Фильтр грязевик вертикальный: Обзор фильтров грубой очистки воды VALTEC

Содержание

Грязевик вертикальный фланцевый Ду 100

Абонентский грязевик модели ДУ-100 – это устройство вертикальной конструкции, которое применяют для грубой очистки воды в трубопроводах отопительных систем. Грязевики ДУ-100 очищают жидкость от мелкого мусора и загрязнений механического характера. Купить такие устройства по низкой цене можно в компании НЗТО. Оборудование соответствует ГОСТ. Мы выполняем доставку заказов.

Конструкция и схема работы грязевика ДУ-100

Это компактный фланцевый грязевик диаметром 40-200 мм, состоящий из вертикального фильтра. Оси фильтра и трубопровода ТС перпендикулярны. Сверху есть крышка для доступа к внутренним элементам, внизу – заглушка, через которую подключается кран для дренажа.

Схема работы грязевика ДУ-100:

в грязевик поступает вода, которая пропускается через фильтры;
крупные и средние частицы грязи отсеиваются;
мелкие загрязнения оседают вниз;
очищенная вода подается в трубы.

Особенности грязевиков

Подключение к трубопроводу – фланцевое.
Устройства выполнены вертикально, у них компактные размеры, что упрощает монтаж грязевика.
Рабочая температура жидкостей – до 150 градусов.
Конструкция надежная, регулярная чистка продлит срок службы.
Фильтры и сетки сделаны из нержавеющей стали.

Технические параметры:

Грязевик
Обозначение	Т34.000.В	ГРВ 000	ГТП
Серия			ТС-569.
Тип	Вертикальный	Вертикальный	Вертикальный
Диаметр, мм	40…200	40…1500	40…200
Давление, МПа		16	1,0/1,6/1,25
Температура, макс	150	200	200
Производительность, т/ч	40	40	40

Чтобы оформить заказ или проконсультироваться, звоните нам по телефону: +7 (800) 555-81-91.

Применение грязевика ДУ 100

Каждая серия фильтров нашего производства с диаметром условного прохода в 100 мм легко монтируется в узлах и тепловых вводах. Устанавливаются они на входе. Размещение – крышкой вниз. Такая конфигурация позволяет убрать загрязнения с потока сразу при его поступлении в систему. Фланцевый фильтр рекомендовано применять с давлением Ру10.

Мы выпускаем грязевик ДУ 100, цена которого указана на сайте, согласно нормам и в соответствии с серией. Также предоставляем услугу индивидуального изготовления под параметры системы заказчика. Время производства – 1 день. Способ доставки выбирается клиентом.

Доставка

Доставка во все регионы России и страны СНГ транспортными компаниями.

Самовывоз

по будням с 8-00 до 16-30
по Московскому времени

г. Нижний Новгород, ул.
Баррикад, дом 1, корпус 6.

Способы оплаты

Только безналичный расчет путем перечисления
денежных средств на расчетный счет предприятия.

Предоставляем отсрочку платежа. Каждая заявка на отсрочку
обсуждается с заказчиками индивидуально. Ее условия зависят
от общей суммы заказа.

Так же мы предоставляем скидки
как постоянным, так и новым клиентам.

Всю информацию Вы можете получить
у наших специалистов позвонив нам на

+7 (800) 555-81-91

Грязевик вертикальный фланцевый Ду 100 — преимущества

Описание

Грязевик абонентский ДУ 100 устанавливается в котельных и пунктах отопления. Предназначен для задержки в потоке воды средних фракций мусора, который возникает в системе из-за органических осадков и коррозийных процессов. Система очистки размещается в трубопроводе жилых, общественных и частных зданий, небольших сооружений.

Фильтрационная установка производства НЗТО компактная и надежная. Мы используем стальную основу, которая обеспечивает срок эксплуатации до 20 лет. Размещение устройства в отопительной системе улучшает ее и продлевает длительность службы.

Вертикальные фильтры-грязевик. КВОиТ

Грязевики вертикальные (ТС-567.00.000,серия 5.903-13.)

Назначение

Грязевик вертикальный, под приварку, ТС-567.00.000 (серия 5.903-13) это фильтр предназначенный для удаления из воды крупных и средних взвешенных частиц. Фильтрация происходит при помощи сетки стоящей на выводе грязевика. Отсеянные частицы удаляются во время периодической чистки. Для очистки грязевика вертикального ТС-567.00.000 и ТС-568.00.000 используется отверстие в нижней части, во время эксплуатации это отверстие закрыто заглушкой. Очистка вертикального грязевика производится путем откручивания заглушки и извлечения из корпуса грязевика загрязняющих частиц.

Грязевик вертикальный применяется в разных технологических линях ТЭЦ и котельных.
Вертикальные грязевики ТС-567.00.000 производятся из стали, по с. 5.903-13, Ду200-Ду300 для давления 2,5 МПа и для Ру1,6 МПа. Способ присоединения грязевика к трубопроводу сварной. Грязевик вертикальный ТС-567.00.000 используется при температуре окружающей среды от -20 до +60 град. Температура рабочей среды рассчитана до +200 град.
Условием нормальной работы грязевика является постепенное нарастание гидравлического сопротивления в грязевике по показаниям приборов на линии трубопровода до и после грязевика.

Обозначение	Условное давление Ру, Мпа (кгс/см²)	Условный проход ДУ	DH	Dh2	H	h	L	Масса, кг
ТС-567.00.000	2,5(25)	200	219	426	1071	740	720	310
-01		250	273	530	1309	900	840	502
-02		300	325	630	1437	975	980	730
-03	1,6(16)	200	219	426	1055	725	720	260
-04		250	273	530	1291	890	840	421
-05		300	325	630	1416	960	980	656

Грязевики вертикальные (ТС-568.00.000 серия 5.903-13)

Назначение

Грязевики вертикальные, под приварку, ТС-567.00.000 и ТС-568.00.000 (серия 5.903-13) это фильтры предназначенные для удаления из воды крупных и средних взвешенных частиц. Фильтрация происходит при помощи сетки стоящей на выводе грязевика. Отсеянные частицы удаляются во время периодической чистки. Для очистки грязевика вертикального ТС-567.00.000 и ТС-568.00.000 используется отверстие в нижней части, во время эксплуатации это отверстие закрыто заглушкой. Очистка вертикального грязевика производится путем откручивания заглушки и извлечения из корпуса грязевика загрязняющих частиц.

Грязевик вертикальный применяется в разных технологических линях ТЭЦ и котельных.

Обозначение	Условное давление Ру, Мпа (кгс/см²)	Условный проход ДУ	DH	Dh2	H	h	h2	L	Масса, кг.
ТС-568.00.000	2.5(25)	350	377	820	1960	1205	1305	1200	1232
-01		400	426	820	2010		1355	1200	1257
-02		500	530	920	2110		1455	1340	1567
-03		600	630	1020	2270	1335	1535	1500	1927
-04		700	720	1220	2460	1480	1630	1700	2784
-05		800	820	1220	2560	1480	1730	1800	2924
-06	1.6(16)	350	377	820	1910	1180	1280	1200	1042
-07		400	426	820	1960		1330	1200	1054
-08		500	530	920	2060		1430	1340	1107
-09		600	630	1020	2200	1300	1500	1500	1627
-10		700	720	1220	2390	1445	1595	1700	2256
-11		800	820	1220	2490	1445	1695	1800	2384
-12		900	920	1420	2660	1480	1780	2000	3346
-13		1000	1020	1420	2760	1530	1880	2000	3507

Грязевики вертикальные
№	Наименование	Диаметр, мм	Давление, МПа	Температура max, 0C
1.	ТС-567.00.000	200…300	1,6 / 2,5	200
2.	ТС-568.00.000	350…1000	1,6 / 2,5	200

Фильтры-грязевики вертикальные

Конструкция грязевика

Фильтр-грязевик механической очистки (ФГМО) представляет собой напорный вертикальный цилиндрический аппарат, (см. рис.), состоящий из цилиндрического корпуса (3) с эллиптическим или конусообразным верхним и нижним днищами. В корпус (3) вварен люк-лаз (6) для осмотра и ремонта грязевика. В верхнее днище вмонтирован трубопровод (1) для подвода воды на очистку и воздушник (2) для удаления воздушной подушки. В нижнее днище равномерно по периметру вварены патрубки (4) с кранами для периодического удаления задержанных примесей. Внутри корпуса грязевика жестко смонтирован трубопровод (5) для отвода очищенной воды.

