油田注水用纤维过滤器技术水平分析(下)
从上面2种过滤器来看, 压紧式纤维球过滤器的过滤精度较高, 但由于结构原因, 反洗不彻底,机构较复杂, 故障率较高, 结构需进一步改进。有生产厂
家尝试在反洗方面摈弃搅拌叶片, 从罐壁侧向直接泵水反洗, 可减轻对滤料的伤害。但过滤及反洗效果如何未见报道。21纤维束过滤器江汉机械研究所研究开
发的压紧式纤维束过滤器结构见图4。
近几年来该过滤器在油田的应用中取得了很好的精细过滤效果。该过滤器过滤水质指标: 进口水质含油质量浓度≤30 mg/L, 悬浮物质量浓度≤30mg/L,
出口水质含油质量浓度≤5 mg/L, 悬浮物质量浓度≤3 mg/L, 粒径≤2μm[ 1, 2 ] 。该过滤器滤料采用长1 m的纤维, 捆扎成束,固定在上滤盘。上滤盘起布水
的作用。反洗开始时, 反洗水从上进水口进入滤罐, 从下部流出; 下部升降电动机启动通过螺旋带动下托盘下行, 松开纤维束; 上部电动机带动上滤盘交替正
反转, 滤料在水中受到较大的水流冲刷。过滤时上部旋转停止, 下部升降电动机带动下托盘上行, 压紧纤维束。滤液从下部进入, 从上部流出。纤维束过滤器
水力冲刷力强, 反洗效果非常好, 这就保证了过滤精度的长期稳定。不足之处是更换滤料不方便, 需用吊车开罐取出滤料; 同时滤盘边缘部分纤维束的磨损较
严重, 上部电动机启动时功率要求较大。下部空间大, 会导致过滤器整体高度较高。
新型波轮式纤维球过滤器
从上述油田注水过滤器的分析可以看出, 如果解决了反洗问题, 压紧式纤维球过滤器具有很好的推广应用前景。鉴于此, 笔者设计了一种新型波轮式纤维
球过滤器。
在设计上纤维球被限制在压盘和波轮之间。上部采用旋转电动机通过螺旋传动带动压盘做往复运动, 下部波轮承托。压盘和波轮盘上均匀布满布水孔,
起到布水的作用。反洗时, 反洗水从下部进入罐内, 从上部流出, 罐内充满清水后进出口阀门关闭; 同时压盘上行松开滤料, 下部电动机旋转, 带动大波轮交
替正反转, 从而带动罐内静止清水迅速正反转, 使滤料受到较大的水力振荡冲刷。此过程重复数次, 直至滤料洗净。过滤时滤液高进低出,波轮停止旋转, 压盘
下行压紧纤维球, 其压紧程度由编码器预先控制。
在罐壁上也可设计捕集管, 以收集散纤维。根据纤维散落多少决定滤料的添加和更换。该过滤器实现了过滤、反洗及压紧的完全自动化控制和调节, 通过
编码器及控制系统控制上部旋转轴的旋转圈数和角度, 从而控制压盘的行程, 所
有控制均在一个控制面板上实现。这种新型波轮式纤维球过滤器结构简单, 不易
出故障。反洗充分利用水力振荡, 反洗彻底; 采用大波轮可实现在水中快速造旋, 故其转速不高且反转容易、迅速, 波轮叶片较平滑, 过滤器使其对纤维球的伤害最小。由于在反洗过程中间断使用反洗清水,比原来的反洗方式节约清水, 这在水资源稀缺的北方地区具有很大的环保意义和经济意义。与前述纤维束过滤器相比, 在同等排量下, 过滤器旋转电动机功率大为减小, 更换滤料比纤维束过滤器方便得多, 整体高度也较低。