Пружинный фильтр с индукционным нагревом

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использована для защиты оборудования от засорения при добыче и перекачке нефти в условиях, осложненных высоким содержанием механических примесей.
Уровень техники
Известен фильтр сетчатый для очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей (патент РФ №2561995, кл. МПК B01D 29/11, дата публ. 10.09.2015). Фильтр включает вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическим днищем и крышкой, снабженный штуцерами, с размещенным в корпусе цилиндрическим фильтрующим элементом из металлической сетки. В корпусе ниже крышки и выше эллиптического днища установлены кольца, на внутренних диаметрах которых закреплен цилиндрический фильтрующий элемент. Пространство между цилиндрическим фильтрующим элементом, корпусом и кольцами образует приемную камеру. Штуцер для входа вязких нефтепродуктов размещен в корпусе в верхней части приемной камеры, штуцер для выхода вязких нефтепродуктов размещен в корпусе ниже приемной камеры. В корпусе в нижней части приемной камеры размещен штуцер выхода конденсата.
Одним из недостатков данного фильтра является быстрая засоряемость фильтроэлемента и, как следствие, увеличение количества промывок. Сложность регенерации заключается в необходимости использования спецоборудования. Следующий недостаток - фиксированная тонкость очистки, т.е. невозможность регулировать проходные сечения фильтроэлемента без разбора корпуса фильтра.
Известен регенерируемый щелевой фильтр (патент РФ №2456054, кл. МПК B01D 29/44, 29/62), содержащий корпус с входным штуцером, вращающийся щелевой фильтрующий элемент, размещенный на валу между нижним и верхним дисками, верхнюю крышку с приводом вращения и выходным штуцером, нижнюю камеру со штуцером для выхода осадка, устройство для удаления осадка с фильтрующего элемента, размещенное внутри корпуса. На боковой поверхности верхнего и нижнего диска расположено по одному зубцу, размещенному один над другим, на внутренней стенке корпуса для зубцов выполнены упоры, а устройство для удаления осадка выполнено в виде щеточной рейки.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что щеточные рейки загрязняются и забиваются во время работы фильтра, что в дальнейшем препятствует очистке щелевого фильтроэлемента.
Наиболее близким устройством того же назначения является проволочный щелевой фильтр (патент РФ №201389, кл. МПК Е21В 43/08, дата публ. 11.12.2020), содержащий корпус, соединенный с верхней и нижней крышками, установленный в корпусе фильтрующий элемент в виде навитой по спирали проволоки с образованием щелей между витками. Фильтр дополнительно снабжен щелевым фильтроэлементом, установленным между корпусом и фильтрующим элементом, коленчатым валом с толкателем, расположенными в верхней части корпуса, при этом над фильтрующим элементом установлена тарелка с возможностью сжатия и растяжения пружины и толкатель соединен с тарелкой. На коленчатый вал установлен фиксатор и диск, в нижней крышке концентрично фильтроэлементу расположен дренаж.
Главными недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются ручной привод, т.е. необходимо наличие человеческого фактора; налипание асфальтосмолопарафинистых отложений, что приводит к ускоренному засорению и осложнениям во время чистки фильтра; расположение щелевого фильтроэлемента между корпусом и пружиной приводит к быстрой засоряемости первого; равный диаметр проволоки пружины препятствует ее равномерному сжатию.
Раскрытие сущности полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности работы блочного пружинного фильтра.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в повышении эффективности очистки фильтровального блока от АСПО после очистки пластовой жидкости, что приводит к увеличению наработки оборудования на отказ, а также в повышении технологичности процесса очистки пластовой жидкости.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности очистки фильтровального блока от АСПО, достигается благодаря тому, что пружинный фильтр с индукционным нагревом содержит толкатель, верхнюю крышку, нижнюю крышку, размещенную между ними камеру, внутри которой размещен фильтровальный блок, включающий секции пружин, при этом, камера выполнена в виде полимерного патрубка, на внешнюю поверхность которого намотан индукционный нагреватель с целью нагрева внутренних фильтрующих элементов и удаления асфальтосмолопарафинистых отложений, отложившихся в процессе очистки пластовой жидкости скважин, при этом, диаметр проволоки верхней и средней секций пружин фильтровального блока меньше, чем диаметр проволоки нижней секции пружин.
