RU60391U1

RU60391U1 - FILTER SEPARATOR FOR DEGASING AND CLEANING OF PLASTIC WATER REMOVED FROM A METANO-ANGLE WELL (OPTIONS)

Info

Publication number: RU60391U1
Application number: RU2006112334/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Мирославович Карасевич; Николай Миронович Сторонский; Александр Викторович КЕЙБАЛ; Станислав Владимирович Баранцевич; Анна Александровна Кейбал
Original assignee: Открытое акционерное общество "Промгаз" (ОАО "Промгаз")
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Фильтр-сепаратор для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, относится к области горной промышленности и предназначен для использования в технологическом процессе добычи метана из газоносных угольных пластов, а также, может найти применение, например, при необходимости дегазации жидкости и ее очистки от механических примесей. В первом варианте фильтр-сепаратор включает цилиндрический корпус с входным тангенциальным, выходным и выпускным осевым отводами, установленную на корпусе крышку с осевым каналом. Внутри корпуса соосно размещены каркас со сквозными радиальными каналами, фильтрующий элемент, разделительный патрубок, сообщенный в своей верхней части с полостью, образованной каркасом, крышкой и собственно разделительным патрубком, и с осевым каналом в крышке, а также отражатель. Цилиндрический корпус имеет внутренний кольцевой выступ, взаимодействующий с нижней частью каркаса. Фильтрующий элемент размещен на внутренней поверхности каркаса. Выходной отвод расположен выше входного тангенциального отвода. Разделительный патрубок в нижней части имеет конусную юбку. Отражатель и входной тангенциальный отвод размещены по высоте корпуса ниже конусной юбки. Цилиндрический корпус имеет внутренний кольцевой выступ, взаимодействующий с нижней частью каркаса Отличительной особенностью второго варианта является то, что в нижней части цилиндрического корпуса последовательно сверху вниз расположены зауженный и расширенный участки. Отражатель, размещен в зауженном участке корпуса выше входного тангенциального отвода и взаимодействует с корпусом и с разделительным патрубком. Выше и ниже расположения отражателя разделительный патрубок имеет радиальные сквозные каналы, а в нижней части - конусную юбку с заглушкой, расположенную в верхней части расширенного участка корпуса. Упрощается конструкция, снижаются габариты устройства для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, улучшаются его эксплуатационные характеристики. 2 н.п. ф-лы, 9 з.п. ф-лы. 2 ил.The filter-separator for the degassing and purification of produced water extracted from a methane-coal well belongs to the field of mining and is intended for use in the technological process of methane extraction from gas-bearing coal seams, and can also be used, for example, if it is necessary to degass and purify a liquid from mechanical impurities. In the first embodiment, the filter separator includes a cylindrical housing with an inlet tangential, output and exhaust axial bends, a cover with an axial channel mounted on the housing. A frame with through radial channels, a filter element, a separation pipe communicating in its upper part with a cavity formed by the frame, a cover and the separation pipe itself, and with an axial channel in the cover, and also a reflector are coaxially placed inside the housing. The cylindrical body has an inner annular protrusion interacting with the lower part of the frame. The filter element is placed on the inner surface of the frame. The output tap is located above the input tangential tap. The separation pipe at the bottom has a tapered skirt. The reflector and the tangential inlet are placed along the height of the body below the conical skirt. The cylindrical body has an inner annular protrusion interacting with the lower part of the frame. A distinctive feature of the second option is that in the lower part of the cylindrical body there are successively narrowed and extended sections from top to bottom. The reflector is located in a narrowed section of the housing above the inlet tangential branch and interacts with the housing and with the separation pipe. Above and below the location of the reflector, the separation pipe has radial through channels, and in the lower part there is a conical skirt with a plug located in the upper part of the expanded section of the housing. The design is simplified, the dimensions of the device for degassing and cleaning produced water from a methane-coal well are reduced, and its operational characteristics are improved. 2 n.p. f-ly, 9 z.p. f-ly. 2 ill.

Description

Фильтр-сепаратор для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, относится к области горной промышленности и предназначен для использования в технологическом процессе добычи метана из газоносных угольных пластов, а также, может найти применение, например, при необходимости дегазации жидкости и ее очистки от механических примесей.The filter-separator for the degassing and purification of produced water extracted from a methane-coal well belongs to the field of mining and is intended for use in a technological process for the extraction of methane from gas-bearing coal seams, and can also be used, for example, if it is necessary to degass and purify a liquid from mechanical impurities.