1. Вход загрязненной воды
2. Воздушник
3. Корпус
4. Дренаж
5. Выход очищенной воды
(Может быть реализован сбоку)
6. Люк-ревизия (по заказу)
h* -высота установки грязевика

На трубопроводе имеются перфорированные участки, которые закрыты коническими козырьками. Суммарная площадь прорезей каждого участка рассчитывается таким образом, чтобы получить максимальный эффект улавливания загрязнений. Аналогично рассчитывается величина зазора между коническими козырьками и цилиндрическим корпусом. Под каждым коническим козырьком находится дополнительный перевернутый полуконус меньшего диаметра, который предназначен для лучшего распределения потоков воды и отделения загрязнений. Под нижним козырьком внутри цилиндрического корпуса (3) смонтирована коническая тарелка для создания застойной зоны в нижней части корпуса, чтобы исключить взмучивание осадка потоком воды при переменной гидравлической нагрузке.

Принцип действия

Принцип действия грязевика основан на сочетании двух процессов: инерции и гравитации естественной и принудительной. Обрабатываемая вода по трубопроводу (1) подается в корпус грязевика (3), попадает на отбойный конус и плавно растекается по поперечному сечению. Плавно обтекая верхний конический козырек, вода теряет скорость и совершает поворот на 180 градусов и через перфорированный участок (I) попадает в центральный трубопровод (5). Остальная часть потока воды последовательно, резко меняя направление движения и теряя скорость, также попадает в центральный трубопровод (5) через другие перфорированные участки, а очищенная вода отводится к потребителю. При этом под каждым конусом располагается перевернутый полуконус меньшего диаметра, который дополнительно распределяет потоки воды и отделяет механические примеси от потока чистой воды. Величина кольцевого зазора между корпусом аппарата и коническими козырьками, также величина щелей под коническими козырьками, рассчитывается таким образом, чтобы получить максимальный эффект очистки воды. Осевшие в нижней части грязевика примеси периодически удаляются путем кратковременного открытия (~10 сек) трех дренажных патрубков (4).

При работе грязевика отделение загрязнений происходит в результате сочетания двух процессов гравитации: естественной и за счет принудительного движения потока воды сверху вниз от I до последнего перфорированного участка, и двух процессов инерции: за счет резкого снижения скорости потока воды и за счет резкого изменения направления движения, а также за счет силы тяжести. Комбинирование процессов инерции и гравитации позволило значительно увеличить степень очистки воды от механических примесей по сравнению с существующими стандартными грязевиками и получить существенный экономический эффект от внедрения данного аппарата.

Грязевик может комплектоваться системой автоматики, которая включает в себя электронное реле времени и электромеханические задвижки на дренажных патрубках. Программирование электронного реле времени осуществляется эмпирическим путем, исходя из степени загрязнения воды.

Область применения

Предназначен для очистки природных, сточных, оборотных, подпиточных, а также любых технических вод от механических примесей и взвешенных веществ (от 10 мкм и выше). Также производимые нами фильтры-грязевики улавливают микробиологичей шлам, всплывающие вещества (щепу, листву, нефтепродукты и др.). Осуществляют высокоэффективную очистку сетевой и подпиточной воды систем центрального отопления и горячего водоснабжения. Снижают нагрузку при установке на предочистке на насосы, насыпные фильтры на водопроводных станциях. Защищают технологическое оборудование при установке перед градирнями и после них, перед теплообменниками. Осуществляют очистку больших расходов сетевой воды на крупных тепловых источниках и т. д.

Достоинства грязевика

1. Простота конструкции.

2. Отсутствие фильтрующих материалов.

3. Высокая степень очистки от механических примесей.

4. Широкая область применения.

5. Малое количество сточных вод и отсутствие загрязнения окружающей среды.

6. Малое гидравлическое сопротивление.

7. Невысокая стоимость.

8. Простота эксплуатации и отсутствие необходимости специального обслуживания и расходных материалов.

9. Удаление накопленных загрязнений осуществляется кратковременно без остановки работы аппарата и сети, и не зависит от его количества.

10. Отсутствие необходимости установки дублирующих аппаратов.

11. Конструкция грязевика позволяет решить глобальную проблему промывки любых трубопроводов от загрязнений с использованием максимальных скоростей промывки и минимальным сбросом самой загрязненной части промывочной воды.

12. Обеспечение надежной защиты насосов при попадании посторонних предметов в потоки воды.

13. Очистка больших расходов сетевой воды.

В настоящее время грязевики установлены и успешно эксплуатируются более чем на 400 предприятиях Российской Федерации и стран СНГ, а также на ряде котельных ГП «ТЭК СПб», в том числе на самых крупных: «Парнас» и «Коломяжская» (Установленная тепловая мощность- свыше 600 МВт). Годовая экономия, получаемая за счет снижения затрат на капитальный ремонт котлов, химические очистки и перекачку теплоносителя через котлы, а также за счет увеличения коэффициента полезного действия составляет около 100 тыс. долларов для одной котельной типа «Парнас» и «Коломяжская». Данные испытаний, свидетельствуют об эффективной работе аппарата.

Расход воды, м3/ч	Диаметр входной, мм	Диаметр корпуса, D , мм	Высота корпуса/общаявысота с опорами, Н, м	Вес аппарата т: Пустого / заполненного водой
10	45	152	1,3/1,5	0,035/0,06
15	57	194	1,4/1,6	0,04/0,07
20	57	219	1,5/1,8	0,08/0,12
30	89	245	1,6/2,0	0,12/0,18
60	108	350	1,7/2,2	0,16/0,25
90	133	426	1,9/2,4	0,2/0,4
110	159	465	2,0/2,6	0,35/0,6
225	219	660	2,2/2,9	0,75/1,5
300	273	760	2,6/3,4	1,3/3,5
500	325	970	2,7/3,6	1,5/4,1
700	377	1140	3,0/4,0	1,75/4,9
1000	426	1320	3,4/4,5	2,0/5,5
1400	530	1570	3,7/4,7	3,5/9,5
2300	630	2020	4,5/5,6	3,7/15
2750	720	2220	4,5/5,8	5,0/20
3600	820	2520	4,6/6,0	6,0/28
4500	920	2820	5,3/6,5	7,5/31
5600	1020	3040	6,2/8,0	10/45
7000	1120	3390	6,7/8,5	15/60

Указанные размеры аппаратов и их вес являются приблизительными и могут уточняться, после анализа параметров указанных в опросных листах заполненных Заказчиком. Все табличные значения фильтров-грязевиков справедливы для обычного исполнения (без верхней накопительной камеры с дренажами для улавливания и удаления легко всплывающих загрязнений, на рабочее давление до 6 кгс/см2 , изготовленные из черного металла с грунтованием наружной поверхности; все патрубки — под приварку).

Фильтры, грязевики

Фильтр трубопроводный относится к вспомогательной трубопроводной арматуре и используется для того, чтобы отсеивать различные механические примеси (как правило, твёрдые частицы) в трубопроводе для защиты системы от засорения и для обеспечения безопасности её работы.

…

5306 р.

…

0 р.

…

12566 р.

…

2452 р.

…

3862 р.

Описание грязевика вертикального фланцевого Вертикальный грязевик трубопровода теплосети предназначен для очистки пара и воды, поступающих в систему отопления с температурой не более 150° С и рабочим давлением не более 1,6 МПа (16кгс/см2). …

6123 р.

7118 р.

8977 р.

14515 р.

33987 р.

1835 р.

2693 р.

4321 р.

4605 р.

…

2450 р.

Грязевики вертикальные и горизонтальные.

Невский завод «ТРУБОДЕТАЛЬ» изготавливает емкостное оборудование, включая фильтры, грязевики горизонтальные, грязевики вертикальные. Вся продукция в обязательном порядке имеет все необходимые разрешения и сертификаты. Грязевики горизонтальные и грязевики вертикальные, поставляемые нашим предприятием, изготавливается на заказ в короткие соки и в точном соответствии с нормативной документацией.

Применение грязевиков.

Грязевики горизонтальные и грязевики вертикальные используются в системах водоснабжения и теплоснабжения, для очистки воды от взвешенных в ней частиц. Очистка происходит за счет изменения направления потока воды, и фильтрации её специальной сеткой. При этом взвешенные частицы выпадают в осадок и скапливаются в объёме, имеющем возможность их удаления путем увеличения давления, или механически.

Устройство и принцип работы вертикальных и горизонтальных грязевиков.

Грязевик представляет собой узел расширения трубопровода с изменением направления потока воды и фильтрацией её специальной сеткой. Работа грязевика заключается в приёме исходной воды, фильтровании её от средних и крупных взвешенных частиц, отводе очищенной воды и периодической очистке нижней части корпуса от накопившейся грязи.

Условием нормальной работы грязевика является постепенное нарастание гидравлического сопротивления в грязевике по показаниям приборов на линии трубопровода до и после грязевика.

Виды грязевиков.

Конструктивно, грязевики подразделяются на две группы: вертикальные и горизонтальные грязевики. Ниже в таблице представлены различные виды грязевиков, с указанием основных их параметров.

