RU102529U1

RU102529U1 - FILTRATION COMPLEX

Info

Publication number: RU102529U1
Application number: RU2010138751/05U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко; Сергей Васильевич Кулаков; Игорь Павлович Меретяков; Евгений Вячеславович Пошвин; Олег Олегович Сосенко; Александр Петрович Балабанов; Александр Евгеньевич Зыков
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-03-10

Abstract

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, отличающийся тем, что он 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 дозированной закачки ингибитора, вмонтированным в трубопровод исходной жидкости, а контроллер выполнен с возможностью автоматического управления всеми технологическими процессами фильтрационного комплекса одновременно. A filtration complex containing thick-walled tubular housings with filtering elements, pipelines of the source, purified and untreated liquid, devices for regulating the flow and measuring the pressure of the liquid, and a controller for automatic control of electrical equipment, characterized in that it is additionally equipped with a dividing-regulating installation connected to the pipeline of the purified liquid including input dividing collector, automated fluid flow controllers, pressure output piping wires, flow meters, and a device for dosed injection of an inhibitor mounted in the pipeline of the initial liquid, and the controller is configured to automatically control all technological processes of the filtration complex at the same time.

Description

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.The utility model relates to the preparation and injection under high pressure of large volumes of a working agent, for example, water in systems for maintaining reservoir pressure or oil during hydro-jet operation of oil wells.

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.Thorough cleaning of the working agent injected into the formation, for example, by filtration, is a prerequisite for maintaining reservoir properties and increasing oil recovery. In order to minimize the contamination of the working agent by mechanical impurities from the inner walls of the distribution pipelines, the filter must be installed in the immediate vicinity of the injection wells. The controlled effect of the fluid flow on the formation using a block of pressure combs placed on the bush with program-controlled maintenance of the reservoir pressure also contributes to intensification of oil production.

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).A known filtering complex comprising a housing with filtering elements, a storage tank in the form of a hydraulic accumulator, pipelines of the source, purified and untreated water with valves and manometers, an additional pipeline of untreated water with a control valve, an electrovalve and a timer, connected via a bypass control valve to the source water pipe (patent No. 2144422 of the Russian Federation, B01D 63/00, publ. 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.A disadvantage of the known filtration complex is a violation of the continuity of the water purification process during regeneration, performed using a hydraulic accumulator. In addition, to ensure high throughput, the filter must have a significant housing size, which limits the allowable working fluid pressure.

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).A water distribution device is known that comprises an inlet pressure pipe formed by branch pipes of autonomous modules, inlet discharge valves with interchangeable fittings in the shut-off elements, compensating elements, flow sensors, outlet discharge valves, drain valves and a drain pipe formed by branch pipes of autonomous modules, an apparatus unit and a protection device from corrosion of equipment (RF Patent for utility model No. 10213, E21B 43/20, 1999).

Недостатком водораспределительного устройства является отсутствие системы очистки рабочего агента от механических примесей.The disadvantage of the water distribution device is the lack of a system for cleaning the working agent from mechanical impurities.

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).A well-known automated dividing-regulating installation for high pressure, containing an input dividing manifold, discharge outlet conduits connected to the collector through discrete-type automated fluid flow regulators, flow meters, and a controller (RF Patent Utility Model No. 49924, F04B 23/00, 2005).

Недостаток автоматизированной делительно-регулирующей установки состоит в том, что рабочий агент, распределяемый по скважинам, содержит частицы загрязнений различного происхождения.The disadvantage of an automated dividing-regulating installation is that the working agent distributed in the wells contains particles of pollution of various origins.

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).Closest to the claimed one is a filtration complex, consisting of thick-walled tubular housings with one filter element in each, pipelines of source, purified and untreated water connected by collectors, devices for regulating the flow and measuring pressure on pipelines interacting with each other to create inside the housings one by one countercurrent of purified water, and a controller for automatic control of electrical equipment (RF Patent for utility model No. 68345, B01D 27/04, 2007).

Недостатком известного комплекса является отсутствие возможности распределения очищенного рабочего агента по скважинам и подверженность технологического оборудования коррозии.A disadvantage of the known complex is the inability to distribute the purified working agent among the wells and the susceptibility of the process equipment to corrosion.

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.The objective of this utility model is to create a multifunctional filtration complex that combines the functions of a filter to prepare a working agent to a high degree of purity, a device for its program-controlled distribution of wells and a device for dosed injection of an inhibitor into it.