Известен фильтр-сепаратор для очистки жидкости, включающий заглушенный снизу полый цилиндрический корпус, крышку в верхней части, имеющую осевой канал, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент и средства очистки фильтрующего элемента - щетки с приводом [1].Known filter separator for cleaning liquid, including a hollow cylindrical body muffled from below, a cover in the upper part having an axial channel, inlet and outlet nozzles, a filter element and means for cleaning the filter element — brushes with a drive [1].

Недостатком известного фильтра-сепаратора является сложность его конструкции, обусловленная наличием подвижных частей и, следовательно, низкая надежность в работе.A disadvantage of the known filter-separator is the complexity of its design, due to the presence of moving parts and, therefore, low reliability.

Известен фильтр-сепаратор для очистки жидкости, включающий цилиндрический корпусе входным тангенциальным, выходным и выпускным отводами/установленную на корпусе крышку с осевым каналом, соосно размещенные внутри корпуса каркас со сквозными радиальными каналами, фильтрующий элемент, разделительный патрубок, сообщенный в своей верхней части с пространством/образованным каркасом и собственно разделительным патрубком, и с осевым каналом в крышке [2]. Известный фильтр-сепаратор характеризуется сложностью конструкции ввиду наличия магнитов, подвижных частей.A known filter separator for cleaning liquid, comprising a cylindrical housing with an inlet tangential, output and exhaust branches / a cover with an axial channel mounted on the housing, a frame with through radial channels coaxially placed inside the housing, a filter element, a separation pipe communicated in its upper part with space / formed by the frame and the actual separation pipe, and with an axial channel in the cover [2]. The known filter separator is characterized by design complexity due to the presence of magnets, moving parts.

Недостатками известного фильтра-сепаратора являются малая эффективность очистки жидкости и низкая надежность в работе. Кроме того, в известном фильтре-сепараторе не предусмотрено отведение газовой составляющей очищаемой жидкости.The disadvantages of the known filter separator are the low efficiency of liquid purification and low reliability. In addition, in the known filter-separator is not provided for the removal of the gas component of the cleaned liquid.

Задачей предлагаемого технического решения является создание эффективного и надежного в работе устройства для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины.The objective of the proposed technical solution is to create an effective and reliable device for degassing and treating formation water extracted from a methane-coal well.

Технический результат изобретения - упрощение конструкции, снижение габаритов устройства для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, повышение надежности, улучшение его эксплуатационных характеристик.The technical result of the invention is to simplify the design, reduce the size of the device for degassing and treatment of produced water extracted from a methane-coal well, increase reliability, improve its operational characteristics.

По первому варианту технический результат достигается тем, что в фильтре-сепараторе для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, включающем цилиндрический корпус с входным тангенциальным, выходным и выпускным осевым отводами, установленную на корпусе крышку с осевым каналом, соосно размещенные внутри корпуса каркас со сквозными радиальными каналами, фильтрующий элемент, разделительный патрубок, сообщенный в своей верхней части с полостью, образованной каркасом, крышкой и собственно разделительным патрубком, и с осевым каналом в крышке, а также отражатель, при этом цилиндрический корпус имеет внутренний кольцевой выступ, взаимодействующий с нижней частью каркаса, фильтрующий элемент размещен на внутренней поверхности каркаса, выходной отвод расположен выше входного тангенциального отвода, разделительный патрубок в нижней части имеет конусную юбку, а отражатель и входной тангенциальный отвод размещены по высоте корпуса ниже конусной юбки.According to the first embodiment, the technical result is achieved by the fact that in the filter-separator for degassing and treatment of produced water extracted from a methane-coal well, including a cylindrical body with tangential inlet, outlet and outlet axial bends, a cover with an axial channel mounted on the housing coaxially placed inside the housing a frame with through radial channels, a filter element, a separation pipe communicated in its upper part with a cavity formed by the frame, the cover and the separation with a nozzle and with an axial channel in the lid, as well as a reflector, while the cylindrical body has an inner annular protrusion interacting with the lower part of the frame, the filter element is located on the inner surface of the frame, the output branch is located above the inlet tangential branch, the separation pipe in the lower part has the conical skirt, and the reflector and the tangential inlet are placed along the height of the body below the conical skirt.

Способствует достижению технического результата то, что сквозные радиальные каналы каркаса выполнены в виде продольных пазов, а отражатель - в виде пластины с центральным отверстием, установленной без зазора по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса.Contributes to the achievement of the technical result that the through radial channels of the frame are made in the form of longitudinal grooves, and the reflector is in the form of a plate with a central hole mounted without a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body.

Отражатель может быть выполнен в виде пластины, установленной с зазором по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса.The reflector may be made in the form of a plate mounted with a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body.

