ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС

Полезная модель относится к подготовке и закачке под высоким давлением больших объемов рабочего агента, например, воды в системах поддержания пластового давления или нефти при гидроструйной эксплуатации нефтяных скважин.
Тщательная очистка закачиваемого в пласт рабочего агента, например, фильтрованием является обязательным условием для сохранения коллекторских свойств и увеличения нефтеотдачи пластов. Для того, чтобы свести к минимуму загрязнение рабочего агента механическими примесями с внутренних стенок разводящих трубопроводов, фильтр необходимо устанавливать в непосредственной близости от нагнетательных скважин Управляемое воздействие потока жидкости на пласт с помощью размещенного на кусте блока напорных гребенок с программно-регулируемым поддержанием пластового давления также способствует интенсификации нефтедобычи.
Известен фильтрационный комплекс, содержащий корпус с фильтрующими элементами, накопительную емкость 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 посредством байпасного регулирующего вентиля с трубопроводом исходной воды (патент №2144422 РФ, B01D 63/00, опубл. 20.01.2000).
Недостатком известного фильтрационного комплекса является нарушение непрерывности процесса очистки воды во время регенерации, выполняемой с помощью гидравлического аккумулятора. Кроме того, для обеспечения большой пропускной способности фильтр должен иметь значительные размеры корпуса, что ограничивает величину допустимого рабочего давления жидкости.
Известно водораспределительное устройство, содержащее входной напорный трубопровод, образуемый патрубками автономных модулей, входные нагнетательные задвижки со сменными штуцерами в запорных органах, компенсирующие элементы, датчики расхода, выходные нагнетательные задвижки, дренажные задвижки и дренажный трубопровод, образуемый патрубками автономных модулей, аппаратурный блок и устройство защиты от коррозии оборудования (Патент РФ на полезную модель №10213, E21B 43/20, 1999).
Недостатком водораспределительного устройства является отсутствие системы очистки рабочего агента от механических примесей.
Известна автоматизированная делительно-регулирующая установка для высокого давления, содержащая входной делительный коллектор, напорные выходные водоводы, соединенные с коллектором через автоматизированные регуляторы расхода жидкости дискретного типа, расходомеры и контроллер (Патент РФ на полезную модель №49924, F04B 23/00, 2005).
Недостаток автоматизированной делительно-регулирующей установки состоит в том, что рабочий агент, распределяемый по скважинам, содержит частицы загрязнений различного происхождения.
Наиболее близким к заявляемому является фильтрационный комплекс, состоящий из толстостенных трубчатых корпусов с одним фильтрующим элементом в каждом, трубопроводов исходной, очищенной и неочищенной воды, соединенных коллекторами, устройств для регулирования расхода и измерения давления на трубопроводах, взаимодействующих друг с другом для поочередного создания внутри корпусов противотока очищенной воды, и контроллера для автоматического управления электрооборудованием (Патент РФ на полезную модель №68345, B01D 27/04, 2007).
Недостатком известного комплекса является отсутствие возможности распределения очищенного рабочего агента по скважинам и подверженность технологического оборудования коррозии.
Задачей настоящей полезной модели является создание многофункционального фильтрационного комплекса, сочетающего функции фильтра по подготовке рабочего агента до высокой степени чистоты, устройства для его программно-регулируемого распределения по скважинам и устройства для дозированной закачки в него ингибитора.
Указанный технический результат достигается тем, что фильтрационный комплекс, содержащий толстостенные трубчатые корпуса с фильтрующими элементами, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной жидкости, устройства для регулирования расхода и измерения давления жидкости и контроллер для автоматического управления электрооборудованием, согласно полезной модели, дополнительно снабжен подсоединенной к трубопроводу очищенной жидкости делительно-регулирующей установкой, включающей входной делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода жидкости, напорные выходные трубопроводы, расходомеры, и устройством для дозирования реагента в трубопровод исходной жидкости, а контроллер выполнен с возможностью автоматического управления всеми технологическими процессами фильтрационного комплекса одновременно.
Схема предлагаемого фильтрационного комплекса приведена на фиг.
1
2
3
4
5
6
и1
и2
о1
о2
н1
н2
1
6
и1
и2
1
3
1
2
1
3
о1
о2
2
4
2
4
н1
н2
1
2
1
2
Комплекс состоит из двух фильтровальных линий, в каждой из которых имеется, например, по три толстостенных трубчатых корпуса с фильтрующими элементами Ф, Ф, Ф и Ф, Ф, Ф, обвязанные трубопроводами исходной Т, Т, очищенной Т, Т и неочищенной жидкости T, Т. Фильтрующие элементы Ф,…Ф могут иметь различную конструкцию и материальное исполнение, например, быть щелевыми из профилированной проволоки. Трубопроводы исходной жидкости Т, Т снабжены задвижками дисковыми ЗД, ЗД, клапанами с электроприводами КВД, КВД и датчиками давления ДД, ДД, трубопроводы очищенной жидкости T, Т - задвижками дисковыми ЗД, ЗД и датчиками давления ДД, ДД, а трубопроводы неочищенной жидкости T, Т - клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП, КЗРП и кранами шаровыми КШ, КШ.
