RU107067U1

RU107067U1 - FILTRATION COMPLEX

Info

Publication number: RU107067U1
Application number: RU2011103625/05U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-08-10

Abstract

1. Фильтрационный комплекс, содержащий фильтры в виде толстостенных трубчатых корпусов с крышкой и щелевым фильтрующим элементом, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды, делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода и давления, напорные выходные трубопроводы, контроллер для автоматического управления электрооборудованием, отличающийся тем, что щелевой фильтрующий элемент установлен в корпусе с возможностью вращения, в крышке корпуса через систему уплотнений проходит вал, присоединенный одним концом к щелевому фильтрующему элементу, другим - к приводу вращения, а на внутренней стенке корпуса размещено устройство для регенерации. ! 2. Фильтрационный комплекс по п.1, отличающийся тем, что устройство регенерации выполнено в виде щеточной рейки и/или скребка, и/или их комбинации, закрепленных на внутренней образующей трубчатого корпуса с возможностью регулирования зазора между режущей кромкой скребка или рядами щетинок и щелевым фильтровальным элементом. ! 3. Фильтрационный комплекс по п.1, отличающийся тем, что привод вращения размещается на крышке трубчатого корпуса и приводится в действие вручную или от мотора-редуктора. 1. A filtration complex containing filters in the form of thick-walled tubular housings with a cover and a slit filter element, pipelines of the source, purified and untreated water, a dividing manifold, automated flow and pressure regulators, pressure head pipelines, a controller for automatic control of electrical equipment, characterized in that the slotted filter element is rotatably mounted in the housing; in the housing cover, a shaft is connected through the sealing system through one end of the shaft filter element, the other to the rotation drive, and on the inner wall of the housing there is a device for regeneration. ! 2. The filtration complex according to claim 1, characterized in that the regeneration device is made in the form of a brush rail and / or scraper, and / or combinations thereof, mounted on the inner generatrix of the tubular body with the possibility of adjusting the gap between the cutting edge of the scraper or rows of bristles and crevice filter element. ! 3. The filtration complex according to claim 1, characterized in that the rotation drive is placed on the lid of the tubular housing and is driven manually or from a gear motor.

Description

Полезная модель относится преимущественно к установкам подготовки и распределения воды в системах поддержания пластового давления (ППД).The utility model relates mainly to water treatment and distribution systems in reservoir pressure maintenance systems.

Условием сохранения коллекторских свойств и нефтеотдачи пласта является использование очищенной воды в системе ППД. При этом фильтр для очистки воды необходимо устанавливать вблизи нагнетательных скважин для предотвращения попадания в воду механических загрязнений со стенок разводящих трубопроводов. Такое расположение фильтра предполагает, что закачиваемая вода находится под высоким давлением.A condition for the conservation of reservoir properties and oil recovery is the use of purified water in the RPM system. In this case, the filter for water treatment must be installed near injection wells to prevent mechanical contaminants from entering the water from the walls of the distribution pipelines. This arrangement of the filter suggests that the injected water is under high pressure.

Известен фильтр, 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, В01D 63/00, опубл. 20.01.2000).A known filter containing 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. 01.20.2000).

Недостаток фильтра состоит в том, что при его регенерации, выполняемой с помощью гидравлического аккумулятора, прерывается процесс очистки воды. Кроме того, фильтр с большой пропускной способностью имеет значительные размеры корпуса и не пригоден для работы с высоким давлением воды.The disadvantage of the filter is that when it is regenerated using a hydraulic accumulator, the water treatment process is interrupted. In addition, the filter with a high throughput has a significant housing size and is not suitable for operation with high water pressure.

Известен фильтр щелевой ножевой, содержащий корпус, верхнюю крышку с мотором-редуктором, нижнюю камеру, штуцеры для входа загрязненной и выхода очищенной воды и осадка, вращающийся щелевой фильтрующий элемент и нож для съема механических примесей с регулируемым зазором между режущей кромкой и фильтровальным элементом (Патент №2329085 РФ, B01D 29/44, 2008).Known filter slotted knife containing a housing, an upper cover with a gear motor, a lower chamber, fittings for the input of contaminated and purified water and sediment, a rotating slotted filter element and a knife for removing mechanical impurities with an adjustable gap between the cutting edge and the filter element (Patent No. 2329085 RF, B01D 29/44, 2008).