В другом случае отражатель выполнен в виде первой пластины, установленной с зазором по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и второй пластины с центральным отверстием, установленной выше первой без зазора по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, причем обе пластины связаны между собой соединительными элементами с образованием свободного пространства напротив входного тангенциального отвода.In another case, the reflector is made in the form of a first plate installed with a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body and a second plate with a central hole mounted above the first without a gap with respect to the internal surface of the cylindrical body, both plates being connected by connecting elements to form free space opposite the input tangential tap.

По второму варианту технический результат достигается тем, что в фильтре-сепараторе для дегазации и очистки пластовой воды, извлекаемой из метаноугольной скважины, включающем цилиндрический корпус с входным тангенциальным, выходным и выпускным осевым отводами, установленную на корпусе крышку с осевым каналом, соосно размещенные внутри корпуса каркас со сквозными радиальными каналами, фильтрующий элемент, разделительный патрубок, сообщенный в своей верхней части с полостью, образованной каркасом, крышкой и собственно разделительным патрубком, и с осевым каналом в крышке, а также отражатель, цилиндрический корпус имеет внутренний кольцевой выступ, взаимодействующий с нижней частью каркаса, расположенные в своей нижней части последовательно сверху вниз According to the second variant, the technical result is achieved in that in the filter-separator for degassing and treatment of produced water extracted from a methane-coal well, including a cylindrical body with tangential inlet, outlet and outlet axial bends, a cover with an axial channel mounted on the housing coaxially placed inside the housing a frame with through radial channels, a filter element, a separation pipe communicated in its upper part with a cavity formed by the frame, the cover and the separation atrubkom, and with an axial channel in the cover, as well as a reflector, a cylindrical body has an inner annular protrusion, interacting with the lower part of the frame, located in its lower part sequentially from top to bottom

зауженный и расширенный участки, фильтрующий элемент размещен на внутренней поверхности каркаса, выходной отвод расположен выше входного тангенциального отвода, отражатель размещен в зауженном участке корпуса выше входного тангенциального отвода и взаимодействует с корпусом и с разделительным патрубком, причем последний выше и ниже расположения отражателя имеет радиальные сквозные каналы, а в нижней части - конусную юбку с заглушкой, расположенную в верхней части расширенного участка корпуса.narrowed and expanded sections, the filter element is located on the inner surface of the frame, the output branch is located above the input tangential branch, the reflector is located in the narrowed section of the housing above the input tangential branch and interacts with the body and with the separation pipe, the latter having radial through channels, and in the lower part - a conical skirt with a cap located in the upper part of the extended section of the body.

Способствует достижению технического результата то, что:Contributes to the achievement of the technical result that:

- заглушка выполнена с осевым сквозным каналом;- the plug is made with an axial through channel;

- отражатель выполнен в виде кольца, связанного с разделительным патрубком;- the reflector is made in the form of a ring associated with a separation pipe;

- цилиндрический корпус выполнен разъемным по горизонтальной плоскости, расположенной на уровне внутреннего кольцевого выступа цилиндрического корпуса;- the cylindrical body is made detachable in a horizontal plane located at the level of the inner annular protrusion of the cylindrical body;

- имеется направляющий элемент, размещенный в зауженном участке корпуса на уровневходного тангенциального отвода между корпусом и разделительным патрубком и выполненный в виде спирали, витки которой в поперечном сечении имеют форму прямоугольников, ширина которых по направлению к конусной юбке постепенно уменьшается, а межвитковое расстояние спирали увеличивается, при этом внутренний канал входного тангенциального отвода расположен между смежными витками спирали, а ее верхняя часть взаимодействует с отражателем;- there is a guide element located in a narrowed section of the housing at the level input tangential branch between the housing and the separation pipe and made in the form of a spiral, the turns of which in the cross section are in the form of rectangles, the width of which in the direction of the conical skirt gradually decreases, and the inter-turn distance of the spiral increases, while the inner channel of the input tangential tap is located between adjacent turns of the spiral, and its upper part interacts with the reflector;

- расширенный участок цилиндрического корпуса выполнен в форме двух усеченных соосных конусов, обращенных большими основаниями друг к другу.- the expanded section of the cylindrical body is made in the form of two truncated coaxial cones facing large bases to each other.

Конструкция предлагаемого фильтра-сепаратора поясняется с помощью чертежей, на которых на фиг.1 показан общий вид фильтра-сепаратора, совмещенный с продольным разрезом (первый вариант устройства); на фиг.2 - то же самое (второй вариант устройства).The design of the proposed filter separator is illustrated using the drawings, in which figure 1 shows a General view of the filter separator, combined with a longitudinal section (first version of the device); figure 2 is the same (the second version of the device).