Технический результат, заключающийся в повышении технологичности процесса очистки пластовой жидкости, обеспечивается благодаря тому, что на наружной поверхности диска верхней крышки установлена цилиндрическая полка с центральным сквозным отверстием, на наружной поверхности которой размещен электромагнитный толкатель, жестко соединенный вертикально ориентированным валом с плоской металлической тарелкой, жестко соединенной с другой стороны с верхним торцем верхней секции пружин фильтровального блока с возможностью их сжатия и растяжения.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлено продольное сечение пружинного фильтра с индукционным нагревом.
Осуществление полезной модели
Пружинный фильтр с индукционным нагревом содержит верхнюю крышку 1, нижнюю крышки 2, размещенную между ними камеру 3, внутри которой размещен фильтровальный блок 4, электромагнитный толкатель 5.
Верхняя крышка 1 выполнена в виде полого металлического цилиндра, к одному из торцев которого приварен фланец 6, соединенный разъемным соединением с диском 7, имеющим центральное сквозное отверстие 8. На наружной поверхности диска 7 установлена цилиндрическая полка 9 в виде столика с центральным сквозным отверстием, на наружной поверхности которой размещен электромагнитный толкатель 5. На боковой поверхности верхней крышки 1 размещен патрубок 10 для вывода отфильтрованной пластовой жидкости.
Нижняя крышка 2 выполнена в виде полого металлического цилиндра с одним закрытым сферическим торцем, на боковой поверхности которого размещен патрубок 11 для ввода пластовой жидкости, а в донной части выполнено дренажное отверстие 12.
Камера 3 выполнена в виде полимерного патрубка 13 с фланцами 14 и 15, на наружную цилиндрическую поверхность которого между ними намотан индукционный нагреватель 16 с целью нагрева внутренних пружинных фильтрующих секций и удаления асфальтосмолопарафинистых отложений, отложившихся в процессе очистки пластовой жидкости.
Фильтровальный блок 4 включает в себя секции пружин 17, 18, 19 в виде навитой по спирали проволоки. Диаметр проволоки верхних пружин 17 и 18 меньше, чем диаметр проволоки нижней пружины 19. Диаметр проволоки секций измен с целью облегчения и равномерного сжатия пружин в процессе эксплуатации (т.е. межвитковый зазор при сжатии и растяжении будет равномерным у всех пружин). Секции пружин 17, 18 и 19 разделены между собой скобами 20. Нижний торец нижней пружины 19 жестко закреплен с буртиком 21, жестко соединенным с внутренней поверхностью корпуса нижней крышки 2. Верхний торец верхней пружины 17 жестко закреплен с нижним торцом плоской металлической тарелки 22, к центру верхнего торца которой, перпендикулярно, посредством муфты 23, присоединен вертикально ориентированный вал 24, другой конец которого, через сквозное отверстие 8 диска 7, соединен с электромагнитным толкателем 5.
Работу устройства осуществляют следующим образом: пластовую жидкость, содержащую АСПО и механические примеси, под давлением направляют в нижнюю часть фильтра по входному патрубку 11 во внутреннюю полость камеры 3. Далее жидкость поступает во внутреннюю часть фильтровального блока 4. Проходя через витки пружин 17, 18 и 19 фильтровального блока 4, пластовая жидкость очищается от механических примесей и АСПО за счет осаждения и застревания в зазорах витков. Далее очищенную пластовую жидкость направляют на выход через патрубок 10.
Для регулирования межвиткового зазора секций пружин 17, 18, 19 запускают электромагнитный толкатель 5, установленный на цилиндрической полке 9, передающий возвратно-поступательные действия посредством вала 24 с муфтой 23 через воздействия на металлическую тарелку 22, на секции пружин 17, 18, 19 фильтровального блока 4.
Для увеличения наработки на отказ, по мере засорения фильтровального блока 4, также используют электромагнитный толкатель 5, производя возвратно-поступательными движениями полную регенерацию пружин 17, 18 и 19. Через дренаж 12 проводят обратную промывку жидкостью для очистки фильтровального блока 4 от осажденных механических примесей и органических отложений.
Для очистки фильтровального блока 4 от АСПО включают индукционный нагреватель 16, нагревают секции пружины 17, 18 и 19 до температуры плавления АСПО, очищая фильтровальный блок для дальнейшей работы.
Пружинный фильтр с индукционным нагревом используют для очистки пластовой жидкости на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».