Щелевой ножевой фильтр не пригоден для использования в системах ППД из-за ограниченных функциональных возможностей - невысокой пропускной способности и невозможности работы с высоким давлением воды.The slotted knife filter is not suitable for use in PPD systems due to limited functionality - low throughput and the inability to work with high water pressure.

Известна установка для фильтрации воды, состоящая из фильтров в виде 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 на полезную модель №68345 В01D 27/04, 2007).A known installation for water filtration, consisting of filters in the form of thick-walled tubular housings with one filter element in each, the pipelines of the source, purified and untreated water connected by collectors, devices for regulating the flow and measuring pressure on pipelines interacting with each other to create alternately inside countercurrent purified water bodies, and a controller for automatic control of electrical equipment (Utility Model Patent No. 68345 B01D 27/04, 2007).

Недостатком установки для фильтрации является высокий расход воды на промывку загрязненных фильтрующих элементов и отсутствие системы распределения подготовленной воды по скважинам.The disadvantage of the installation for filtration is the high water consumption for washing contaminated filter elements and the lack of a system for distributing prepared water in wells.

Известен фильтрационный комплекс, содержащий фильтры в виде толстостенных трубчатых корпусов с одним щелевым фильтрующим элементом в каждом, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды, делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода и давления, напорные выходные трубопроводы, контроллер для автоматического управления электрооборудованием (патент РФ по заявке на ПМ №2010138751/05 (055364) - решение о выдаче от 11.11.2010 г.)A known filtration complex containing filters in the form of thick-walled tubular housings with one slit filter element in each, pipelines of the source, purified and untreated water, a dividing manifold, automated flow and pressure regulators, pressure output pipelines, a controller for automatic control of electrical equipment (RF patent on request at PM No. 2010138751/05 (055364) - a decision on extradition dated 11.11.2010)

Недостатком фильтрационного комплекса является низкая эффективность регенерации щелевых фильтрующих элементов, осуществляемой противотоком, и большие потери очищенной воды на регенерацию.The disadvantage of the filtration complex is the low efficiency of the regeneration of the slit filter elements carried out by the counterflow, and the large losses of purified water for regeneration.

Задачей настоящей полезной модели является создание фильтрационного комплекса с увеличенной эффективностью регенерации, предназначенного для очистки воды и распределения ее по скважинам.The objective of this utility model is to create a filtration complex with increased regeneration efficiency, designed to purify water and distribute it in wells.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрационном комплексе, содержащем фильтры в виде толстостенных трубчатых корпусов с крышкой и щелевым фильтрующим элементом, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды, делительный коллектор, автоматизированные регуляторы расхода и давления, напорные выходные трубопроводы, контроллер для автоматического управления электрооборудованием, согласно полезной модели, щелевой фильтрующий элемент установлен в корпусе с возможностью вращения, в крышке через систему уплотнений проходит вал, присоединенный одним концом к щелевому фильтрующему элементу, другим - к приводу вращения, а на внутренней стенке корпуса размещено устройство для регенерации.The specified technical result is achieved by the fact that in the filtration complex containing filters in the form of thick-walled tubular housings with a cover and a slit filter element, pipelines of the source, purified and untreated water, a dividing manifold, automated flow and pressure regulators, pressure head pipelines, a controller for automatic control according to the utility model, the slotted filter element is installed in the housing with the possibility of rotation in the lid through the sealing system The shaft passes through one end connected to the slit filter element, the other to the rotation drive, and a regeneration device is placed on the inner wall of the housing.

Устройство регенерации для удаления механических частиц из щели фильтрующего элемента и восстановления его пропускной способности может быть выполнено в виде щеточной рейки, скребка или их комбинации, закрепленных по-отдельности или вместе на внутренней образующей корпуса с обеспечением контакта между рядами щетинок или скребком и щелевым фильтровальным элементом.A regeneration device for removing mechanical particles from the slit of the filter element and restoring its throughput can be made in the form of a brush rail, scraper, or a combination thereof, individually or together mounted on the inner generatrix of the housing to ensure contact between the rows of bristles or the scraper and the slit filter element .

Для повышения эффективности удаления частиц из щели устройство регенерации может содержать ударный механизм, взаимодействующий с вращающимся щелевым фильтрующим элементом.To increase the efficiency of removing particles from the slit, the regeneration device may include a percussion mechanism interacting with a rotating slotted filter element.