Фильтр-сепаратор (фиг.1) включает цилиндрический корпус 1, выполненный с входным тангенциальным 2, выходным 3 и выпускным осевым 4 отводами. Выходной отвод 3 расположен выше входного тангенциального отвода 2. Нижняя часть цилиндрического корпуса 1 имеет коническую форму.The filter separator (figure 1) includes a cylindrical housing 1, made with an input tangential 2, output 3 and exhaust axial 4 taps. The output branch 3 is located above the input tangential branch 2. The lower part of the cylindrical body 1 has a conical shape.

На цилиндрическом корпусе 1 установлена крышка 5, которая выполнена с осевым каналом 6. Герметичность соединения между цилиндрическим корпусом 1 и крышкой 5 обеспечивается с помощью уплотнительного кольцевого элемента. Сверху на крышке 5 размещен газоотводчик (на чертеже не показан).A cover 5 is mounted on the cylindrical body 1, which is made with an axial channel 6. The tightness of the connection between the cylindrical body 1 and the cover 5 is ensured by a sealing ring element. On top of the lid 5 there is a gas vent (not shown in the drawing).

К выпускному осевому отводу 4 присоединены запорный узел и съемный контейнер (на чертеже не показаны).A locking assembly and a removable container (not shown) are attached to the axial outlet 4.

Внутри цилиндрического корпуса 1 соосно размещены каркас 7 со сквозными радиальными каналами, выполненными в виде продольных пазов 8, фильтрующий элемент 9 и разделительный патрубок 10. Последний в своей верхней части сообщен с полостью 11, образованной внутренними поверхностями каркаса 7, крышки 5 и наружной поверхностью разделительного патрубка 10, а также с осевым каналом 6 крышки 5.Inside the cylindrical body 1, a frame 7 is arranged coaxially with through radial channels made in the form of longitudinal grooves 8, a filter element 9 and a separation pipe 10. The latter in its upper part is in communication with a cavity 11 formed by the inner surfaces of the frame 7, the cover 5 and the outer surface of the separation pipe 10, as well as with the axial channel 6 of the cover 5.

Фильтрующий элемент 9 размещен на внутренней поверхности каркаса 7. Верхняя часть каркаса 7 имеет возможность взаимодействия с цилиндрическим корпусом 1 и крышкой 5.The filter element 9 is placed on the inner surface of the frame 7. The upper part of the frame 7 is able to interact with the cylindrical body 1 and the cover 5.

Фильтрующий элемент 9 может быть выполнен из различных материалов, в т.ч. из пористого фторопласта. Например, в предлагаемом фильтре-сепараторе могут быть использованы серийно выпускаемые фторопластовые фильтроэлементы типа ФЭП.The filter element 9 can be made of various materials, including from porous ftoroplast. For example, commercially available fluoroplastic filter elements of the solar cell type can be used in the proposed filter separator.

Цилиндрический корпус 1 в средней части выполнен с внутренним кольцевым выступом 12, который взаимодействует с нижней частью каркаса 7. Герметичность указанного соединения обеспечивается с помощью уплотнительного кольцевого элемента.The cylindrical body 1 in the middle part is made with an inner annular protrusion 12, which interacts with the lower part of the frame 7. The tightness of the specified connection is provided using a sealing ring element.

Разделительный патрубок 10 в нижней части имеет конусную юбку 13. Отражатель выполнен в виде пластины 14 с центральным отверстием 15, установленной без зазора по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Разделительный патрубок 10 своей конусной юбкой 13 опирается на опорные элементы (бобышки) 16, которые могут быть связаны с цилиндрическим корпусом 1 или установлены на пластине 14.The separation pipe 10 in the lower part has a conical skirt 13. The reflector is made in the form of a plate 14 with a central hole 15 installed without a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body 1. The separation pipe 10 with its conical skirt 13 rests on the supporting elements (bosses) 16, which can be connected with a cylindrical body 1 or mounted on a plate 14.

В другом случае отражатель выполнен в виде пластины 17, установленной с зазором по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Такое расположение отражателя может быть достигнуто, например, путем прикрепления пластины 17 к опорным элементам (бобышкам) 16 (на чертеже не показано).In another case, the reflector is made in the form of a plate 17 installed with a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body 1. Such an arrangement of the reflector can be achieved, for example, by attaching the plate 17 to the supporting elements (bosses) 16 (not shown in the drawing).