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.The specified technical result is achieved by the fact that the filtration complex containing thick-walled tubular housings with filter elements, pipelines of the source, purified and untreated liquid, devices for regulating the flow and measuring the pressure of the liquid, and a controller for automatically controlling electrical equipment, according to the utility model, is additionally equipped with a pipeline purified liquid by a dividing-regulating installation, including an input dividing collector, automated fluid flow control output pressure conduits, flow meters, and a device for dispensing a reagent source liquid in the pipe, and the controller is adapted to automatically control all process complex filtering simultaneously.

Схема предлагаемого фильтрационного комплекса приведена на фиг.A diagram of the proposed filtration complex is shown in FIG.

Комплекс состоит из двух фильтровальных линий, в каждой из которых имеется, например, по три толстостенных трубчатых корпуса с фильтрующими элементами Ф₁, Ф₂, Ф₃ и Ф₄, Ф₅, Ф₆, обвязанные трубопроводами исходной Т_и1, Т_и2, очищенной Т_о1, Т_о2 и неочищенной жидкости T_н1, Т_н2. Фильтрующие элементы Ф₁,…Ф₆ могут иметь различную конструкцию и материальное исполнение, например, быть щелевыми из профилированной проволоки. Трубопроводы исходной жидкости Т_и1, Т_и2 снабжены задвижками дисковыми ЗД₁, ЗД₃, клапанами с электроприводами КВД₁, КВД₂ и датчиками давления ДД₁, ДД₃, трубопроводы очищенной жидкости T_о1, Т_о2 - задвижками дисковыми ЗД₂, ЗД₄ и датчиками давления ДД₂, ДД₄, а трубопроводы неочищенной жидкости T_н1, Т_н2 - клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП₁, КЗРП₂ и кранами шаровыми КШ₁, КШ₂.The complex consists of two filter lines, each of which has, for example, three thick-walled tubular housings with filter elements Ф ₁ , Ф ₂ , Ф ₃ and Ф ₄ , Ф ₅ , Ф ₆ , connected by pipelines of the initial T _{and 1} , T _{and 2} , purified T _o1 , T _o2 and crude liquid T _n1 , T _n2 . The filtering elements F ₁ , ... F ₆ can have a different design and material design, for example, to be slotted from profiled wire. The pipelines of the initial fluid T _i1 , T _{and 2} are equipped with gate valves ZD ₁ , ZD ₃ , valves with electric actuators KVD ₁ , KVD ₂ and pressure sensors DD ₁ , DD ₃ , pipelines of the purified fluid T _o1 , T _o2 - gate valves ZD ₂ , ZD ₄ and pressure sensors JD _2, JD _4, and a crude liquid piping T _H1, T _H2 - shut-off valve governing the through KZRP _1, ₂ and KZRP ball valves KS _1, KS _2.

Трубопроводы очищенной жидкости T_о1, Т_о2, а также байпас Т_бп подсоединены к входному делительному коллектору К делительно-регулирующей установки, содержащей напорные выходные трубопроводы Т_вых1,…Т_вых6, на которых установлены клапаны запорно-регулирующие проходные КЗРП₃,…КЗРП₈, краны шаровые КШ₃,…КШ₈, расходомеры РМ₁,…РМ₆ и датчики давления ДД₅,…ДД₁₀. К трубопроводам исходной жидкости Т_и1, Т_и2 подведено устройство для дозированной закачки ингибитора УДР. Датчики давления ДД₁,…ДД₁₀ вмонтированы в трубопроводы с помощью вентилей ВН₁…ВН₁₀, а манометр MH₁ на входе в фильтрационный комплекс снабжен вентилем ВН₁₁.The pipelines of the cleaned liquid T _o1 , T _o2 , as well as the bypass T _{bp are} connected to the input dividing manifold K of the dividing and regulating installation, which contains pressure output pipelines T _o1 , ... T _oo6 , on which are installed valves locking and regulating through passage KZRP ₃ , ... KZRP ₈ , ball valves КШ ₃ , ... КШ ₈ , flow meters РМ ₁ , ... РМ ₆ and pressure sensors ДД ₅ , ... ДД ₁₀ . A device for the metered injection of a UDR inhibitor is connected to the pipelines of the initial liquid T _{and 1} , T _{and 2} . Pressure sensors DD ₁ , ... DD _{10 are} mounted in pipelines using valves VN ₁ ... VN ₁₀ , and the manometer MH ₁ at the inlet to the filtration complex is equipped with a valve VN ₁₁ .