Горизонтальные грязевики по сериям с ТС-565.00.000 по ТС-569.00.000

Вертикальные грязевики ТС-566.00.000 , ТС-567.00.000 и ТС-568.00.000

Грязевики вертикальные

Вертикальные грязевики представляют собой аппарат, внутри которого при помощи сетчатого фильтрующего элемента происходит фильтрация воды. Грязевики вертикальные устанавливаются на линии трубопровода с применением фланцевых соединений.

Вертикальные грязевики проходят процедуру установки и обвязки таким образом, чтобы обеспечивалась возможность визуального осмотра для очистки, либо ремонта. После установки грязевики вертикальные подвергаются гидравлическим испытаниям (опрессовке) системы. Далее необходимо произвести промывку линии.

Эксплуатация грязевиков вертикальных должна осуществляться в соответствии с «Правилами безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды». В процессе эксплуатации требуется контролировать гидравлическое сопротивление грязевиков вертикальных по показаниям манометров (или дифференциального манометра) на линии трубопровода до и после грязевиков вертикальных. В случае превышения значения гидравлического сопротивления, указанного в паспорте, необходимо произвести разборку и очистку грязевиков вертикальных от накопившихся отложений.

Назначенный срок службы вертикальных грязивиков составляет 20 лет.

Гарантийный срок эксплуатации данных грязевиков – 12 месяцев с момента включения в эксплуатацию, но не более 36 месяцев со дня отгрузки в адрес Заказчика с соблюдением условий транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации.

Цены на вертикальные и горизонтальные грязевики

На Невском заводе «ТРУБОДЕТАЛЬ» вы можете купить горизонтальные и вертикальные грязевики по низкой цене. Данные изделия производятся на заказ, в точном соответствии с нормативной документацией и чертежами Заказчика. Производственные возможности Невского завода «ТРУБОДЕТАЛЬ» позволяют изготавливать любые металлические конструкции качественно и в сжатые сроки.

Раздел «Емкости и фильтры»

Фильтр-грязевик вертикальный инерционный (фгви)

Полезная модель относится к области средств обслуживания трубопроводных сетей, предназначенных для транспортировки жидких сред, и может быть использована в качестве вспомогательных устройств, предотвращающих накопление грязи в трубопроводах подачи воды теплотехнического оборудования котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов и тепловых узлов зданий, а также технологических водных потоках и водооборотных циклах промышленных предприятий для эффективной очистки различных технологических потоков воды от механических примесей без использования фильтрующих материалов. Фильтр-грязевик вертикальный инерционный содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, а также с входным и выходным патрубками, при этом часть выходного патрубка выполнена как вертикально расположенный внутри корпуса соосно с входным патрубком отрезок трубы, в стенках которой образованы перфорированные участки в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий. Верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком, а вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков размещены конусообразные расширяющиеся к низу элементы. Выходной патрубок выполнен L-образной формы для возможности бокового отвода очищенной воды. Под каждым конусообразным элементом вдоль трубы установлены конусообразные расширяющиеся к верху элементы, причем максимальный диаметр каждого конусообразного расширяющегося к низу элемента превышает максимальный диаметр расположенного под ним конусообразного расширяющегося к верху элемента.

Существующие на котельных, ЦТП и внутридомовых системах отопления типовые средства очистки воды, представляющие собой сетчатые фильтры, не обеспечивают необходимую степень очистки воды от механических примесей, что приводит к заносу отложениями водогрейных котлов, систем отопления и горячего водоснабжения. При этом существенно ухудшается качество горячей воды по содержанию взвешенных веществ.

Известна конструкция фильтра-грязевика, содержащего корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, фильтрующий элемент, расположенный между указанными патрубками. В днище корпуса выполнен патрубок вывода грязи (патент РФ 2008604, МПК F28F 19/00, F28G 15/08, публикация 1994 г.).

Недостатком известного устройства является необходимость периодической очистки фильтрующего элемента, поскольку из-за наличия значительного количества задержанных грязевых частиц фильтрующий элемент и, следовательно, весь фильтр-грязевик постепенно теряет фильтрующие свойства.

Известна конструкция фильтра для предварительной очистки воды, содержащего цилиндрический вертикально расположенный корпус, дренажное и распределительное средства, последнее из которых включает горизонтально расположенные в верхней части корпуса частично перфорированные трубы и центральную вертикальную трубу с отверстиями на боковой поверхности и заглушкой в нижнем торце, а также зернистую загрузку, размещенную между дренажным и распределительным средствами, причем распределительное средство дополнительно снабжено вертикальной трубой, заглушенной сверху и установленной концентрично внутри центральной вертикальной трубы, перфорированные трубы прикреплены радиально к дополнительной трубе, а торец последней расположен на расстоянии от заглушки в центральной трубе (а. св. СССР 1319367 МПК B01D 24/00, публикация 1990 г.).

Недостатком известного устройства является его невысокая эффективность, обусловленная использованием зернистого фильтрующего материала, склонного к адсорбированию загрязнений, а также вымыванию в очищенную воду.

Известен грязевик, содержащий вертикально расположенный корпус с днищем, с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, и с патрубком для вывода грязи, при этом грязевик снабжен трубой, установленной в корпусе на одной оси с входным и выходным патрубками и жестко соединенной с выходным патрубком, установленным в днище корпуса, а противоположный конец трубы закрыт отбойным конусом, при этом вдоль трубы вокруг нее установлены конусообразные поверхности, образующие острый угол с трубой со стороны днища, на частях трубы, перекрытых конусообразными поверхностями, выполнены продольные прорези, а ниже последней конусообразной поверхности расположена конусообразная поверхность, жестко соединенная со стенкой корпуса, образующая с ней острый угол со стороны днища, а ее размер больше зазора между стенкой корпуса и последней конусообразной поверхностью, установленной на трубе. Длины участков трубы, перекрытых конусообразными поверхностями, и длины прорезей, расположенных на этих участках, уменьшаются последовательно в направлении от входного патрубка к выходному (патент РФ 42438, МПК B01D 43/00; F16L 55/24, публикация 2004 г.).

Известен также фильтр тонкой очистки, включенный в технологический цикл теплоэнергетической установки, при этом в качестве фильтра использован гравитационно-инерционный грязевик, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса, верхний конец которого снабжен входным патрубком, а нижний снабжен выходным патрубком, причем верхняя часть патрубка выполнена как отрезок трубы, в стенках которой выполнены горизонтальные ряды сквозных отверстий, а верхний конец снабжен коническим обтекателем, кроме того, каждый ряд сквозных отверстий по периметру отрезка трубы защищен коническим козырьком, открытым снизу, кромка которого расположена ниже сквозных отверстий (патент РФ 101089, МПК F01K 23/04, публикация 2011 г. — принят в качестве ближайшего аналога).

Задачей создания предлагаемой полезной модели является повышение качества очистки воды.

Предложенное техническое решение позволяет расширить арсенал средств, предназначенных для эффективной очистки различных технологических потоков воды от механических примесей без использования фильтрующих материалов.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.

Фильтр-грязевик вертикальный инерционный содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, а также с входным и выходным патрубками, при этом часть выходного патрубка выполнена как вертикально расположенный внутри корпуса соосно с входным патрубком отрезок трубы, в стенках которой образованы перфорированные участки в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий. Верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком, а вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков размещены конусообразные расширяющиеся к низу элементы. Выходной патрубок выполнен L-образной формы для возможности бокового отвода очищенной воды. Под каждым конусообразным элементом вдоль трубы установлены конусообразные расширяющиеся к верху элементы, причем максимальный диаметр каждого конусообразного расширяющегося к низу элемента превышает максимальный диаметр расположенного под ним конусообразного расширяющегося к верху элемента.

Верхнее днище содержит дренажные патрубки для возможности удаления всплывающих загрязнений и воздушной подушки.

Нижнее днище содержит, по меньшей мере, один патрубок с краном для периодического удаления задержанных примесей.

Верхнее и нижнее днища могут быть выполнены конусообразными или элипсообразными.

Конический отбойный козырек жестко прикреплен к цилиндрическому корпусу.

Конусообразные элементы жестко прикреплены к трубе.

На чертежах схематично представлено предложенное техническое решение, где на фиг.1 изображен фильтр-грязевик; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — то же, вид снизу.

Фильтр-грязевик вертикальный инерционный представляет собой напорный вертикальный цилиндрический аппарат, включающий цилиндрический корпус 1 с верхним днищем 2 и нижним днищем 3. Верхнее и нижнее днища могут иметь эллиптическую или конусообразную форму. Аппарат установлен на опорах 4 (на фиг.1 условно изображена одна опора аппарата). В корпус 1 вварен люк-лаз 5, предназначенный для осмотра и ремонта аппарата. В верхнее днище 2 вмонтирован входной патрубок 6 для подвода воды на очистку, а также установлены два дренажных патрубка 7, предназначенных для удаления всплывающих загрязнений и воздушной подушки.