о1
о2
бп
вых1
вых6
3
8
3
8
1
6
5
10
и1
и2
1
10
1
10
1
11
Трубопроводы очищенной жидкости T, Т, а также байпас Т подсоединены к входному делительному коллектору К делительно-регулирующей установки, содержащей напорные выходные трубопроводы Т,…Т, на которых установлены клапаны запорно-регулирующие проходные КЗРП,…КЗРП, краны шаровые КШ,…КШ, расходомеры РМ,…РМ и датчики давления ДД,…ДД. К трубопроводам исходной жидкости Т, Т подведено устройство для дозированной закачки ингибитора УДР. Датчики давления ДД,…ДД вмонтированы в трубопроводы с помощью вентилей ВН…ВН, а манометр MH на входе в фильтрационный комплекс снабжен вентилем ВН.
1
2
3
1
2
и1
и2
о1
о2
н1
н2
бп
3
8
вых1
вых6
1
10
1
6
Контроллер (не показан) обеспечивает управление клапанами с электроприводами КВД, КВД, КВД и клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП, КЗРП, вмонтированными в трубопроводы исходной Т, Т, очищенной Т, Т и неочищенной жидкости T, Т и байпас Т, а также клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП,…КЗРП в напорных выходных трубопроводах T,…Т в зависимости от показаний датчиков давления ДД,…ДД и расходомеров РМ,…РМ. Кроме того, контроллер регулирует программируемую закачку ингибитора.
1
1
2
и1
1
2
3
1
4
Фильтрационный комплекс работает следующим образом. Исходная жидкость с механическими загрязнениями под высоким давлением, регистрируемым манометром MH, поступает на вход фильтровального комплекса. Здесь же в исходную жидкость с помощью устройства УДР осуществляется закачка ингибитора в количестве, определяемом расходом жидкости. С помощью работающих в автоматическом режиме клапанов с электроприводами КВД и КВД жидкость подается в один из трубопроводов исходной жидкости, например, Т, а затем распределяется по трубчатым корпусам с фильтрующими элементами Ф, Ф, Ф. В режиме фильтрации задвижки дисковые ЗД,…ЗД находятся в открытом положении и закрываются лишь при проведении ремонтных работ на фильтровальных линиях.
о1
Жидкость фильтруется через щелевые фильтрующие элементы, при этом содержащиеся в ней механические примеси, размер которых превышает ширину щели, задерживаются перед щелью. Очищенная жидкость попадает в трубопровод очищенной жидкости Т и по нему достигает входного делительного коллектора Кд делительно-регулирующей установки.
3
8
3
8
вых1
вых6
3
8
5
10
1
6
вых1
вых6
При открытых шаровых кранах КШ,... КШ жидкость распределяется по регуляторам расхода, роль которых выполняют клапаны запорно-регулирующие проходные КЗРП,…КЗРП, размещенные в напорных выходных трубопроводах Т,…Т. Контроллер регулирует проходное сечение в клапанах КЗРП,…КЗРП в зависимости от показаний датчиков давления ДД,…ДД, расходомеров РМ,…РМ и технологической карты, обеспечивая тем самым заданный расход жидкости на выходе из трубопроводов Т,…Т.
1
2
3
1
2
2
И2
1
1
н1
По мере загрязнения щелевых фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф в трубчатых корпусах возрастает перепад давления на первой фильтровальной линии в целом, который фиксируется датчиками давления ДД и ДД. Сигнал от датчиков поступает в программируемый контроллер, где происходит его обработка. При достижении перепадом давления критического значения в контроллере формируются команды на открытие клапана КВД в трубопроводе исходной жидкости Т второй фильтровальной линии и на закрытие клапана КВД на первой фильтровальной линии, а также на открытие клапана запорно-регулирующего проходного КЗРП в трубопроводе неочищенной жидкости Т.
4
5
6
1
2
3
н1
1
1
2
3
1
н1
После этого очистка жидкости начинается на второй фильтровальной линии с помощью фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф в трубчатых корпусах. При этом часть очищенной жидкости поступает внутрь загрязненных фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф и противотоком вымывает накопленные примеси, которые по трубопроводу неочищенной жидкости Т через кран шаровый КШ отправляются в дренаж для последующей утилизации. Промывка фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф контролируется по времени или объему прокаченной жидкости. По завершению промывки с контроллера поступает сигнал на закрытие клапана запорно-регулирующего проходного КЗРП в трубопроводе неочищенной жидкости Т.
о2
д
вых1
вых6
Очищенная на второй фильтровальной линии жидкость по трубопроводу Тпопадает во входной делительный коллектор К делительно-регулирующей установки, в которой распределяется описанным выше образом по напорным выходным трубопроводам Т,…Т.
4
5
6
1
2
3
Промывка фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф в трубчатых корпусах после их загрязнения выполняется также, как для фильтрующих элементов Ф, Ф, Ф.
3
бп
д
В случае возникновения нештатной ситуации на обеих фильтровальных линиях поток жидкости отводится с помощью клапана с электроприводом КВД на байпасную линию Т, соединенную с делительным коллектором К.
Таким образом, предлагаемый фильтрационный комплекс обеспечивает не только бесперебойную очистку жидкости до требуемого качества, но и ее распределение по заданной программе через коллектор на трубопроводы с одновременным замером расхода и давления, а также придание ей специальных свойств за счет введения реагента.