Контроллер (не показан) обеспечивает управление клапанами с электроприводами КВД₁, КВД₂, КВД₃ и клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП₁, КЗРП₂, вмонтированными в трубопроводы исходной Т_и1, Т_и2, очищенной Т_о1, Т_о2 и неочищенной жидкости T_н1, Т_н2 и байпас Т_бп, а также клапанами запорно-регулирующими проходными КЗРП₃,…КЗРП₈ в напорных выходных трубопроводах T_вых1,…Т_вых6 в зависимости от показаний датчиков давления ДД₁,…ДД₁₀ и расходомеров РМ₁,…РМ₆. Кроме того, контроллер регулирует программируемую закачку ингибитора.A controller (not shown) provides control of valves with electric actuators KVD ₁ , KVD ₂ , KVD ₃ and shut-off control valves through passage KZRP ₁ , KZRP ₂ mounted in the pipelines of the initial T _{and 1} , T _{and 2} , purified T _o1 , T _o2 and crude liquid T _N1 , T _n2 and bypass T _bp , as well as shut-off control valves through passage KZRP ₃ , ... KZRP ₈ in pressure output pipelines T _out1 , ... T _out6 depending on the readings of pressure sensors DD ₁ , ... DD ₁₀ and flow meters PM ₁ , ... PM ₆ . In addition, the controller controls the programmable injection of the inhibitor.

Фильтрационный комплекс работает следующим образом. Исходная жидкость с механическими загрязнениями под высоким давлением, регистрируемым манометром MH₁, 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 КВД₁ и КВД₂ жидкость подается в один из трубопроводов исходной жидкости, например, Т_и1, а затем распределяется по трубчатым корпусам с фильтрующими элементами Ф₁, Ф₂, Ф₃. В режиме фильтрации задвижки дисковые ЗД₁,…ЗД₄ находятся в открытом положении и закрываются лишь при проведении ремонтных работ на фильтровальных линиях.The filtration complex works as follows. The source liquid with mechanical impurities under high pressure, recorded by the manometer MH ₁ , enters the inlet of the filter complex. Here, the inhibitor is pumped into the initial liquid using the UDR device in an amount determined by the liquid flow rate. Using automatically operated valves with electric drives KVD ₁ and KVD _{2, the} liquid is supplied to one of the pipelines of the initial liquid, for example, T _{and 1} , and then distributed through tubular housings with filter elements Ф ₁ , Ф ₂ , Ф ₃ . In the filtration mode, gate valves ZD ₁ , ... ZD ₄ are in the open position and are closed only when repair work is carried out on the filter lines.

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_о1 и по нему достигает входного делительного коллектора Кд делительно-регулирующей установки.The liquid is filtered through slotted filter elements, while the mechanical impurities contained in it, the size of which exceeds the width of the slit, are delayed in front of the slit. The purified liquid enters the pipeline of the purified liquid T _o1 and through it reaches the inlet dividing collector Kd of the dividing-regulating installation.

При открытых шаровых кранах КШ₃,... КШ₈ жидкость распределяется по регуляторам расхода, роль которых выполняют клапаны запорно-регулирующие проходные КЗРП₃,…КЗРП₈, размещенные в напорных выходных трубопроводах Т_вых1,…Т_вых6. Контроллер регулирует проходное сечение в клапанах КЗРП₃,…КЗРП₈ в зависимости от показаний датчиков давления ДД₅,…ДД₁₀, расходомеров РМ₁,…РМ₆ и технологической карты, обеспечивая тем самым заданный расход жидкости на выходе из трубопроводов Т_вых1,…Т_вых6.With open ball valves KSh ₃ , ... KSh _{8, the} liquid is distributed among the flow regulators, the valves of which are the shut-off and control checkpoint valves КЗРП ₃ , ... КЗРП ₈ , which are located in the pressure outlet pipelines T _out1 , ... T _out6 . The controller controls the flow area in the valves KZRP ₃ , ... KZRP ₈ , depending on the readings of pressure sensors DD ₅ , ... DD ₁₀ , flow meters PM ₁ , ... PM ₆ and the flow chart, thereby ensuring a given liquid flow rate at the outlet of pipelines T _out1 , ... T _out6 .

