各種過濾器的結構特征與適用范圍

 

 

      在油田運用的過濾器盡管五花八門，但按過濾機理對其結構特征進行分析首要觸及濾層厚度、孔隙大小和孔隙情況。過濾器的工作機理是以篩除作用為主還是以吸附作用為主取決于濾層的厚度。濾層相對較薄的過濾器首要是篩除作用；而濾層較厚的過濾器則以吸附作用為主。過濾器的精度取決于濾層孔隙的大小，但在一樣大小孔隙的情況下，吸附作用的過濾精度遠大于篩除作用，因此在油田以吸附作用為主的深床過濾器實習運用得較多。但以吸附作用為主的過濾器反洗較難，脫附是這種過濾器反洗的關鍵，既取決于濾材對懸浮物的吸附強度，也取決于濾層孔隙的大小。假設把濾層孔隙情況在過濾時與反洗時堅持不變的過濾器稱為固定孔隙過濾器，而把在反洗時能改動過濾時孔隙情況的過濾器稱為非固定孔隙過濾器，則固定孔隙過濾器的反洗要比非固定孔隙過濾器困難得多。由于水中含的油對大多數過濾介質的吸附強度都很大，在固定孔隙過濾器中脫附非常困難，所以固定孔隙過濾器一般說來不適宜含油采出水的過濾。 

　　現對油田運用的幾種典型的過濾器分析如下：

 

　　1.石英砂過濾器’

 

　　石英砂過濾器是一種典型的深床過濾器，其結構特征是濾層較厚，過濾介質石英砂的密度較大，濾床比照安穩。石英砂過濾器工作的機理首要是吸附作用，而篩除作用對錯有必要的。由于濾床在反沖刷時是固定的，歸于固定孔隙過濾器，被吸附在濾層中的細微顆粒脫附比照困難，因此用反洗來恢復過濾功用的作用有限，運用一段時間后過濾功用會嚴重降低，一般需要替換濾料。這種過濾器一般運用在對水質懇求相對不高的清水過濾。

 

　　2.輕質濾料過濾器

 

　　油田運用的輕質濾料過濾器首要是核桃殼過濾器，這種過濾器的底子結構和過濾原理與石英砂過濾器一樣，區別是作為濾料的核桃殼的密度較小，一般在1.2 g／cm擺布。由于濾料較輕，反沖刷時在水流作用下濾層成為沸騰床，由濾料空地構成的微孔被革除，吸附的懸浮物得以脫附。因此，這種過濾器歸于非固定孔隙過濾器，反洗再生能力較強，過濾功用安穩，適宜于中高滲透率地層水質懇求的采出水過濾。

 

　　3.微孔陶瓷過濾器

 

　　這種過濾器的過濾原件是燒結而成的多孔陶瓷管，它的本體既作為濾層也作為承托層。這種過濾介質的特征是孔隙均勻且安穩，對較大的懸浮物有篩除作用，而對較小的懸浮物有吸附作用。反沖刷是通過逆向流和橫向流對過濾介質進行沖刷，對篩除物的根除作用較好，而對吸附物的根除作用則不明顯，因此簡略形成堵塞。這種過濾器適宜中等滲透率地層水質的清水過濾。用于含油的采出水過濾時，過濾原件的反洗再生比照困難，需要加人清洗劑并選用氣吹等辦法，反洗技術非常復雜。

 

　　4.膜過濾器

 

　　這種過濾器的基地原件是濾膜，這是一種制備在微孔承托層(支持體)上的布滿更細微孔隙的薄膜。制造濾膜的材料有許多，分為有機膜(如聚砜中空纖維膜)和無機膜(如陶瓷膜)。濾膜作為過濾原件其結構特征是濾層非常薄，因此它的過濾機理首要是篩除作用，吸附效應很小。因此，膜過濾器的過濾精度較高，粒徑操控比照安穩，并且反沖刷簡略恢復功用。不過假設水中富含油的話，則很簡略堵塞并且不易反洗。國內外許多研討者曾依據陶瓷材料的親水性質而寄希望于用陶瓷膜處理采出水，但通過研討后，普遍認為膜污染疑問仍然很難處理。膜污染是非常復雜的疑問，但有一點是可以一定的，即污染物中有機物的許多存在是判定無疑的，不過一般一般注重膜本身而較少考慮承托層。。。按照吸附機理并結合膜層和承托層的孔隙特征來分析，可以說明為何膜過濾對于清水不易堵塞而對于含油污水很簡略堵塞。對于一般固體懸浮物來說，大于膜孔的顆粒被截留(篩除)在膜的表面，小于膜孔的顆粒通過膜孔，由于作為濾層的膜很薄，而不能對這些顆粒發作吸附，盡管承托層相對較厚，但其孔隙相對于膜孔較大，不足以發作吸附。這么只需篩除作用，所以很簡略反洗根除。而對于水中的油來說，由于油滴的不安穩性，大于膜孔的油滴不一定被篩除，由于或許分裂成小于膜孔的油滴而通過膜孔，盡管它們能穿過膜本身，但在承托層中可以聚結成大的油滴而被承托層的微孔吸附，并且無法脫附。因此，含油污水會對膜過濾器構成堵塞，并且反洗困難。因此這種過濾器適宜于低滲透率地層水質懇求的清水過濾，而不適用于含油采出水的過濾。 

 

　　5.纖維介質過濾器

 

　　這也是一種深床過濾器，濾層介質選用纖維材料，一般為合成纖維，常用的有纖維球和纖維束。這種過濾器的過濾機理是纖維介質在外力(水力或機械力)作用下被壓緊后構成細微的孔隙，首要發作吸附作用，將水中的懸浮物濾除。反洗時，革除壓緊力使纖維濾材疏松，被吸附的懸浮物脫附并在反洗水流的沖刷下被根除。由于纖維材料非常細，壓緊后構成的孔隙也就非常小，因此過濾精度非常高，是比照志向的精細過濾器。不過，假設水中含油，則會非常麻煩。由于一般合成纖維都是親油的，對油會有很強的吸附力，而油被吸附到纖維濾材上今后作為粘結劑將纖維濾材粘在一同，很難松開，反洗非常困難。這種過濾器適用于以清水作為水源的低滲透地層灌水水質過濾。如今已得到比照成功的運用。此外，國內一些研討單位(如江漢機械研討所)正在研討不親油纖維以及纖維改性技術，意圖是將這種過濾器用于含油的采出水過濾，如今已取得了很大的開展。假設能將纖維材料本身對油的吸附力減小到滿意的程度，纖維介質過濾器，尤其是纖維束過濾器將會成為低滲透油田采出水回灌水質過濾的志向設備。