В нижней части корпуса установлен выходной патрубок 10 L-образной формы для отвода очищенной воды. Верхняя часть выходного патрубка выполнена как отрезок трубы 11, вертикально расположенный внутри корпуса соосно входному патрубку 6.

В стенках трубы 11 образованы перфорированные участки I, II, III, выполненные в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий.

Верхний конец трубы 11 расположен под входным патрубком 6 и снабжен коническим отбойным козырьком 12, который жестко фиксируется к корпусу путем приваривания металлическими полосками к корпусу аппарата.

Вдоль трубы 11 между ней и цилиндрическим корпусом 1 в зонах расположения перфорированных участков I, II, III установлены конусообразные расширяющиеся к низу элементы 13. Под каждым элементом 13 вдоль трубы 11 дополнительно установлено по одному конусообразному расширяющемуся к верху элементу 14. Наибольший диаметр каждого конусообразного элемента 13 превышает наибольший диаметр расположенного под ним конусообразного элемента 14.

Суммарная площадь сквозных отверстий каждого участка рассчитывается таким образом, чтобы получить максимальный эффект улавливания загрязнений. Аналогично рассчитывается величина зазора между конусообразными элементами 13 и цилиндрическим корпусом 1.

Верхнее и нижнее днище аппарата могут быть выполнены конусообразными (при давлении среды до 12 кгс/см²), или элипсообразными (при давлении среды свыше 12 кгс/см²).

Для периодического удаления задержанных примесей в нижнее днище 3 по оси аппарата вварен патрубок 15 с краном 16.

При необходимости улавливания всплывающих веществ, грязевик может быть снабжен верхней успокоительной камерой, которая формируется из более удлиненного и утопленного в глубь цилиндрического корпуса 1 входного патрубка 6 и верхними дренажными патрубками 7 для удаления всплывающих загрязнений.

Принцип действия грязевика основан на сочетании двух процессов: инерции и гравитации. Исходная обрабатываемая вода по входному патрубку 6 подается в корпус 1 грязевика, попадает на отбойный козырек 12 и плавно растекается по поперечному сечению. Плавно обтекая верхний конусообразный элемент 13, вода теряет скорость и совершает поворот на 180 градусов и через перфорированный участок I попадает в трубу 11. Остальная часть потока воды попадает в трубу 11 через перфорированные участки II, III, а очищенная вода отводится потребителю. Пространство между образующими конусообразный элемент 13 и центральной трубой 11 обеспечивает ламинарный режим движения среды, в результате чего осуществляется высокая степень очистки воды.

Перевернутые конусообразные элементы 14 меньшего диаметра, находящиеся под элементами 13, обеспечивают дополнительное распределение водных потоков с целью более полного отведения механических примесей от перфорированных участков.

Осевшие в нижней части грязевика примеси периодически удаляются путем открытия крана 16 на патрубке 15.

При работе грязевика отделение загрязнений происходит в результате сочетания двух процессов гравитации: естественной и за счет принудительного движения потока воды сверху вниз от I до III перфорированных участков, и двух процессов инерции: за счет резкого снижения скорости потока воды и за счет резкого изменения направления движения. Комбинирование процессов инерции и гравитации позволило значительно увеличит степень очистки воды от механических примесей по сравнению с существующими стандартными грязевиками и получить существенный экономический эффект от использования данного аппарата.

Грязевик может комплектоваться системой автоматики, которая включает в себя электронное реле времени и электромеханические задвижки на дренажных патрубках.

Программирование электронного реле времени осуществляется эмпирическим путем и исходя из степени загрязнения воды.

1. Фильтр-грязевик вертикальный инерционный, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, а также с входным и выходным патрубками, при этом часть выходного патрубка выполнена как вертикально расположенный внутри корпуса отрезок трубы, в стенках которой образованы перфорированные участки в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий, причем верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком, а вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков размещены конусообразные расширяющиеся книзу элементы, отличающийся тем, выходной патрубок выполнен L-образной формы для возможности бокового отвода очищенной воды, а под каждым конусообразным элементом вдоль трубы установлены конусообразные расширяющиеся кверху элементы, причем максимальный диаметр каждого конусообразного расширяющегося книзу элемента превышает максимальный диаметр расположенного под ним конусообразного расширяющегося кверху элемента.

2. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что верхнее днище содержит дренажные патрубки для возможности удаления всплывающих загрязнений и воздушной подушки.

3. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что в нижнем днище установлен по оси фильтра патрубок с краном для периодического удаления задержанных примесей.

4. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что верхнее днище выполнено конусообразным.

5. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что верхнее днище выполнено эллипсообразным.

6. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что нижнее днище выполнено конусообразным.

7. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что нижнее днище выполнено эллипсообразным.

8. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что конический отбойный козырек жестко прикреплен к цилиндрическому корпусу.

9. Фильтр-грязевик по п.1, отличающийся тем, что конусообразные элементы жестко прикреплены к трубе.

Установка грязевика (грязевого фильтра) | АО «ЦЭЭВТ»

Функции грязевиков

При эксплуатации отопительных, водоподающих и прочих подобных линий одной из наиболее актуальных проблем является засорение различных участков нерастворимыми примесями органического и неорганического происхождения – проще говоря, грязью. В открытых системах, у которых водозабор осуществляется из внешнего источника, в качестве загрязнителей чаще всего выступает песок, частицы глины, ила и т.п. В замкнутых системах загрязнения также имеют место чешуйки ржавчины, окалины, отделившиеся фрагменты накипи, минеральный осадок. У всех них имеется одно общее свойство: в большинстве своём эти частицы тяжелее воды или теплоносителя, циркулирующего в системе.

Участок трубы с ярко выраженным заиливаниемСкапливаясь в тех местах, где ток жидкости замедляется или меняет направление движения, грязь со временем существенно снижает эксплуатационные качества системы – проходимость, теплоотдачу и др; в некоторых случаях серьёзные засоры могут привести и к выходу системы из строя. Возникает необходимость механической или химической очистки (промывки) засорённых элементов. Дабы уменьшить концентрацию частиц грязи в жидкости, снизить скорость образования засоров и тем самым уменьшить частоту сложных и дорогостоящих процедур по очистке или ремонту, применяются различные фильтры. В частности – т.н. фильтры грубой очистки, к которым и относятся грязевики. Иногда называют грязесборниками, а также осветлителями: при эффективно функционирующем грязевике на выходе из него перекачиваемая жидкость даже визуально значительно чище, светлее, чем на входе.

Принцип работы и конструкция

Грязевики могут в определённой мере различаться конструкционно, но в работе используют три базовых принципа:

инерционно-гравитационный;
механический;
магнитный.

Эти принципы могут использоваться как по отдельности, так и совместно.

1. Инерционно-гравитационный принцип. Типичный грязевик представляет собой вертикальный или горизонтальный металлический цилиндр с диаметром, значительно превышающим диаметр труб на том участке системы, в котором он устанавливается. Жидкость, попадая в такой цилиндр, мгновенно теряет скорость, благодаря чему влекомые ей тяжёлые частицы получают возможность опуститься на дно под действием гравитации. В некоторых грязевиках также используется инерция этих частиц: в цилиндре грязевика устанавливаются дополнительные перегородки, направляющие жидкость вдоль стенок цилиндра; центробежной силой частицы вытесняются к стенкам, после чего они сами опускаются на дно.

Схема вертикального грязевика гравитационного действия.Для упрощения процедуры очистки грязевика дно цилиндра делают съёмным, или предусматривают в нём отдельный кран для слива жидкой грязевой взвеси.

2. Механический принцип. Однако, гравитация с инерцией не способны отделить от жидкости более лёгкие, взвешенные частицы. Для этого существуют сетчатые фильтры, механически задерживающие все частицы с размерами, превышающие размер ячеек сетки.

Недостатком сетчатых фильтров является то, что при высоком уровне загрязнения фильтруемой жидкости они сами забиваются достаточно быстро. Поэтому логичным и целесообразным является использование сетчатого фильтра в качестве фильтра «второй очереди» – то есть, установка его таким образом, чтобы вначале отсеивались тяжёлые частицы, а затем – взвешенные.

Вертикальный и горизонтальный грязевики со «стаканом» сетчатого фильтра перед выходным патрубком.
Для очистки сетчатого фильтра в грязевике обычно предусматривается либо возможность его извлечения для промывки, либо возможность промывки по месту – обратным напором жидкости. https://escortcity.co.nz.

3. Магнитный принцип. В случае, если в рабочей жидкости ожидаемо присутствуют частицы с магнитными свойствами – мелкая металлическая стружка, окалина и т.д. – в конструкцию грязевика можно добавить постоянный магнит, который будет собирать металлический мусор на своей поверхности. Естественно, должна быть предусмотрена возможность очистки этого магнита – к примеру, по принципу магнитной пробки масляного картера автомобильного двигателя. Собственно, картер двигателя можно условно счесть частным случаем грязевика.