Привод вращения монтируется на крышке корпуса фильтра и приводится в действие от мотора-редуктора или вручную.The rotation drive is mounted on the cover of the filter housing and is driven by a gear motor or manually.

Схема предлагаемого фильтрационного комплекса приведена на фиг.1, на фиг.2 представлено схематичное изображение фильтра.A diagram of the proposed filtration complex is shown in figure 1, figure 2 presents a schematic illustration of a filter.

Фильтрационный комплекс (фиг.1) состоит из двух фильтровальных линий, в которых имеется по два фильтра Ф1, Ф2, и Ф3, Ф4. Фильтры обвязаны трубопроводами исходной воды Ти1, Ти2 с задвижками дисковыми 3Д1, 3Д2, клапанами с электроприводами КВД1, КВД2 и датчиками давления ДД1, ДД3, трубопроводами очищенной воды То1, То2 с задвижками дисковыми 3Д2, 3Д4 и датчиками давления ДД2, ДД4, трубопроводами неочищенной воды Тн1, Тн2 с клапанами запорно-регулирующими проходными К3РП1, К3РП2 и кранами шаровыми КШ1, КШ2. Трубопроводы То1, То2 подсоединены к входному делительному коллектору Кд, от которого отходят напорные выходные трубопроводы Твых1,… Твых4 с установленными на них клапанами К3РП3,…, К3РП6, кранами шаровыми КШ3,…, КШ6, расходомерами РМ1,…,РМ4 и датчиками давления ДД5,…, ДД8. Подвод исходной воды к фильтровальному комплексу соединен напрямую с коллектором Кд через клапан КВД3 и байпас Тбп. Контроллер (не показан) обеспечивает управление клапанами КВД1, КВД2, КВД3 и К3РП1, К3РП2 в трубопроводах Ти1, Ти2, То1, То2, Тн1, Тн2, Тбп и клапанами К3РП3,…, К3РП6 в трубопроводах Твых1,…, Твых4 в зависимости от показаний датчиков давления ДД1,…, ДД4, ДД5,…, ДД8 и расходомеров РМ1…, РМ4.The filtration complex (figure 1) consists of two filter lines, in which there are two filters F1, F2, and F3, F4. Filters are tied up with Ti1, Ti2 source water pipelines with butterfly valves 3D1, 3D2, valves with electric actuators KVD1, KVD2 and pressure sensors DD1, DD3, purified water pipelines To1, To2 with butterfly valves 3D2, 3D4 and pressure sensors DD2, DD4, non-filtered water, Тн1, Тн2 with valves locking regulating K3RP1, K3RP2 through passage and spherical cranes KSh1, KSh2. The pipelines To1, To2 are connected to the inlet dividing manifold Kd, from which the discharge pipelines Twy1, ... Twy4 with valves K3RP3, ..., K3RP6 installed on them, ball valves KSh3, ..., KSh6, flow meters PM1, ..., PM4 and pressure sensors DD5 , ..., DD8. The supply of source water to the filter complex is connected directly to the collector Kd through the valve KVD3 and bypass Tbp. A controller (not shown) provides control of the valves KVD1, KVD2, KVD3 and K3RP1, K3RP2 in the pipelines Ti1, Ti2, To1, To2, TN1, TN2, Tbp and valves K3RP3, ..., K3RP6 in the pipelines Tyv1, ..., Tyv4 depending on pressure sensors DD1, ..., DD4, DD5, ..., DD8 and flow meters PM1 ..., PM4.

Фильтр Ф1,…, Ф4 (фиг.2) представляет собой толстостенный трубчатый корпус 1 с крышкой 2, в котором имеется один щелевой фильтрующий элемент 3, установленный на валу 4, проходящим через крышку 2. Вал 4 приводится во вращение с помощью привода 5, размещенного на крышке 2. На внутренней образующей корпуса 1 закреплена щеточная рейка 6 с возможностью регулирования зазора между рядами щетинок и фильтрующим элементом 3.The filter F1, ..., F4 (figure 2) is a thick-walled tubular housing 1 with a cover 2, in which there is one slotted filter element 3 mounted on the shaft 4 passing through the cover 2. The shaft 4 is driven by a drive 5, located on the cover 2. On the inner generatrix of the housing 1 is fixed brush rail 6 with the ability to adjust the gap between the rows of bristles and the filter element 3.

