УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ

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.
1
5
1
5
1
5
И1
И5
И
О1
О5
О
H1
H5
H
Установка состоит из нескольких, например, из пяти корпусов К, ..., К, в которых размещены фильтроэлементы Ф, ..., Ф. Корпуса К, ..., К обвязаны трубопроводами исходной воды Т, ..., Т с раздаточным коллектором К, трубопроводами очищенной воды Т, ..., Т со сборочным коллектором К, трубопроводами неочищенной воды Т, ..., Т со сборочным коллектором К.
И1
И5
И1
И5
И1
И5
О1
O5
О1
О5
Н1
Н5
Н1
Н5
Трубопроводы исходной воды Т, ..., Т снабжены устройствами для регулирования расхода воды - шаровыми кранами с электроприводами КШЭ, ..., КШЭ и датчиками давления ДД, ..., ДД. В свою очередь, трубопроводы T, ..., Т снабжены датчиками давления ДД, ..., ДД, а трубопроводы неочищенной воды Т, ..., Т снабжены шаровыми кранами с электроприводами КШЭ, ..., КШЭ.
И1
И5
Н1
H5
O1
О5
Условный диаметр проходных сечений шаровых кранов с электроприводами КШЭ, ..., КШЭ и трубопроводов неочищенной воды Т, ..., Т выбирают в 2-5 раз меньше, чем трубопроводов очищенной воды T, ..., Т, для того, чтобы минимизировать потери воды при промывке фильтроэлементов.
Установка для фильтрации воды работает следующим образом.
и
И1
И5
1
5
1
Исходная жидкость подается с помощью насоса (не показан) на раздаточный коллектор К, попадает в трубопроводы исходной воды Т, ..., Т и оказывается на входе в фильтры Ф, ..., Ф, размещенные в корпусах K,
5
И1
И5
Н1
Н5
1
5
О1
O5
О
..., K. При этом в режиме фильтрации все шаровые краны КШЭ, ..., КШЭ открыты, а все шаровые краны КШЭ, ..., КШЭ закрыты. Прошедшая через фильтры Ф, ..., Ф жидкость очищается, попадает в трубопроводы очищенной воды T, ..., Т, собирается в коллекторе К и направляется к потребителю.
1
5
И1
И5
О1
О5
1
5
1
Загрязненность фильтроэлементов Ф, ..., Ф оценивается по разности показаний датчиков давления ДД, ..., ДД и ДД, ..., ДД перед и после соответствующего фильтроэлемента. При возрастании перепада давления выше критического со станции управления (не показана) поступает сигнал на регенерацию фильтроэлементов Ф, ..., Ф, которая начинается с первого из них Ф и далее - по порядку.
И1
И1
1
Н1
Сигнал сопровождается закрытием шарового крана КШЭ на трубопроводе исходной воды Т и прекращением подачи воды на фильтроэлемент Ф. Одновременно происходит открытие шарового крана КШЭ на трубопроводе неочищенной жидкости.
Н1
О1
О
O1
1
Учитывая, что в трубопроводе неочищенной воды Т давление значительно ниже, чем в трубопроводе очищенной воды T, очищенная жидкость из сборочного коллектора К по трубопроводу T течет противотоком и попадает на фильтроэлемент Ф со стороны чистой поверхности.
1
Н1
H1
Н
1
О2
O5
Механические примеси вымываются из фильтроэлемента Ф потоком очищенной жидкости. Загрязненная примесями жидкость через шаровой кран КШЭ попадает в трубопровод неочищенной воды Т, затем в сборочный коллектор К и оказывается в дренаже. На очистку фильтроэлемента Ф расходуется очищенной воды в 16-25 раз меньше, чем протекает за единицу времени в любом из работающих в режиме фильтрации трубопроводов очищенной воды T, ..., Т.
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.
1
Н1
И1
1
2
5
После промывки фильтроэлемента Ф шаровой кран КШЭ закрывается, одновременно открывается шаровой кран КШЭ и фильтроэлемент Ф переводится в режим фильтрации. Затем начинается регенерация фильтроэлемента Ф и так далее вплоть до Ф 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.