Дополнительные конструкционные элементы

В конструкции грязевика могут присутствовать и другие элементы, упрощающие обслуживание или увеличивающие его функциональность:

кроме упомянутого крана слива внизу – воздушный кран вверху грязевика, для развоздушивания системы при заполнении её жидкостью;
при относительно невысоких показателях давления в системе на боковой поверхности цилиндра может быть предусмотрено прозрачное окно для оценки степени загрязнённости;
на входном и выходном патрубках могут быть установлены манометры, по разнице показаний которых можно оценить гидравлическое сопротивление грязевика и, как следствие, ту же степень его загрязнённости.

Грязевики могут выпускаться с фланцевым соединением и соединением «под сварку». Первый вариант считается предпочтительным, так как позволяет в случае необходимости легко заменить грязевик. Впрочем, такая замена – событие скорее исключительное: в силу простоты конструкции грязевики отличаются крайне высокой надёжностью, срок их службы составляет до 30-ти и более лет.

Монтаж грязевика

Установка грязевика не является сложным процессом. Однако, принцип действия и конструкция грязевика определяют три условия, которые при проведении установки должны непременно учитываться.

1. Направление тока жидкости. В подавляющем большинстве грязевиков имеет значение правильное подключение входящего/выпускного патрубков. Более того, при «обратном» подключении грязевик если и будет выполнять свои функции, то весьма плохо и крайне недолго. К примеру, у гравитационно-сетчатого грязевика попросту быстро забьётся сетка фильтра.

Установка гравитационно-сетчатого грязевика в разрезе: правильное и неправильное направление тока жидкости.Во избежание подобной ситуации у многих моделей грязевых фильтров верное направление движения жидкости указывается непосредственно на корпусе.

2. Пространственная ориентация. В силу понятных причин монтаж грязевика должен осуществляться таким образом, чтобы действие силы тяжести использовалось в полной мере. В подавляющем большинстве случаев грязевик устанавливается в разрыв горизонтального участка трубопровода. При этом, грязевики вертикального типа должны устанавливаться с максимальным соответствием вертикальной оси; грязевики горизонтального типа – соответственно, горизонтали. Ориентация грязевика с угловым отклонением от вертикали/горизонтали снижает его эффективность, и чем больше отклонение – тем эффективность ниже.

Установка грязевика вертикально, то есть – на вертикальном участке трубы также возможна, но – для отдельных моделей, к примеру, для так называемых «косых» фильтров, применяемых на трубопроводах среднего и малого диаметра.

3. Место установки. Подразумевается соблюдение двух рекомендаций – целесообразности и практичности.

Так как функцией грязевика является защита от загрязнения проблемных в этом отношении мест системы, устанавливаться он должен как можно ближе к защищаемым элементам. При установке грязевиков на системе отопления или водоподачи локального характера это – теплообменники и радиаторы (калориферы), насосы, счётчики и т.д. Абонентские грязевики в протяжённых системах обслуживания устанавливаются непосредственно перед конечным обслуживаемым объектом (внутридомовыми сетями, сетью предприятия и т.д).

Так как конструкцией грязевика предусмотрена его периодическая очистка (промывка) от скопившихся загрязнений, место установки должно выбираться с учётом возможности проведения таких работ. То есть, должен быть доступ к кранам, съёмным люкам, заглушкам и т.д.

АО «ЦЭЭВТ» производит грязевые фильтры для тепловых пунктов, систем водоподготовки, в том числе грязевики абонентские с техническими характеристиками широкого диапазона. Варианты исполнения по материалу, температурному режиму, условному давлению и прочим параметрам, разнообразие установочных размеров даёт возможность подобрать модель с максимальным соответствием конкретным техническим условиям. Возможно проектирование специальных моделей по особым требованиям заказчика.

Справочник по воде

— Фильтрация | SUEZ

Фильтрация используется в дополнение к регулярной коагуляции и осаждению для удаления твердых частиц из поверхностных или сточных вод. Это подготавливает воду для использования в качестве подпитки для питья, бойлера или охлаждения. Фильтрация сточных вод помогает пользователям соответствовать более строгим требованиям разрешений на сброс сточных вод.

Фильтрация, обычно рассматриваемая как простой механический процесс, на самом деле включает механизмы адсорбции (физической и химической), деформации, осаждения, улавливания, диффузии и инерционного уплотнения.

Фильтрация не удаляет растворенные твердые частицы, но может использоваться вместе с процессом умягчения, который снижает концентрацию растворенных твердых частиц. Например, фильтрация антрацитом используется для удаления остаточных осажденных солей жесткости, оставшихся после осветления при осадком смягчении.

В большинстве процессов осветления или умягчения воды, где происходят коагуляция и осаждение, по крайней мере, часть осветленной воды фильтруется. Стоки осветлителя с 2-10 NTU могут быть улучшены до 0.1-1,0 NTU при обычной фильтрации через песок. Фильтрация обеспечивает приемлемые концентрации взвешенных твердых частиц в готовой воде даже при нарушениях в процессах осветления.

ТИПОВОЕ КОНСТРУКЦИЯ

Обычные фильтры быстрого действия силы тяжести и давления работают с нисходящим потоком. Фильтрующий материал обычно представляет собой песчаный или антрацитовый слой глубиной 15-30 дюймов. Могут использоваться один или несколько сортов песка или антрацита.

Большой слой твердых частиц поддерживает фильтрующий материал, предотвращая попадание мелкого песка или антрацита в дренажную систему.Опорная платформа также служит для распределения воды для обратной промывки. Типичные опорные пласты состоят из гравия или антрацита размером 18–1 дюймов в ступенчатых слоях до глубины 12–16 дюймов.

ВИДЫ СМИ

Кварцевый песок, кварцевый песок, антрацитовый уголь, гранат, магнетит и другие материалы могут использоваться в качестве фильтрующих материалов. Наиболее часто используются кварцевый песок и антрацит. Когда диоксид кремния не подходит (например, в фильтрах после горячего умягчителя, где очищенная вода предназначена для питания котла), обычно используется антрацит.

Размер и форма фильтрующего материала влияют на эффективность удаления твердых частиц. Острые, угловатые носители образуют большие пустоты и удаляют меньше мелкого материала, чем закругленные носители аналогичного размера. Среда должна быть достаточно крупной, чтобы твердые частицы могли проникать в слой на 2-4 дюйма. Хотя большинство взвешенных твердых частиц задерживаются на поверхности или на первых 1-2 дюймах глубины слоя, некоторое проникновение необходимо для предотвращения быстрого увеличения в падении давления.

Песок и антрацит для фильтров оцениваются по эффективному размеру частиц и однородности.Эффективный размер таков, что приблизительно 10% от общего веса зерен меньше, а 90% больше. Следовательно, эффективный размер — это минимальный размер большинства частиц. Однородность измеряется путем сравнения эффективного размера с размером, при котором 60% зерен по весу меньше, а 40% больше. Этот последний размер, разделенный на эффективный размер, называется коэффициентом однородности — чем меньше коэффициент однородности, тем более однородны размеры частиц среды.

Более мелкий песок приводит к более мелким зонам удержания взвешенных веществ.Наиболее желаемый размер среды зависит от характеристик взвешенных твердых частиц, а также требований к качеству сточных вод и конкретной конструкции фильтра. Как правило, в быстрых песочных фильтрах используется песок с эффективным размером 0,35–0,60 мм (0,014–0,024 дюйма) и максимальным коэффициентом однородности 1,7. Грубая среда, часто 0,6–1,0 мм (0,024–0,04 дюйма), используется для строго контролируемой коагуляции и седиментации.

СМЕШАННЫЕ ФИЛЬТРЫ-КРОВАТИ

Термины «многослойный», «глубокий» и «смешанная среда» относятся к типу фильтрующего слоя, который сортируется по размеру и плотности.Крупные менее плотные частицы находятся вверху фильтрующего слоя, а более мелкие более плотные частицы находятся внизу. Фильтрация с нисходящим потоком обеспечивает глубокое и равномерное проникновение твердых частиц и обеспечивает высокую скорость фильтрации и длительный срок службы. Поскольку мелкие частицы внизу также более плотные (меньше пространства между частицами), они остаются внизу. Даже после высокоскоростной обратной промывки слои остаются на своих местах в фильтрующем слое со смешанной средой.

В Таблице 6-1 перечислены четыре среды, которые используются в многослойной фильтрации.Несколько других комбинаций смешанной среды также были протестированы и эффективно использовались. Использование слишком большого количества различных слоев носителя может вызвать серьезные трудности при обратной промывке. Например, если все четыре материала, перечисленные в таблице 6-1, использовались в одном фильтре, скорость промывки, достаточно высокая для расширения слоя магнетита, могла бы вымыть антрацит из фильтра. Это также приведет к высоким требованиям к промывочной воде.