По мере загрязнения щелевых фильтрующих элементов Ф₁, Ф₂, Ф₃ в трубчатых корпусах возрастает перепад давления на первой фильтровальной линии в целом, который фиксируется датчиками давления ДД₁ и ДД₂. Сигнал от датчиков поступает в программируемый контроллер, где происходит его обработка. При достижении перепадом давления критического значения в контроллере формируются команды на открытие клапана КВД₂ в трубопроводе исходной жидкости Т_И2 второй фильтровальной линии и на закрытие клапана КВД₁ на первой фильтровальной линии, а также на открытие клапана запорно-регулирующего проходного КЗРП₁ в трубопроводе неочищенной жидкости Т_н1.As the slit filter elements f ₁ , f ₂ , f ₃ become contaminated in the tubular housings, the pressure drop across the first filter line as a whole increases, which is detected by pressure sensors DD ₁ and DD ₂ . The signal from the sensors enters the programmable controller, where it is processed. When the pressure difference reaches a critical value in the controller, commands are formed to open the valve KVD ₂ in the pipeline of the initial liquid T _{I2 of the} second filter line and to close the valve KVD ₁ on the first filter line, as well as to open the valve of the shut-off-control passage KZRP ₁ in the pipeline of the crude liquid T _n1 .

После этого очистка жидкости начинается на второй фильтровальной линии с помощью фильтрующих элементов Ф₄, Ф₅, Ф₆ в трубчатых корпусах. При этом часть очищенной жидкости поступает внутрь загрязненных фильтрующих элементов Ф₁, Ф₂, Ф₃ и противотоком вымывает накопленные примеси, которые по трубопроводу неочищенной жидкости Т_н1 через кран шаровый КШ₁ отправляются в дренаж для последующей утилизации. Промывка фильтрующих элементов Ф₁, Ф₂, Ф₃ контролируется по времени или объему прокаченной жидкости. По завершению промывки с контроллера поступает сигнал на закрытие клапана запорно-регулирующего проходного КЗРП₁ в трубопроводе неочищенной жидкости Т_н1.After this, the cleaning of the liquid begins on the second filter line with the help of filter elements F ₄ , F ₅ , F ₆ in tubular housings. At the same time, part of the purified liquid enters the contaminated filter elements Ф ₁ , Ф ₂ , Ф ₃ and countercurrently leaches accumulated impurities, which are sent to the drainage valve KSh ₁ through the pipeline of the crude liquid Т _н1 for drainage for subsequent disposal. The washing of the filter elements F ₁ , F ₂ , F _{3 is} controlled by the time or volume of the pumped liquid. Upon completion of the flushing, the controller receives a signal to close the valve of the shut-off-control through passage KZRP ₁ in the pipeline of untreated liquid T _n1 .

Очищенная на второй фильтровальной линии жидкость по трубопроводу Т_о2попадает во входной делительный коллектор К_д делительно-регулирующей установки, в которой распределяется описанным выше образом по напорным выходным трубопроводам Т_вых1,…Т_вых6.The liquid purified on the second filter line through the pipeline T _o2 enters the inlet dividing manifold K _{d of the} dividing-regulating installation, in which it is distributed in the manner described above through the pressure outlet pipelines T _out1 , ... T _out6 .

Промывка фильтрующих элементов Ф₄, Ф₅, Ф₆ в трубчатых корпусах после их загрязнения выполняется также, как для фильтрующих элементов Ф₁, Ф₂, Ф₃.The washing of the filter elements F ₄ , F ₅ , F ₆ in the tubular housings after their contamination is performed in the same way as for the filter elements F ₁ , F ₂ , F ₃ .

В случае возникновения нештатной ситуации на обеих фильтровальных линиях поток жидкости отводится с помощью клапана с электроприводом КВД₃ на байпасную линию Т_бп, соединенную с делительным коллектором К_д.In the event of an emergency on both filter lines, the fluid flow is diverted using the valve with electric drive KVD ₃ to the bypass line T _BP connected to the dividing collector K _d .

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.Thus, the proposed filtration complex provides not only uninterrupted cleaning of the liquid to the required quality, but also its distribution according to a given program through the collector to the pipelines with simultaneous measurement of flow and pressure, as well as imparting special properties to it by introducing a reagent.

Claims

A filtration complex containing thick-walled tubular housings with filtering elements, pipelines of the source, purified and untreated liquid, devices for regulating the flow and measuring the pressure of the liquid, and a controller for automatic control of electrical equipment, characterized in that it is additionally equipped with a dividing and regulating unit connected to the purified liquid pipeline including an input dividing collector, automated regulators of a liquid flow, pressure head output pipe wires, flow meters, and a device for dosed injection of an inhibitor mounted in the pipeline of the initial liquid, and the controller is configured to automatically control all technological processes of the filtration complex at the same time.