора с патрубками для подвода и отвода жидкости: коллектор-распределитель и коллектор-сборник, между которыми параллельно установлены трубные щелевые фильтры, каждый из которых включает в себя связанный с патрубками одного и другого указанных коллекторов цилиндрический кожух, внутри которого размещена перфорированная труба с отверстиями по всей длине для прохода жидкости, на которую надет фильтрующий элемент и зафиксирован с помощью пробки, кожух фильтра подсоединен с использованием фланцевых узлов соединения к патрубку коллектора-распределителя и к муфте, установленной на патрубке коллектора-сборника, а свободные патрубки коллекторов снабжены съемными заглушками.
Кроме того, фильтрующие элементы выполнены из полированной, V-образного профиля проволоки, из нержавеющей проволоки, которая имеет минимальные гидравлические потери и функцию самоочищения, и встроены в цилиндрические кожухи накопители осадков, что обеспечивает осаждение примесей на поверхность кожуха, а не на поверхность фильтроэлемента. Сечение проволоки V-образного профиля 1,5×1,5 мм обеспечивает наибольшую пропускную способность фильтра, минимальное гидравлическое сопротивление, необходимую жесткость конструкции фильтрующего элемента и возможность изготовления фильтра с применением контактной электросварки деталей.
Таким образом, обеспечивается обратная промывка блока фильтра обратным потоком жидкости, путем только перемонтажа фланцев и изменения направления потока, дополнительная насосная система для промывки не требуется.
Как следствие, конструкция данного блока имеет большую пропускную способность, а также легко транспортируется автомобилем до насосного агрегата для закачки технологической жидкости в пласт.
Система поддержания пластового давления нефтедобывающих предприятий предусматривает закачку водных растворов химических реагентов (технологических жидкостей) в значительных объемах в нефтесодержащие пласты при помощи высоконапорных и высокопроизводительных насосных агрегатов. Забор значительных объемов воды для этих целей производится из крупных рек и озер. К механическому составу технологических жидкостей предъявляются высокие требования. Наличие механических примесей ведет к износу деталей насоса, резко снижает ресурс работы нагнетательных насосов и снижает проницаемость нефтеносных пластов. Поэтому технологические жидкости должны проходить обязательную очистку от механических примесей. Реагенты, входящие в состав технологических жидкостей химически агрессивны, и требуют применения специальных материалов для изготовления емкостей, трубопроводов, арматуры.
Предлагаемый блок фильтров для систем поддержания пластового давления применяется для очистки от механических примесей технологической жидкости перед закачкой в скважину системы поддержания пластового давления при нефтедобыче. Очистка жидкости производится с целью предохранения поверхностей рабочих лопаток и корпуса нагнетательного насоса системы закачки воды в скважины поддержания пластового давления от износа, и сохранения пропускной способности нефтеносных пластов. Фильтрующие элементы блока каркасно-щелевого типа имеют высокую пропускную способность до 2000 куб.м/сутки на 1 кв.м фильтрующей поверхности. Материал фильтрующего элемента высококоррозиооностойкая сталь типа 12Х18Н10Т обеспечивает длительную работу блока с агрессивными технологическими жидкостями.
4. Краткое описание чертежей.
Блок фильтров состоит из двух трубчатых коллекторов с патрубками для подвода и отвода жидкости: распределительного (коллектора-распределителя) п.1 и приемного (коллектора-сборника) п.2, между которыми параллельно установлены трубные щелевые фильтры. На концах коллекторов, на свободных патрубках, смонтированы транспортировочные заглушки п.3, которые заменяются на технологические заглушки при подсоединении напорного, приемного, промывочного трубопроводов. К коллекторам при помощи фланцев п.11, и муфт п.4, п.5 пристыкованы цилиндрические кожухи п.7 для сбора примесей. Каждый из упомянутых фильтров включает в себя связанный с патрубками одного и другого коллекторов соответствующий цилиндрический кожух п.7, перфорированные трубы п.8 с отверстиями по всей длине для прохода технологической жидкости, смонтированные внутри кожухов п.7. На трубах установлены фильтрующие элементы проволочно-каркасного типа п.9. Фильтрующий элемент фиксируется на трубе пробкой п.10. Блок имеет два места, закрытые резьбовыми технологическими заглушками п.6, для монтажа дополнительных фильтров п.12 при работе насосными установками производительностью более 250 куб/сутки. Кожух фильтра подсоединен с использованием фланцевых узлов соединения к патрубку коллектора-распределителя и к муфте, установленной на патрубке коллектора-сборника, а на свободные патрубки коллекторов снабжены съемными заглушками. Фильтрующий элемент выполнен из полированной, V-образного профиля проволоки сечением 1,5×1,5 мм., и фильтроэлементы встроены в цилиндрические кожухи.
5. Осуществление полезной модели
Предлагаемый блок фильтров применяется для очистки от механических примесей технологической жидкости перед закачкой в скважину системы поддержания пластового давления при нефтедобыче. Очистка жидкости производится с целью предохранения поверхностей рабочих лопаток и корпуса нагнетательного насоса системы закачки воды в скважины поддержания пластового давления от износа, и сохранения пропускной способности нефтеносных пластов. Блок фильтров устанавливается на трубопроводе системы поддержания пластового давления на входной линии насоса подачи жидкости в скважину. Жидкость по приемному трубопроводу подается в коллектор распределитель, проходит через горизонтальные параллельно смонтированные на перфорированных трубах щелевые фильтры, механические примеси задерживаются на их поверхности и осаждаются в кожухе фильтра, очищенная жидкость поступает из фильтров в коллектор сборник и далее на вход закачивающего насоса. По мере загрязнения фильтрующих элементов и заполнения примесями кожухов производится промывка потоком жидкости, которая обеспечивается переключением направления потока жидкости на месте эксплуатации. Тонкость фильтрации определяется размером щели фильтрующих элементов (в пределах 100-300 мкм). Пропускная способность фильтров до 250 куб.м жидкости в сутки.