Фильтрационный комплекс работает следующим образом.The filtration complex works as follows.

Загрязненная механическими примесями вода поступает под высоким давлением на вход фильтровального комплекса (фиг.1). С помощью работающих в автоматическом режиме клапанов КВД1 и КВД2 вода подается, например, в трубопровод Ти1, а затем распределяется по фильтрам Ф1, Ф2. Задвижки 3Д1,…,3Д4 при работе фильтрационного комплекса находятся в открытом положении и закрываются на период проведения ремонтных работ на фильтровальных линиях.Contaminated by mechanical impurities, the water enters under high pressure at the inlet of the filter complex (figure 1). With the help of automatic valves KVD1 and KVD2, water is supplied, for example, to the Ti1 pipeline, and then distributed through the filters F1, F2. Valves 3D1, ..., 3D4 during operation of the filtration complex are in the open position and are closed for the period of repair work on the filter lines.

Вода фильтруется через щелевые фильтрующие элементы 3 (фиг.2), при этом содержащиеся в ней механические примеси, размер которых превышает ширину щели, задерживаются перед щелью. Очищенная вода попадает в трубопровод То1 и по нему достигает коллектора Кд. При открытых шаровых кранах КШ3,…,КШ6 вода распределяется через клапаны К3РП3,…, К3РП6 по трубопроводам Твых1, Твых4. Контроллер регулирует проходное сечение в клапанах К3РП3,…, К3РП6 в зависимости от показаний датчиков давления ДД5…ДД8, расходомеров РМ1…, РМ4 и данных технологической карты, обеспечивая требуемый расход воды на выходе из трубопроводов Твых1,…Твых4 и ее контролируемую подачу по скважинам.Water is filtered through slotted filter elements 3 (figure 2), 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 water enters the To1 pipeline and through it reaches the collector Cd. With open ball valves KSh3, ..., KSh6, water is distributed through the valves K3RP3, ..., K3RP6 through the pipelines Tyv1, Tyv4. The controller controls the flow area in the valves K3RP3, ..., K3RP6 depending on the readings of the pressure sensors DD5 ... DD8, flow meters PM1 ..., PM4 and process data, providing the required water flow at the outlet of the pipelines Tyv1, ... Tyv4 and its controlled flow through the wells.

Загрязнение щелевых фильтрующих элементов 3 в фильтрах Ф1, Ф2 на первой фильтровальной линии фиксируется по повышению перепада давления между датчиками ДД1 и ДД2, сигнал от которых передается в программируемый контроллер. При достижении перепадом давления критического значения в контроллере формируются команды на открытие клапана КВД2 в трубопроводе Ти2, закрытие клапана КВД1 в трубопроводе Ти1, открытие клапана К3РП1 в трубопроводе Тн1 и включение приводов 5 для вращения валов 4 фильтрующих элементов 3 в фильтрах Ф1, Ф2. В результате этих действий процесс очистки воды на первой фильтровальной линии сменяется процессом регенерации фильтров Ф1, Ф2, а очистка воды начинается в фильтрах Ф3, Ф4 второй фильтровальной линии.The pollution of the slotted filter elements 3 in the filters F1, F2 on the first filter line is recorded by increasing the pressure drop between the sensors DD1 and DD2, the signal from which is transmitted to the programmable controller. When the pressure difference reaches a critical value in the controller, commands are formed to open the valve KVD2 in the pipeline Ti2, close the valve KVD1 in the pipeline Ti1, open the valve K3RP1 in the pipeline Тн1 and turn on the actuators 5 to rotate the shafts 4 of the filter elements 3 in the filters Ф1, Ф2. As a result of these actions, the water purification process on the first filter line is replaced by the regeneration process of the filters F1, F2, and water purification begins in the filters F3, F4 of the second filter line.

