Ленточный фильтр для нефтепромысловых вод

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к очистке сточных вод, содержащих нефть и твердые взвешенные частицы, и может быть использована в узлах сепарации и сборных пунктах. Ленточный фильтр для нефтепромысловых вод содержит устройство для подачи суспензии, фильтровальную ленту, устройство протяжки ленты, опорную поверхность и систему очистки ленты от осадка. Устройство для подачи суспензии выполнено в виде трубы с продольным пазом, охватываемой лентой, через которую прокачивается суспензия. Внешняя поверхность трубы служит опорой для фильтровальной ленты, а система очистки ленты от осадка выполнена в виде трубы, идентичной устройству подачи суспензии, контактирующей с обратной стороной ленты. Устройство для подачи суспензии снабжено лотком для отвода очищенной воды и резервуаром для очищенной воды, а система очистки - лотком для отвода осадка, насосом для подачи промывочной воды, соединенным с резервуаром для очищенной воды, скребком для снятия слоя осадка с ленты, центрифугирующим устройством для отделения промывочной воды от осадка и контейнером для сгущенного осадка. Предлагаемый ленточный фильтр находит применение в нефтяной промышленности для очистки скважинной воды перед ее закачкой в пласт. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к очистке сточных вод, содержащих нефть и твердые взвешенные частицы, и может быть использована в узлах сепарации и сборных пунктах.

Проблема удаления шлама (нефтешлама, мехпримесей, осадков, донных отложений) из резервуаров, отстойников, фильтрующих аппаратов является одной из самых острых и актуальных.

Известно устройство для фильтрования суспензий с использованием вакуума и сжатого воздуха, реализованный в виде горизонтального цилиндрического перфорированного барабана, покрытого снаружи фильтровальной тканью и погруженного в резервуар с суспензией. Поверхность барабана разделена на ряд ячеек, которые при вращении барабана присоединяются в определенной последовательности к источникам вакуума и сжатого воздуха. С помощью вакуума суспензия просачивается через фильтрующую ткань, на поверхности которой остается осадок и переносится в зону очистки, а промывающей жидкостью и сжатым воздухом осадок удаляется из ткани [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.213-215].

Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная наличием большого количества объектов, ускоряющих процесс фильтрации - вакуумный насос, компрессор сжатого воздуха, скребок для снятия осадка, устройство двойного отжима и пр.

Известен также фильтр-пресс, содержащий горизонтальные перфорированные фильтровальные плиты, между которыми размещена бесконечная лента фильтровальной ткани, поддерживаемая в натянутом состоянии. Периодически плиты сжимаются, уплотняя осадок, а лента перемещается в зону очистки, где с нее скребками снимается слой осадка, потом промывается водой и сушится сжатым воздухом [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.213].

Недостатками этого устройства является недостаточная эффективность, связанная с периодичностью работы, и сложность конструкции, содержащей большое количество фильтровальных плит, роликов, скребковых ножей и пр.

Наиболее близким к заявляемому по конструкции и достигаемому результату является ленточный фильтр непрерывного действия, работающий под вакуумом, выбранный в качестве прототипа. Опорная перфорированная резиновая лента перемещается в горизонтальном положении по замкнутому пути. Фильтровальная ткань в виде бесконечной ленты прижимается к опорной резиновой ленте, а на ее поверхность подается суспензия. Вода, проходящая через фильтровальную ткань, отсасывается вакуум-камерой, находящейся под перфорированной опорной резиновой лентой, а фильтровальная ткань отходит от резиновой ленты и очищается от осадка щетками и промывкой [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.218].

Недостатком устройства, выбранного прототипом, является сложность его устройства, обусловленная наличием вакуумного насоса и двух вакуумных камер, а также невысокая эффективность фильтрации в связи с тем, что с помощью вакуумирования нельзя достичь значительных перепадов давления.

Технический результат - повышение эффективности фильтрации сточных вод путем интенсификации контакта исходной суспензии с фильтровальной лентой и упрощение устройства.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ленточном фильтре для нефтепромысловых вод, содержащем устройство для подачи суспензии, фильтровальную ленту, устройство протяжки ленты, опорную поверхность, систему очистки ленты от осадка, в отличие от прототипа устройство для подачи суспензии выполнено в виде трубы с продольным пазом, охватываемой лентой, через которую прокачивается суспензия, внешняя поверхность трубы служит опорой для фильтровальной ленты, а система очистки ленты от осадка выполнена в виде трубы, идентичной устройству подачи суспензии, контактирующей с обратной стороной ленты, причем устройство для подачи суспензии снабжено лотком для отвода очищенной воды и резервуаром для очищенной воды, а система очистки - лотком для отвода осадка, насосом для подачи промывочной воды, соединенным с резервуаром для очищенной воды, скребком для снятия слоя осадка с ленты, центрифугирующим устройством для отделения промывочной воды от осадка и контейнером для сгущенного осадка.