Еще в одном случае отражатель может представлять собой комбинацию из пластины (первой) 17, установленной с зазором по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1, и пластины (второй) 14 с центральным отверстием 15, установленной выше пластины 17 без зазора по отношению к внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Между собой пластины 14 и 17 связаны с In another case, the reflector may be a combination of a plate (first) 17 mounted with a gap in relation to the inner surface of the cylindrical body 1, and a plate (second) 14 with a central hole 15 mounted above the plate 17 without a gap in relation to the inner surface cylindrical body 1. Between each other, the plates 14 and 17 are connected with

помощью соединительных элементов (например, стержней) 18 с образованием свободного пространства напротив входного тангенциального отвода 2.using connecting elements (for example, rods) 18 with the formation of free space opposite the input tangential branch 2.

Кроме того, напротив выходного отвода 3 в цилиндрическом корпусе 1 может быть предусмотрено технологическое отверстие, перекрытое заглушкой 19.In addition, opposite the output branch 3 in the cylindrical housing 1 may be provided with a technological hole covered by a plug 19.

Указанный фильтр-сепаратор (фиг.1) работает следующим образом.The specified filter separator (figure 1) works as follows.

Поток жидкости, содержащей механические примеси и газ, по входному тангенциальному отводу 2 направляется внутрь цилиндрического корпуса 1. Внутри цилиндрического корпуса 1 поток жидкости интенсивно закручивается и растекается по внутренней поверхности, при этом происходит эффективная дегазация жидкости. Крупные и средние частицы механических примесей за счет центробежных сил отбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса 1, сползают по ней вниз, а затем через выпускной осевой отвод 4 попадают в съемный контейнер. Установка запорного узла на выпускном осевом отводе 4 обеспечивает возможность периодического опорожнения или замены съемного контейнера после его заполнения механическими примесями.The flow of fluid containing mechanical impurities and gas, through the tangential inlet 2, is directed inside the cylindrical housing 1. Inside the cylindrical housing 1, the fluid flow intensively swirls and spreads over the inner surface, while the fluid is effectively degassed. Large and medium particles of mechanical impurities due to centrifugal forces are discarded on the inner surface of the cylindrical body 1, slide down it, and then through the axial outlet 4 fall into a removable container. The installation of the locking unit on the exhaust axial outlet 4 provides the possibility of periodic emptying or replacing the removable container after it is filled with mechanical impurities.

Установка внутри цилиндрического корпуса 1 пластин 14 и 17 уменьшает интенсивность разбрызгивания поступающего внутрь потока жидкости и способствует стабилизации его течения в кольцевом зазоре между наружной поверхностью разделительного патрубка 10 и внутренней поверхностью фильтрующего элемента 9. Наличие каркаса 7 препятствует деформации фильтрующего элемента 9 при прохождении через него потока жидкости.The installation inside the cylindrical body 1 of the plates 14 and 17 reduces the spray intensity of the incoming fluid flow and helps to stabilize its flow in the annular gap between the outer surface of the separation pipe 10 and the inner surface of the filter element 9. The presence of the frame 7 prevents the deformation of the filter element 9 when the flow passes through it liquids.

Отделенный от жидкости газ при помощи конусной юбки 13 направляется внутрь разделительного патрубка 10, затем попадает в полость 11, откуда через осевой канал 6 крышки 5 поступает в газоотводчик и с его помощью сбрасывается наружу (на свечу, в атмосферу и т.д.).The gas separated from the liquid with the help of the conical skirt 13 is directed inside the separation pipe 10, then it enters the cavity 11, from where it enters the gas outlet through the axial channel 6 of the cover 5 and is discharged outward (onto the candle, into the atmosphere, etc.).

Жидкость, дегазированная и частично освобожденная от крупных и средних частиц механических примесей, поступает далее в кольцевой зазор, образованный наружной поверхностью разделительного патрубка 10 и внутренней поверхностью фильтрующего элемента 9. Проходя через фильтрующий элемент 9, жидкость освобождается от мелких частиц механических примесей. После этого очищенная жидкость удаляется из цилиндрического корпуса 1 через выходной отвод 3.The liquid, degassed and partially freed from large and medium particles of mechanical impurities, then enters the annular gap formed by the outer surface of the separation pipe 10 and the inner surface of the filter element 9. Passing through the filter element 9, the liquid is freed from small particles of mechanical impurities. After that, the purified liquid is removed from the cylindrical body 1 through the outlet 3.