Таблица 6-1. Среда, используемая в многослойной фильтрации.
Медиа	Эффективный размер, мм (дюймы)	Удельный вес
Антрацит	0,7–1,7 (0,03–0,07)	1,4
Песок	0,3-0,7 (0,01-0,03)	2,6
Гранат	0,4-0,6 (0,016-0,024)	3,8
Магнетит	0.3-0,5 (0,01-0,02)	4,9

Фильтрующие слои антрацит / песок обычно обеспечивают все преимущества однослойной фильтрации, но требуют меньше воды для обратной промывки, чем только песок или антрацит. Аналогичные утверждения были сделаны для смесей антрацита / песка / граната. Основными преимуществами фильтрации с двумя средами являются более высокие скорости и более длительные интервалы. Слои антрацита / песка / граната работали с нормальной скоростью около 5 галлонов в минуту / фут² и пиковой скоростью до 8 галлонов в минуту / фут² без потери качества сточных вод.

УПАКОВКА ПЕСКОВЫХ ФИЛЬТРОВ

Песочные фильтры Rapid можно переоборудовать для работы в смешанной среде для увеличения производительности на 100%. Стоимость такой переоборудования намного ниже, чем установка дополнительных скоростных песочных фильтров.

Покрытие — замена части песка антрацитом. В этом преобразовании слой песка толщиной 2-6 дюймов толщиной 0,4-0,6 мм (0,016-0,024 дюйма) удаляется с поверхности слоя и заменяется слоем 4-8 дюймов толщиной 0,9 мм (0,035 дюйма).) антрацит. Если желательно увеличение емкости, заменяется большее количество песка. Следует провести пилотные испытания, чтобы убедиться, что уменьшение глубины более мелкого песка не снижает качество сточных вод.

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ

Гравитационные фильтры (см. Рисунок 6-1) — это открытые емкости, работа которых зависит от гравитационного напора системы. Помимо фильтрующего материала, основными компонентами гравитационного фильтра являются:

Корпус фильтра — бетонный или стальной, квадратный, прямоугольный или круглый.Наибольшее распространение получили прямоугольные железобетонные блоки.
Опорный слой, предотвращающий потерю мелкого песка или антрацита через дренажную систему. Опорная платформа, обычно глубиной 1-2 фута, также распределяет воду для обратной промывки.
Система нижнего дренажа, обеспечивающая равномерный сбор фильтрованной воды и равномерное распределение воды для обратной промывки. Система может состоять из коллектора и боковых сторон с соответствующими отверстиями или фильтрами. Фальшивые днища резервуаров с правильно расположенными сетками также используются для систем нижнего дренажа.
Желоба для промывки, достаточно большие для сбора промывочной воды без затопления. Желоба расположены так, чтобы горизонтальный ход воды для обратной промывки не превышал 3–3 футов. В обычных установках с песчаным слоем промывочные желоба размещаются примерно на 2 фута над поверхностью фильтра. Должен быть предусмотрен достаточный надводный борт, чтобы предотвратить потерю части фильтрующего материала во время работы при максимальной скорости обратной промывки.
Устройства управления, повышающие эффективность работы фильтра. Контроллеры расхода, управляемые трубками Вентури в линии сточных вод, автоматически поддерживают равномерную подачу фильтрованной воды.Также используются регуляторы скорости потока обратной промывки. Датчики расхода и потери напора необходимы для эффективной работы.

ФИЛЬТРЫ ДАВЛЕНИЯ

Напорные фильтры обычно используются с горячими умягчителями для обеспечения работы при высоких температурах и предотвращения потерь тепла. Использование напорных фильтров исключает необходимость перекачки фильтрованной воды. Напорные фильтры подобны гравитационным фильтрам в том, что они включают фильтрующий материал, поддерживающий слой, систему нижнего дренажа и устройство управления; однако на корпусе фильтра нет желобов для промывочной воды.

Напорные фильтры, выполненные вертикально или горизонтально, имеют стальные цилиндрические кожухи и выпуклые головки. Вертикальные напорные фильтры (см. Рис. 6-2) имеют диаметр от 1 до 10 футов с производительностью до 300 галлонов в минуту при скорости фильтрации 3 галлона в минуту / фут². Горизонтальные напорные фильтры, обычно диаметром 8 футов, имеют длину 10-25 футов и пропускную способность от 200 до 600 галлонов в минуту. Эти фильтры разделены на отсеки, чтобы обеспечить индивидуальную обратную промывку. Вода для обратной промывки может быть возвращена в осветлитель или умягчитель для восстановления.

Напорные фильтры обычно работают при рабочем расходе 3 галлонов в минуту / фут². Двойные или мультимедийные фильтры рассчитаны на 6-8 галлонов в минуту / фут². При температуре окружающей среды рекомендуемая скорость обратной промывки фильтра составляет 6-8 галлонов в минуту / фут² для антрацита и 13-15 галлонов в минуту / фут² для песка. Антрацитовые фильтры, связанные с горячими умягчителями, требуют скорости обратной промывки 12-15 галлонов в минуту / фут², поскольку вода менее плотная при повышенных рабочих температурах. Не используйте холодную воду для обратной промывки горячего технологического фильтра. Это вызовет расширение и сжатие системы металлургии, что приведет к усталости металла.Кроме того, насыщенная кислородом холодная вода ускорит коррозию.

ФИЛЬТРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Установки с восходящим потоком содержат одну фильтрующую среду — обычно зернистый песок. Самый мелкий песок находится в верхней части пласта, а самый крупный — внизу. Гравий удерживается решетками в фиксированном положении в нижней части агрегата. Функция гравия заключается в обеспечении надлежащего распределения воды во время рабочего цикла. Другая сетка над отсортированным песком предотвращает псевдоожижение среды. Нагнетание воздуха во время очистки (не считается обратной промывкой, поскольку направление потока такое же, как и во время эксплуатации) способствует удалению твердых частиц и изменению классификации фильтрующего материала.Во время работы более крупные и крупные твердые частицы удаляются на дне слоя, в то время как более мелкие твердые частицы могут проникать дальше в среду. Типичный рабочий расход составляет 5–10 галлонов в минуту / фут². Пример этого устройства показан на рисунке 6-3.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ

Несколько производителей разработали гравитационные фильтры с автоматической обратной промывкой при заранее заданной потере напора. Потеря напора (уровень воды над средой) приводит в действие сифон обратной промывки и забирает промывочную воду из хранилища вверх через слой и через сифонную трубу в отходы.Низкий уровень в секции накопителя обратной промывки приводит к поломке сифона, и фильтр возвращается в работу.

Автоматические гравитационные фильтры доступны в диаметрах до 15 футов. При оснащении высокопроизводительной многослойной средой один блок большого диаметра может фильтровать до 1000 галлонов в минуту. Пример показан на рисунке 6-4.

ФИЛЬТРЫ НЕПРЕРЫВНОЙ ОЧИСТКИ

Системы фильтров непрерывной очистки исключают периоды обратной промывки в автономном режиме за счет постоянной обратной промывки секций фильтра или частей фильтрующего материала в оперативном режиме.Были представлены различные дизайны. Пример показан на рисунке 6-5.

ФИЛЬТР ПРОМЫВКИ-ГРАВИТАЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ

Периодическая промывка фильтров необходима для удаления накопившихся твердых частиц. Неадекватная очистка приводит к образованию постоянных комков, постепенно снижающих фильтрующую способность. При сильном загрязнении носитель необходимо очистить химическим способом или заменить.

Для очистки фильтров с нисходящим потоком, чистая вода принудительно возвращается вверх и проходит через среду.В обычных гравитационных установках вода обратной промывки поднимает твердые частицы со слоя в промывные желоба и уносит их в отходы. Может использоваться любой из двух методов обратной промывки, в зависимости от конструкции опорной конструкции для среды и доступного дополнительного оборудования:

Высокопроизводительная обратная промывка, которая расширяет среду как минимум на 10%. Скорость обратной промывки составляет 12-15 галлонов в минуту / фут² или выше, а для антрацита скорость может составлять от 8 до 12 галлонов в минуту / фут².
Низкая скорость обратной промывки, без видимого расширения слоя, в сочетании с продувкой воздухом.

Если для обратной промывки используется только вода, обратной промывке может предшествовать промывка поверхности. При мойке поверхностей сильные струи воды под высоким давлением из неподвижных или вращающихся форсунок способствуют разрушению корки поверхности фильтра. После мытья поверхностей (если есть условия для мытья поверхностей), устройство подвергается обратной промывке в течение примерно 5-10 мин. После обратной промывки небольшое количество промывочной воды отфильтровывается в отходы, и фильтр возвращается в эксплуатацию.

