Результат интеллектуальной деятельности: Фильтр очистки пластовой воды

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле при очистке попутной пластовой воды, нефтепродуктов и прочих технологических жидкостей, используемых в технологических процессах ремонта и профилактики нефтепромыслового оборудования.

Известен фильтр механической очистки косой, который состоит из корпуса с седлом под фильтоэлемент, отвод, фильтроэлемент в отводе, пробку на отводе и прокладку. Фильтр применяется для очистки потока от нерастворимых механических примесей в системах трубопроводов горячей и холодной воды, сжатого воздуха, масла и жидких углеводородов при температуре транспортируемой среды до 150°C (http://uaclimate.com/files/climate/schetchiki-vody/soputstvuyuschie-materialy/filtr-mehanicheskoy-ochistki-kosoy-passport.pdf).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является фильтр грубой очистки косой, который предназначен для очистки потока от механических примесей в системах подачи горячей и холодной воды, нефтепродуктов, газов и сжатого воздуха. Фильтр включает корпус с седлом под сетку, отвод, сетку в отводе, крышку на отводе, уплотнение крышки (http://www.itap-duim.ru/filter/).

Общим недостатком известных фильтров является их неспособность очищать попутную пластовую воду, несущую остатки нефти и большое количество крупных механических частиц, соединенных между собой остатками нефти. Известные фильтры быстро засоряются, остатки нефти делают непроницаемыми сетки фильтров.

В предложенном изобретении решается задача повышения работоспособности фильтра.

Задача решается тем, что в фильтре очистки пластовой воды, включающем корпус, отвод, сетку в отводе, крышку на отводе и уплотнение крышки, согласно изобретению, в качестве сетки использована сетка рабица из пружинной проволоки, свернутая в цилиндр с нахлестом от четверти до половины поверхности цилиндра с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру отвода, и длиной, равной длине от крышки до внутренней поверхности корпуса, дальней от крышки.

Сущность изобретения

Существующие фильтры для очистки воды успешно работают при фильтрации слабо загрязненных вод. На нефтепромысле технологические жидкости, главной из которых является попутная пластовая вода, содержат большое количество мелких и крупных твердых частиц, остатки нефти и нефтепродуктов. Технологические жидкости могут быть основаны на нефти и производных нефти, таких как, например, дистиллят, широкая фракция легких углеводородов и т.п. При очистке попутной пластовой воды, нефтепродуктов и прочих технологических жидкостей, используемых в технологических процессах ремонта и профилактики нефтепромыслового оборудования, подготовка жидкостей сводится к фильтрации и очистке от нерастворимых твердых взвешенных частиц неконтролируемого состава и дисперсности. При попытке фильтрации попутных пластовых вод классические фильтры быстро засоряются. Наличие в попутных сточных водах остатков нефти приводит к слипанию и укрупнению твердых нерастворимых частиц, их смачиванию нефтью и превращению в клейкие комочки, забивающие отверстия сетки фильтра. В предложенном изобретении решается задача повышения работоспособности фильтра. Задача решается следующим образом.

Предложенный фильтр очистки пластовой воды (фильтр очистки технологических жидкостей нефтепромысла) имеет цилиндрический корпус, цилиндрический отвод, сетку в отводе, крышку и уплотнение в крышке. В качестве сетки использована сетка рабица из пружинной проволоки.

На фиг. 1 представлен предложенный фильтр. На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 корпус, 2 - цилиндрический отвод, 3 - сетка, 4 - крышка, 5 - уплотнение.

Цилиндрический отвод вваривают в корпус под углом 40-50 градусов к оси корпуса. В рабочем положении цилиндрический отвод располагают внизу, а поток очищаемой воды направляют по стрелке на фиг. 1, т.е. со стороны корпуса, обратной углу 40-50 градусов.

Вычисляют длину окружности по внутреннему диаметру цилиндрического отвода по формуле L=2πR, где L - длина окружности кольца с диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрического отвода, π=3,14, R - радиус кольца с диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрического отвода. Вырезают заготовку сетки рабицы с длиной, равной длине от крышки до внутренней поверхности корпуса, дальней от крышки, и шириной, равной длине окружности L, увеличенной на величину от четверти до половины L.

Сетка рабица выполнена из металлических нитей изогнутой змеевидной формы, имеющих вид полуромба или полуквадрата. Нити переплетены и находятся в зацеплении боковыми поверхностями, а в растянутом поперек направления нитей в зацеплении вершинами полуромбов или полуквадратов. Сетка имеет свойство сохранения жесткости вдоль направления нитей и практически полного отсутствия жесткости в перпендикулярном направлении нитей. Сетку практически невозможно свернуть в рулон при сворачивании вдоль направления нитей и легко свернуть в рулон в перпендикулярном направлении. При сжатии в перпендикулярном направлении сетка легко сжимается, но за счет упругости нитей стремится восстановить прежнюю форму, т.е. распрямиться. Это свойство использовано при составлении конструкции предложенного фильтра. В цилиндрическом отводе сетка размещена продольным направлением нитей сетки вдоль отвода, что обеспечивает жесткость сетки при встрече с загрязнениями в корпусе.

При подготовке фильтра к работе сетку сворачивают в цилиндр в перпендикулярном направлению нитей направлении, несколько меньший по диаметру диаметра цилиндрического отвода, и вставляют в цилиндрический отвод. За счет упругости проволоки сетка распрямляется и прижимается к внутренней поверхности цилиндрического отвода. Вставляют уплотнение в крышку и заворачивают крышку в цилиндрический отвод. Сетка плотно прижимается к внутренней поверхности корпуса, дальней от крышки.

При протекании жидкости в фильтре в направлении потока (см. фиг. 1) сетка задерживает загрязнения в двух частях: наружной частью сетки, выступающей из отвода и внутренней частью сетки, выступающей из отвода и касающейся дальней стенки корпуса. При фильтрации образуется бугорок частиц типа песка перед сеткой. Но основная масса фильтруемых частиц ударяется о внутреннюю часть сетки, выступающей из отвода, и скапливается на дне отвода. Наружная часть сетки способствует увеличению фильтрующей способности фильтра, позволяет задерживать увеличенное количество твердых взвешенных частиц.

В качестве сетки рабицы используют сетку с ромбовидными или прямоугольными ячейками с длиной стороны ромба или прямоугольника от 2 до 10 мм. Толщина используемой проволоки составляет от 0,63 до 2 мм. В качестве проволоки для сетки используют пружинную проволоку. Диаметр цилиндрического отвода и корпуса составляет величину порядка от 60 до 89 мм (наружный диаметр), длина цилиндрического корпуса составляет величину порядка от 300 до 700 мм. Скорость потока фильтруемой пластовой воды составляет от 3 до 16 л/с. Параметры сетки выбирают в зависимости от загрязненности очищаемой жидкости.

В результате применения предложенного фильтра удается полностью очистить от загрязнений объем пластовой воды порядка от 1 и более м³ (при загрязнении фильтр можно очищать).

Применение предложенного фильтра позволит повысить работоспособность фильтра.