Фильтр-сепаратор (фиг.2) включает цилиндрический корпус 1, выполненный с входным тангенциальным 2, выходным 3 и выпускным осевым 4 отводами. Выходной отвод 3 расположен выше входного тангенциального отвода 2.The filter separator (figure 2) includes a cylindrical housing 1 made with an input tangential 2, output 3 and exhaust axial 4 taps. The output branch 3 is located above the input tangential branch 2.

Цилиндрический корпус 1 для удобства разборки и обслуживания может быть выполнен разъемным по горизонтальной плоскости, причем верхняя и нижняя его части в этом случае связаны между собой, например, посредством фланцевою соединения.The cylindrical housing 1 for ease of disassembly and maintenance can be made detachable in the horizontal plane, and the upper and lower parts in this case are interconnected, for example, by means of a flange connection.

На цилиндрическом корпусе 1 размещена крышка 5, имеющая осевой канал 6. Герметичность соединения между цилиндрическим корпусом 1 и крышкой 5 обеспечивается с помощью уплотнительного кольцевого элемента. Сверху на крышке 5 установлен газоотводчик (на чертеже не показан).A cover 5 having an axial channel 6 is placed on the cylindrical body 1. The tightness of the connection between the cylindrical body 1 and the cover 5 is provided by means of a sealing ring element. A gas vent is installed on top of cover 5 (not shown in the drawing).

Фильтрующие элемент 9 размещен на внутренней поверхности каркаса; 7. Верхняя часть каркаса 7 взаимодействует с корпусом 1 и с крышкой 5.The filter element 9 is placed on the inner surface of the frame; 7. The upper part of the frame 7 interacts with the housing 1 and with the cover 5.

Фильтрующий элемент 9 может быть выполнен из различных материалов, в т.ч. из пористого фторопласта. Например, могут быть использованы серийно выпускаемые фторопластовые фильтроэлементы типа ФЭП.The filter element 9 can be made of various materials, including from porous ftoroplast. For example, commercially available fluoroplastic filter elements of the solar cell type can be used.

Цилиндрический корпус 1 выполнен с внутренним кольцевым выступом 12, который имеет возможность взаимодействия с нижней частью каркаса 7. Герметичность указанного соединения обеспечивается с помощью уплотнительного кольцевого элемента.The cylindrical housing 1 is made with an inner annular protrusion 12, which has the ability to interact with the lower part of the frame 7. The tightness of this connection is provided using a sealing ring element.

Нижняя часть цилиндрического корпуса 1 в направлении сверху вниз имеет последовательно расположенные зауженный и расширенный участки. Расширенный участок цилиндрического корпуса 1 выполнен в форме двух усеченных соосных конусов, которые своими большими основаниями обращены друг к другу.The lower part of the cylindrical body 1 in the direction from top to bottom has successively arranged narrowed and extended sections. The expanded section of the cylindrical body 1 is made in the form of two truncated coaxial cones, which with their large bases face each other.

Разделительный патрубок 10 в нижней части выполнен с конусной юбкой 13. Упомянутая конусная юбка 13 имеет заглушку 20, в которой может быть выполнен сквозной осевой канал (на чертеже не показан). Конусная юбка 13 размещена в верхней части расширенного участка цилиндрического корпуса 1.The dividing pipe 10 in the lower part is made with a conical skirt 13. Said conical skirt 13 has a plug 20, in which a through axial channel (not shown) can be made. The conical skirt 13 is placed in the upper part of the expanded section of the cylindrical body 1.

Отражатель выполнен в виде кольца 21, которое установлено внутри зауженного участка цилиндрического корпуса 1 выше входного тангенциального The reflector is made in the form of a ring 21, which is installed inside the narrowed section of the cylindrical body 1 above the input tangential

отвода 2. Отражатель имеет возможность взаимодействия с внутренней повepxностью цилиндрического корпуса 1 и с наружной поверхностью разделительного 1атрубка 10. Отражатель связан с разделительным патрубком 10, причем в последнем выше и ниже места расположения отражателя выполнены радиальные сквозные каналы.retraction 2. The reflector has the ability to interact with the inner surface of the cylindrical body 1 and with the outer surface of the separation 1 tube 10. The reflector is connected with the separation pipe 10, and in the last above and below the location of the reflector made radial through channels.