Высокая скорость обратной промывки может вызвать образование комков бурового раствора внутри фильтрующего слоя.Высокая скорость обратной промывки и результирующее расширение слоя могут создавать случайные токи, при которых определенные зоны расширенного слоя перемещаются вверх или вниз. Покрытые коркой твердые частицы с поверхности могут уноситься вниз, образуя шарики грязи. Эффективная мойка поверхностей помогает предотвратить это состояние.

Очистка воздухом с низкой скоростью обратной промывки может разрушить поверхностную корку без образования случайных токов, если дренажная система спроектирована для равномерного распределения воздуха. Твердые частицы, удаленные из среды, собираются в слое воды между поверхностью среды и промывочными каналами.После прекращения подачи воздуха эта грязная вода обычно вымывается за счет увеличения расхода воды для обратной промывки или за счет поверхностного слива. Потребление промывочной воды примерно одинаково, независимо от того, используется ли обратная промывка только вода или воздух / вода.

ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЕ РАЗЪЯСНЕНИЕ

Проточная очистка — это удаление взвешенных твердых частиц путем добавления поточного коагулянта с последующей быстрой фильтрацией. Этот процесс также называют поточной фильтрацией или контактной фильтрацией.В процессе удаляются взвешенные твердые частицы без использования отстойников. Коагуляция может быть достигнута при поточном осветлении одним из двух методов:

неорганическая соль алюминия или железа, используемая отдельно или с высокомолекулярным полимерным коагулянтом
сильно катионный органический полиэлектролит

Поскольку гидроксиды металлов образуют осадки, с программами для неорганических коагулянтов следует использовать только двухкомпонентные фильтры. Частицы хлопьев должны обрабатываться в фильтрах с крупнозернистой или мелкой фракцией, чтобы предотвратить быстрое засорение фильтра и устранить трудности с обратной промывкой.Если используется высокомолекулярный полимерный коагулянт, скорость подачи менее 0,1 ppm максимизирует удаление твердых частиц за счет увеличения размера хлопьев и содействия абсорбции частиц внутри фильтра. Этот метод фильтрации позволяет легко получить мутность сточных вод менее 0,5 NTU. Рисунок 6-6.

Второй метод предварительной обработки коагулянта включает использование одного химического вещества — сильно заряженного катионного полиэлектролита. При такой обработке не образуются осаждающиеся хлопьевидные частицы, и обычно во входящем в фильтр потоке хлопьев не наблюдается.Твердые частицы удаляются в слое путем адсорбции и флокуляции коллоидного вещества непосредственно на поверхности песка или антрацита. Процесс можно представить как заполнение поверхностей фильтрующего слоя положительными катионными зарядами для создания сильного притяжения отрицательно заряженных частиц. Поскольку гелеобразные осадки гидроксида не присутствуют в этом процессе, для очистки полиэлектролитов подходят однослойные фильтры или фильтры с восходящим потоком.

Встроенное осветление — отличный способ повысить эффективность удаления твердых частиц из мутных поверхностных вод.Уровень мутности сточных вод менее 1 NTU является обычным для этого метода.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

Предварительная фильтрация используется для удаления из воды очень мелких твердых частиц, частиц масла и даже бактерий. Этот метод применим только для относительно небольшого количества воды с низкой концентрацией загрязняющих веществ.

Предварительная фильтрация может использоваться после обычных процессов осветления для получения воды с очень низким содержанием взвешенных твердых частиц для конкретных требований применения.Например, фильтры предварительной очистки часто используются для удаления масла из загрязненного конденсата.

При предварительной фильтрации среда предварительного покрытия, обычно диатомовая земля, действует как фильтрующая среда и образует корку на проницаемой основе или перегородке. Основание должно предотвращать прохождение среды предварительного покрытия, не ограничивая поток отфильтрованной воды, и должно выдерживать высокие перепады давления. В качестве основных материалов используются фильтровальные ткани, пористые каменные трубки, пористая бумага, проволочные сетки и проволочные трубы.

Несущий основной материал сначала покрывается суспензией среды для предварительного покрытия. Дополнительная суспензия (основная масса) обычно добавляется во время работы фильтра. Когда скопление вещества, удаленного фильтрацией, вызывает высокий перепад давления на фильтре, покрытие фильтра удаляется обратной промывкой. Затем на фильтрующий слой наносится предварительное покрытие и он возвращается в эксплуатацию. Химические коагулянты обычно не нужны, но используются там, где требуется сверхчистый сток.

Рисунок 6-1.Типовая установка гравитационного фильтра. (С разрешения Roberts Filter Manufacturing Co.)

Икс

Рисунок 6-2. Напорный песочный фильтр вертикального типа. (Предоставлено Permutit Company, Inc.)

Икс

Рисунок 6-3. Встроенный фильтр с восходящим потоком. (Любезно предоставлено L’Eau Claire Systems, Inc.)

Икс

Рисунок 6-4. Моноклапанный гравитационный фильтр. (Предоставлено Graver Div., Ecodyne Corporation.)

Икс

Рисунок 6-5. Фильтр непрерывной очистки DynaSand.(С любезного разрешения Parkson Corp.)

Икс

Рисунок 6-6. Принципы фильтрации диатомита. (С любезного разрешения Johns-Manville Corp.)

Икс

ФИЛЬТРЫ ГРЯЗЕВОГО ТОРТА Управление и утилизация бурового раствора

Фильтр глинистой корки — одно из средств системы управления отходами бурения. Он выжимает жидкость из отходов бурения, которые предварительно обрабатываются системой контроля твердой фазы и оставляют глинистые корки.

В начале фильтрации в фильтре глинистой корки некоторые твердые частицы попадают в поры среды и иммобилизуются, но вскоре другие начинают скапливаться на поверхности перегородки.После этого краткого начального периода фильтрацию выполняет лепешка твердых частиц, а не перегородка; На поверхности образуется видимая глинистая корка значительной толщины, которую необходимо периодически удалять. За исключением случаев, упомянутых в разделе рукавных фильтров для очистки газов, фильтры для лепешки почти полностью используются для разделения жидкости и твердого вещества. Как и другие фильтры, они могут работать с давлением выше атмосферного на входе фильтрующей среды или с вакуумом на выходе. Любой из этих типов может быть непрерывным или прерывистым, но из-за сложности выпуска твердых частиц против положительного давления большинство напорных фильтров являются прерывистыми.

ФИЛЬТРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДАВЛЕНИЯ

Напорные фильтры могут создавать большой перепад давления через перегородку, обеспечивая экономически быструю фильтрацию вязких жидкостей или мелких твердых частиц. Наиболее распространенными типами напорных фильтров являются фильтр-прессы и кожух-листовые фильтры.

Фильтр-пресс

Фильтр-пресс содержит набор пластин, предназначенных для создания ряда камер или отсеков, в которых могут собираться твердые частицы. Пластины покрыты фильтрующим материалом, например холстом.Жидкий раствор подается в каждый отсек под давлением; жидкость проходит через полотно и выходит из выпускной трубы, оставляя после себя влажную глинистую корку из твердых частиц.

Пластины фильтр-пресса могут быть квадратными или круглыми, вертикальными или горизонтальными. Чаще всего отсеки для твердых тел образованы выемками на лицевых поверхностях пластин из полипропилена. В других конструкциях они сформированы так же, как в прессе с пластиной и рамой, показанном на рис. 1, в котором квадратные пластины от 6 до 78 дюймов (от 150 мм до 2 м) на одной стороне чередуются с открытыми рамками.Таблички есть! толщиной от 2 дюймов (от 6 до 50 мм), рамы толщиной от ¼ до 8 дюймов (от 6 до 200 мм). Пластины и рамы располагаются вертикально в металлической стойке с тканью, покрывающей поверхность каждой пластины, и плотно прижимаются друг к другу винтом или гидроцилиндром. Жидкий раствор поступает на один конец сборки пластин и рам. Он проходит через канал, проходящий вдоль одного угла сборки. Вспомогательные каналы переносят суспензию из основного впускного канала в каждую раму. Здесь твердые частицы осаждаются на покрытых тканью поверхностях пластин.Ликер проходит через ткань, вниз по бороздкам или гофрам на лицевых сторонах пластины и выходит из пресса.

Тщательная промывка в фильтр-прессе может занять несколько часов, поскольку промывочная жидкость имеет тенденцию идти по самым легким путям и обходить плотно упакованные части лепешки. Если пирог в одних частях менее плотный, чем в других, как это обычно бывает, большая часть промывочной жидкости будет неэффективной. Если промывка должна быть очень хорошей, может быть лучше повторно взбить частично промытый пирог с большим объемом промывочной жидкости и повторно отфильтровать его или использовать кожухо-листовой фильтр, который обеспечивает более эффективную промывку, чем пластинчатая рама. нажимать.