Часть очищенной жидкости подается со второй фильтровальной линии противотоком в фильтры Ф1, Ф2 и вымывает загрязнения, накопленные в щелях фильтрующих элементов 3. Вращение последних от приводов 5 ускоряет процесс регенерации, так как щеточная рейка 6 удаляет механические загрязнения из щели со всей поверхности фильтрующего элемента. Загрязнения подхватываются водой и по трубопроводу Тн1 через кран КШ1 отправляются в дренаж на последующую утилизацию. Продолжительность очистки фильтрующих элементов 3 в фильтрах Ф1, Ф2 регулируется контроллером. По завершению промывки с контроллера поступает сигнал на закрытие клапана К3РП1 в трубопроводе Тн1 и отключение приводов вращения 5.A part of the purified liquid is supplied from the second filter line in counterflow to the filters F1, F2 and leaches the dirt accumulated in the slots of the filter elements 3. Rotating the latter from the drives 5 accelerates the regeneration process, since the brush rail 6 removes mechanical impurities from the gap from the entire surface of the filter element. Pollution is picked up by water and sent through the pipeline ТН1 through the crane КШ1 to the drainage for subsequent disposal. The duration of the cleaning of the filter elements 3 in the filters F1, F2 is regulated by the controller. Upon completion of the flushing, the controller receives a signal to close the valve K3RP1 in the pipeline Тн1 and turn off the rotation drives 5.

За счет механического и гидравлического воздействия на щелевые фильтрующие элементы существенно уменьшается время на их регенерацию, и снижаются непроизводительные потери воды на промывку.Due to the mechanical and hydraulic effects on the slit filter elements, the time for their regeneration is significantly reduced, and unproductive washing water losses are reduced.

Очищенная на второй фильтровальной линии вода по трубопроводу То2 попадает в коллектор Кд и распределяется описанным выше образом по трубопроводам Твых1,… Твых4 и далее - по скважинам.The water purified on the second filter line through the To2 pipeline enters the Kd collector and is distributed as described above through the Twy1, ... Twy4 pipelines and then through the wells.

При загрязнении щелевых фильтрующих элементов 3 в фильтрах Ф3, Ф4 на второй фильтровальной линии возрастает перепад давления между датчиками ДД3 и ДД4. После получения и обработки соответствующего сигнала контроллер открывает клапаны КВД1 и К3РП2 в трубопроводах Ти1 и Тн2 и закрывает клапаны КВД2 и К3РП1 в трубопроводах Ти2 и Тн1 соответственно, а также включает приводы вращения 5 в фильтрах Ф3, Ф4. Таким образом, на второй фильтровальной линии начинается регенерация фильтрующих элементов, а процесс очистки воды вновь переключается на первую фильтровальную линию.When contaminated slotted filter elements 3 in the filters F3, F4 on the second filter line increases the pressure drop between the sensors DD3 and DD4. After receiving and processing the corresponding signal, the controller opens the valves KVD1 and K3RP2 in the pipelines Ti1 and Tn2 and closes the valves KVD2 and K3RP1 in the pipelines Ti2 and Tn1, respectively, and also includes rotation drives 5 in the filters Ф3, Ф4. Thus, on the second filter line, the regeneration of the filter elements begins, and the water treatment process again switches to the first filter line.

Предлагаемый фильтрационный комплекс характеризуется применительно к использованию в системе ППД высокой пропускной способностью, возможностью работы при высоком давлении воды, бесперебойной очисткой воды до требуемого качества и распределением по трубопроводам с одновременным замером параметров процесса.The proposed filtration complex is characterized in relation to the use of high throughput in the PPD system, the ability to work at high water pressure, uninterrupted water purification to the required quality and distribution through pipelines while measuring process parameters.

Claims

1. A filtration complex containing filters in the form of thick-walled tubular housings with a cover and a slit filter element, pipelines of the source, purified and untreated water, a dividing manifold, automated flow and pressure regulators, pressure head pipelines, a controller for automatic control of electrical equipment, characterized in that the slotted filter element is rotatably mounted in the housing; in the housing cover, a shaft is connected through the sealing system through one end of the shaft filter element, the other to the rotation drive, and on the inner wall of the housing there is a device for regeneration.

2. The filtration complex according to claim 1, characterized in that the regeneration device is made in the form of a brush rail and / or scraper, and / or combinations thereof, mounted on the inner generatrix of the tubular body with the possibility of adjusting the gap between the cutting edge of the scraper or rows of bristles and crevice filter element.

3. The filtration complex according to claim 1, characterized in that the rotation drive is placed on the lid of the tubular housing and is driven manually or from a gear motor.