В зауженном участке цилиндрического корпуса 1, между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью разделительного патрубка 10, на уровне входного тангенциального отвода 2 размещен направляющий элемент, выполненный в виде спирали 22. В поперечном сечении витки спирали 22 имеют форму прямоугольников, ширина которых по направлению к конусной юбке 13 постепенно уменьшается, а межвитковое расстояние - увеличивается. Наружная боковая поверхность витков спирали 22 имеет возможность взаимодействия с внутренней поверхностью зауженного участка цилиндрического корпуса 1. Спираль 22 размещена в зауженном участке цилиндрическом корпусе 1 таким образом, что ее верхняя часть взаимодействует с отражателем, а внутренний канал входного тангенциального отвода 2 расположен между смежными витками спирали 22.In the narrowed section of the cylindrical body 1, between its inner surface and the outer surface of the separation pipe 10, at the level of the input tangential branch 2 there is a guide element made in the form of a spiral 22. In the cross section, the coils of the spiral 22 have the shape of rectangles, the width of which is towards the conical skirt 13 is gradually decreasing, and the inter-turn distance is increasing. The outer side surface of the coils of the spiral 22 is able to interact with the inner surface of the narrowed portion of the cylindrical body 1. The spiral 22 is placed in the narrowed portion of the cylindrical body 1 so that its upper part interacts with the reflector, and the inner channel of the input tangential branch 2 is located between adjacent coils of the spiral 22.

Фильтр-сепаратор (фиг.2) работает следующим образом.The filter separator (figure 2) works as follows.

Поток жидкости, содержащей механические примеси и газ, по входному тангенциальному отводу 2 направляется внутрь цилиндрического корпуса 1. В нем тангенциально закрученный поток жидкости поступает в кольцевое пространство, образованное внутренней поверхностью зауженного участка цилиндрического корпуса 1 и наружной поверхностью разделительного патрубка 10, где движется между витками установленной в нем спирали 22, перемещаясь при этом в направлении сверху вниз по направлению к конусной юбке 13.The flow of fluid containing mechanical impurities and gas, through the tangential inlet 2, is directed inside the cylindrical body 1. In it, the tangentially swirling fluid flow enters the annular space formed by the inner surface of the narrowed portion of the cylindrical body 1 and the outer surface of the separation pipe 10, where it moves between the turns installed in it spiral 22, while moving in the direction from top to bottom towards the conical skirt 13.

Под действием центробежных сил поток жидкости стремится прижаться к внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 и растечься по ней. Постепенное увеличение межвиткового расстояния у спирали 22 приводит к увеличению площади контакта жидкости с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1. При этом происходит отделение от жидкости основной части механических примесей и ее эффективная дегазация.Under the action of centrifugal forces, the fluid flow tends to cling to the inner surface of the cylindrical body 1 and spread over it. A gradual increase in the inter-turn distance at the spiral 22 leads to an increase in the area of contact of the liquid with the inner surface of the cylindrical body 1. In this case, the main part of the mechanical impurities is separated from the liquid and its effective degassing.

Крупные и средние частицы механических примесей за счет центробежных сил отбрасываются на конусную поверхность расширенного участка цилиндрического корпуса 1, сползают по ней вниз, а затем через осевой выпускной отвод 4 попадают в съемный контейнер.Large and medium particles of mechanical impurities due to centrifugal forces are discarded on the conical surface of the expanded section of the cylindrical body 1, slide down it, and then through the axial outlet 4 fall into a removable container.

Пузырьки газа наоборот стремятся переместиться к наружной поверхности разделительного патрубка 10, при этом свободный газ вместе с очищенной от основной части механических примесей жидкостью поступает внутрь разделительного патрубка 10 через сквозные радиальные каналы в его нижней части.On the contrary, gas bubbles tend to move to the outer surface of the separation pipe 10, while the free gas, together with the liquid purified from the main part of the mechanical impurities, enters the separation pipe 10 through the through radial channels in its lower part.

Наличие конусной юбки 13 с заглушкой 20 способствует уменьшению бурления и разбрызгивания потока жидкости внутри расширенного участка цилиндрического корпуса 1. Газ, который скапливается внутри конусной юбки 13, через сквозной осевой канал в заглушке 20 (или периодически вырываясь из-под конусной юбки 13) также попадает внутрь разделительного патрубка 10.The presence of a conical skirt 13 with a plug 20 helps to reduce the drilling and spraying of the fluid flow inside the expanded section of the cylindrical body 1. The gas that accumulates inside the conical skirt 13 through the through axial channel in the plug 20 (or periodically breaking out from under the conical skirt 13) also inside the separation pipe 10.

Таким образом, весь объем отделенного от жидкости свободного газа накапливается в полости 11, откуда он периодически сбрасывается наружу (на свечу, в атмосферу и т.д.) с помощью газоотводчика.Thus, the entire volume of free gas separated from the liquid accumulates in the cavity 11, from where it is periodically discharged outward (onto a candle, into the atmosphere, etc.) using a gas vent.