На фиг.1 показан общий вид фильтрующей установки.

На фиг.2 приведена конструкция устройства для подачи суспензии и очистки ленты.

На фиг.3 приведена конструкция устройства для подачи промывочной воды.

Пластовые и сточные воды поступают в устройство подачи суспензии 1 (фиг.1), охваченное фильтровальной лентой 2, приводимой в движение приводным роликом 3, вращаемым электроприводом (не показан), к которому лента прижимается прижимным роликом 4. Натяжение ленты 2 обеспечивается натяжным роликом 5. Под устройством для подачи суспензии 1 установлен лоток 6 для сбора очищенной воды. Система очистки ленты содержит трубу 7 с продольным пазом, лоток для сбора осадка 8, скребок 9, насос 10, центрифугирующее устройство 11 и контейнер для сгущенного осадка 12. Очищенная вода подается в резервуар для очищенной воды 13. Устройство для подачи суспензии 1 (фиг.2) и устройство для подачи промывочной воды 7 (фиг.3) выполнены в виде трубы, снабженной с торцов заглушками 14, а вдоль трубы выполнен продольный паз 15.

Ленточный фильтр работает следующим образом.

Пластовые и сточные воды, требующие очистки, поступают в устройство для подачи суспензии 1 (фиг.1) и через продольный паз 15 (фиг.2) выходит к движущейся ленте 2, приводимой в движение приводным роликом 3 с прижимным роликом 4. Выступы заглушек 14 торцов труб 1 и 7 служат ограничителями при движении ленты 2. При прохождении исходной суспензии через ткань ленты 2 осадок задерживается на ленте, а вода свободно проходит через ткань ленты и сливается в лоток 6, откуда подается в резервуар для очищенной воды 13. При своем непрерывном движении лента 2 перемещает налипший не нее осадок к системе очистки, где сначала скребком 9 с нее счищается слой осадка, который падает в лоток 8, а затем высоконапорной струей промывочной воды, подаваемой на обратную сторону ленты 2 через продольный паз 15 трубы 7 насосом 10, остатки осадка смываются в лоток 8. Из лотка 8 смесь осадка и промывочной воды поступает в центрифугирующее устройство 11, откуда отделенная вода подается в резервуар 13, а сгущенный осадок - в контейнер 12. Таким образом, совершая непрерывное движение по замкнутой траектории, фильтровальная лента 2 очищает пластовые и сточные воды от осадка.

Пример реализации. Материал фильтрующей ленты выбирается из условия гидрофильности и олеофобности, таким условиям соответствует стеклоткань. Ширина фильтрующей ленты 0,8 м, интенсивность потока суспензии, определяемая шириной продольного паза 15, равной, например, 50 мм. Тогда, при наименьшей допустимой толщине слоя осадка 0,5 мм и скорости движения ленты 12 мм/с, производительность фильтрации будет 0,04 м³/с или 144 м³ в час (3456 м³ в сутки). Скорость регенерации ткани фильтрующей ленты (промывки) такова, что полное очищение происходит при скорости движения не более 18 мм/с. Следовательно, скорость движения ленты 12 мм/с удовлетворяет условию регенерации фильтрующей ленты.

Для повышения эффективности очистки ленты сквозь нее пропускается высоконапорная струя промывочной воды. Повышение напора при одновременном уменьшении расхода промывочной воды достигается уменьшением ширины паза 15 в трубе 7, например, до 5 мм, и повышением давления на выходе насоса 10.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами:

- более простой конструкцией, из которой исключены такие сложные устройства, как вакуумный насос, опорная перфорированная лента с приводом, вакуумные камеры и пр.;

- за счет повышения скорости движения ленты повышается оборачиваемость фильтрующего элемента, уменьшается слой осадка на поверхности ленты, упрощается промывка меньшим количеством промывочной воды;

- повышением давления жидкости, пропускаемой через ткань фильтрующей ленты, достигается повышение производительности фильтрования.

Ленточный фильтр для нефтепромысловых вод, содержащий устройство для подачи суспензии, фильтровальную ленту, устройство протяжки ленты, опорную поверхность, систему очистки ленты от осадка, отличающийся тем, что устройство для подачи суспензии выполнено в виде трубы с продольным пазом, охватываемой лентой, через которую прокачивается суспензия, внешняя поверхность трубы служит опорой для фильтровальной ленты, а система очистки ленты от осадка выполнена в виде трубы, идентичной устройству подачи суспензии, контактирующей с обратной стороной ленты, причем устройство для подачи суспензии снабжено лотком для отвода очищенной воды и резервуаром для очищенной воды, а система очистки - лотком для отвода осадка, насосом для подачи промывочной воды, соединенным с резервуаром для очищенной воды, скребком для снятия слоя осадка с ленты, центрифугирующим устройством для отделения промывочной воды от осадка и контейнером для сгущенного осадка.