Частично очищенная и дегазированная жидкость сначала попадает внутрь разделительного патрубка 10, затем через сквозные радиальные каналы в средней части последнего поступает в кольцевое пространство между внутренней поверхностью фильтрующего элемента 9 и наружной поверхностью разделительного патрубка 10. Наличие каркаса 7 препятствует возможной деформации фильтрующего элемента 9 потоком проходящей через него жидкости.Partially cleaned and degassed liquid first enters the separation pipe 10, then through the through radial channels in the middle of the latter enters the annular space between the inner surface of the filter element 9 and the outer surface of the separation pipe 10. The presence of the frame 7 prevents the filter element 9 from deforming by the flow passing through him liquid.

Проходя через фильтрующий элемент 9, жидкость освобождается от мелких частиц механических примесей. После этого очищенная жидкость попадает в кольцевое пространство между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и наружной поверхностью каркаса 7, откуда удаляется наружу через выходной отвод 3.Passing through the filter element 9, the liquid is freed from small particles of mechanical impurities. After that, the purified liquid enters the annular space between the inner surface of the cylindrical body 1 and the outer surface of the frame 7, from where it is removed to the outside through the outlet 3.

Использование предложенных вариантов фильтра-сепаратора позволяет эффективно дегазировать и очищать не только извлекаемую из метаноугольной скважины пластовую воду, но также и другие загрязненные жидкости.Using the proposed filter-separator options allows you to effectively degass and purify not only produced formation water from a methane-coal well, but also other contaminated liquids.

Источники информации:Information sources:

1. А.с. СССР №886940, опубл. 1981.1. A.S. USSR No. 886940, publ. 1981.

2. Патент РФ №2199371, опубл. 2003.2. RF patent No. 2199371, publ. 2003.

Claims

1. A filter separator for degassing and treating produced water extracted from a methane-hole, including a cylindrical body with an inlet tangential, output and output axial bends, a cover with an axial channel mounted on the body, a frame with through radial channels coaxially placed inside the body, a filter element , a separation pipe communicated in its upper part with a cavity formed by the frame, the cover and the separation pipe itself, and with an axial channel in the cover, as well as a reflector, the cylindrical body has an inner annular protrusion interacting with the lower part of the frame, the filter element is located on the inner surface of the frame, the output branch is located above the input tangential branch, the separation pipe in the lower part has a conical skirt, and the reflector and input tangential branch are placed along the height of the body below the conical skirts.

2. The filter separator according to claim 1, characterized in that the through radial channels of the frame are made in the form of longitudinal grooves.

3. The filter separator according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of a plate mounted with a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body.

4. The filter separator according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of a plate with a central hole mounted without a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body.

5. The filter separator according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of two plates, the first of which is installed with a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body, and the second plate with a central hole is installed above the first plate without a gap with respect to the inner surface of the cylindrical body, and both plates are interconnected by connecting elements with the formation of free space opposite the input tangential branch.

6. A filter separator for the degassing and treatment of produced water extracted from a methane-hole, including a cylindrical body with an input tangential, output and output axial bends, a cover with an axial channel mounted on the body, a frame with through radial channels coaxially placed inside the body, a filter element , a separation pipe communicated in its upper part with a cavity formed by the frame, the cover and the separation pipe itself, and with an axial channel in the cover, as well as a reflector, the cylindrical body has an inner annular protrusion interacting with the lower part of the frame, and in the lower part of the cylindrical body there are successively narrowed and expanded sections, the filter element is located on the inner surface of the frame, the output branch is located above the input tangential branch, the reflector is placed in the narrowed section of the body above the input tangential branch and interacts with the housing and with the separation pipe, the latter above and below the location of the reflection ator has radial through channels, and at the bottom - a tapered skirt with a plug at the top of the widened portion of the housing.

7. The filter separator according to claim 6, characterized in that the plug is made with a through axial channel.

8. The filter separator according to claim 6, characterized in that the reflector is made in the form of a ring associated with a separation pipe.

9. The filter separator according to claim 6, characterized in that the housing is made detachable in a horizontal plane located at the level of the inner annular protrusion.

10. The filter separator according to claim 6, characterized in that it comprises a guide element located in a narrowed section of the housing at the level of the inlet tangential outlet between the housing and the separation pipe and made in the form of a spiral, the turns of which in the cross section are in the form of rectangles, the width of which towards the conical skirt gradually decreases, and the inter-turn distance of the spiral increases, while the inner channel of the input tangential branch is located between adjacent turns of the spiral, and its upper part is interacts with a reflector.

11. The filter separator according to claim 6, characterized in that the expanded section of the housing is made in the form of two truncated cones facing each other with large bases.