фильтр глинистой корки с конвейером

Фильтрующий слой

— обзор

2.6.1.2 Капельный фильтр

Капельный фильтр — это присоединенный процесс роста, в котором используются фильтрующие слои, состоящие из высокопроницаемой среды, к которой прикреплены микроорганизмы, для очистки сточных вод, которые просачиваются или просачиваются через слой. После фильтрации сточные воды обрабатываются в отстойниках, где оставшиеся твердые частицы и отделившаяся биопленка от фильтрующего слоя отделяются от очищенных сточных вод.В процессе капельного фильтра биоразложение происходит из-за микробной активности, связанной с биопленкой, прикрепленной к фильтрующему материалу.

Биологические фильтрующие слои как единый процесс обычно мало способствуют удалению паразитов из сточных вод, а яйца и цисты паразитов проходят через сточные воды. Паникер и Кришнамурти (1978b) сообщили о низких показателях удаления яиц гельминтов с помощью капельных фильтров в диапазоне от 18 до 35% и концентрации сточных вод с капельного фильтра в диапазоне от 22 до 41 яйца / л.Напротив, более высокая степень удаления яиц паразитов 98-100% была обнаружена в Индии после обработки сточных вод фильтрующего слоя в резервуарах для гумуса (т.е. после вторичного осаждения): все яйца анкилостомы были удалены, а конечные стоки содержали менее 1 Ascaris яиц / л, когда неочищенные сточные воды содержали 466 яиц / л (Bhaskaran et al. , 1956). Очистка сточных вод с помощью капельного фильтра на Украине снизила концентрацию яиц Ascaris на 97%. Сырые сточные воды, содержащие 60 яиц / л, уменьшились до 20 яиц / л после первичного осаждения (удаление 67%) до 13 яиц / л после капельной фильтрации (удаление 35%) и, наконец, до 2 яиц / л после вторичного осаждения (удаление 85%) (Вишневская, 1938 цитирует Feachem et al., 1983).

Цисты простейших (oo) не могут быть удалены так эффективно. На нескольких заводах с капельным фильтром скорость удаления цист простейших (oo) составляла в среднем 84% после вторичного осаждения по сравнению с более высокой скоростью удаления 91% для яиц гельминтов (Kott and Kott, 1967; Panicker and Krishnamoorthi, 1978b): Ascaris и Были удалены преимущественно яйца Trichuris , затем были удалены анкилостомы (87%), Giardia (85%), Hymenolepis nana (84%) и Entamoeba histolytica (83%) (Panicker and Krishnamoorthi, 1978b ).

Бухари и др. (1997) сообщил о самых высоких показателях удаления для Giardia , когда работы по очистке сточных вод включали биологическую фильтрацию (26-94%) по сравнению с системами очистки активного ила (26-71,7%). Сточные воды из капельного фильтра содержали <10-50 цист / л, тогда как стоки активного ила содержали <10-210 цист / л. Feachem et al. (1983) сообщил об аналогичных показателях удаления кисты Entamoeba histolytica в капельных фильтрах 71-94%.Однако ооцисты Cryptosporidium не могут быть удалены таким благоприятным образом. Низкая степень удаления 5% была показана для капельных фильтров со стоками, содержащими до 1000 ооцист / л (а также до 3800 Giardia цист / л; Robertson et al. , 2000b).

Механизмы удаления паразитов могут быть аналогичны механизмам, которые способствуют удалению взвешенных твердых частиц в просачивающихся фильтрующих слоях, таким как механическое натяжение, осаждение или инерционное воздействие, перехват, адгезия или флокуляция (Metcalf and Eddy, 1991).Биопленки на фильтрующих материалах могут также обеспечивать места ослабления паразитов, так как сточные воды просачиваются через капельный фильтр с выпасом хищной фауны, связанной с биопленками, возможно, способствуя удалению и инактивации (Stott et al. , 2001). Паникер и Кришнамурти (1978b) предположили, что хищничество олигохет (которые колонизируют фильтрующие слои) может снизить выживаемость патогенов.

Хотя большая часть паразитов удаляется на протяжении всех работ по обработке вплоть до вторичного осаждения, паразиты редко удаляются полностью, а цисты и яйца паразитов могут проходить через капельные фильтры, при этом фильтрующие стоки могут содержать значительные концентрации паразитов (Nupen and Villiers, 1975; Бухари и др., 1997). Очищенные сточные воды могут содержать в среднем <5 яиц гельминтов / л (диапазон 0-13) и до 4000 (oo) циц простейших / л. Капельные фильтры обычно менее эффективны для удаления паразитов, чем процессы с активным илом. Согласно литературным данным, капельные фильтры (включая первичное и вторичное осаждение) демонстрируют среднюю эффективность удаления 92% для яиц паразитов и 77% для цист простейших (oo). По отдельности капельные фильтры могут демонстрировать 0-1 log ₁₀ единиц восстановления для цист гельминтов и простейших (oo) (Feachem et al., 1983). Сообщается о более высоких показателях удаления паразитов после вторичного осаждения сточных вод капельного фильтра, составляющих около 0–2 log ₁₀ единиц.

Моделирование и численный анализ фильтрации бурового раствора для скважины с вертикальной трещиной конечной проводимости: на основе конвективно-дисперсионного транспорта фильтрата | Ежегодная международная конференция и выставка SPE Нигерия

В большинстве пробуренных скважин проводится кислотная обработка, чтобы исключить снижение проницаемости из-за фильтрации бурового раствора.Этот тип повреждения пласта более серьезен в скважинах с естественным ГРП из-за высокой проводимости трещины. Если определить радиус повреждения из-за потери циркуляции бурового раствора, можно рассчитать объем кислоты, необходимый для проведения любой кислотной обработки. Кроме того, прогнозирование околоскважинных условий, таких как радиус фильтрата бурового раствора, важно для точной интерпретации каротажных диаграмм, используемых для измерения и мониторинга свойств околоскважинных пластов. В этой статье разработана математическая модель для исследования степени фильтрации бурового раствора во время бурения в скважине с вертикальной трещиной конечной проводимости в бесконечном пластовом пласте-коллекторе.Разработана модель конвективно-дисперсионного транспорта фильтрата, в которой буровой раствор может смешиваться с пластовым флюидом. Представлена систематическая пошаговая процедура, иллюстрирующая методологию предложенной модели для анализа фильтрации бурового раствора в скважине с конечной проводимостью с трещинами ГРП. Эта модель сформулирована для линейного потока как в трещине, так и в матрице. Влияние фильтрационной корки моделируется с помощью эмпирически убывающего уравнения скорости фильтрации. Разработанная модель решена путем численного анализа.Проверяется непротиворечивость численного решения и рассматривается наилучшая ситуация. Был проведен чувствительный анализ всех параметров модели и влияния каждого параметра, такого как давление в стволе скважины, проницаемость трещины, коэффициент диффузии трещины, проницаемость матрицы, коэффициент диффузии матрицы, пористость матрицы, вязкость, константы, связанные с образованием фильтрационной корки. и ширина трещины от степени фильтрации. С помощью предложенной модели фильтрацию бурового раствора можно построить в зависимости от положения как в трещине, так и в матрице для различных свойств ствола скважины и коллектора.Положение в трещине и матрице, в котором кривая концентрации достигает нуля, можно рассматривать как представление радиуса скин-слоя. Этот радиус можно использовать для определения объема кислоты, необходимого для кислотной обработки. Кроме того, эта модель является полезным инструментом для точной интерпретации профилей удельного сопротивления, которые необходимы для разработки эффективной интерпретации каротажных диаграмм.

Простая методика ЯМР для оценки свойств фильтрационной корки и повреждения пласта, вызванного буровым раствором

В первом эксперименте, который проводился на контрольном образце-1, добавка (диоксид кремния) не добавлялась в буровой раствор.КТ-сканирование срезов до проникновения грязи показано на рис. 5 (слева), в то время как компьютерное сканирование того же образца после проникновения грязи показано справа на том же рисунке. Серая шкала в нижней части рисунка представляет плотность и распределение числа CT в срезах, при этом серый цвет становится светлее по мере увеличения числа CT или плотности. Отдельный цвет (розовый) был включен для представления плотности (4,48 г / см 3) и числа CT барита и поэтому был исключен из гистограммы. Следовательно, вторжение барита, где бы оно ни происходило, можно отчетливо увидеть в виде розовых пятен на срезах.Цветные (розовые) пятна на срезах потерь после фильтрации представляют элементы с высокой плотностью, плотность которых выходит за пределы распределения плотности зерен породы (показано на гистограмме плотности / числа CT внизу диаграмм). Здесь представлены только изображения компьютерной томографии образца 1 и образца 2 (рис. 6). Однако для ясности важно отметить, что КТ-изображения образца 2, образца 3 и образца 4 идентичны. Наблюдаемые розовые пятна на изображениях образца 1 связаны с проникновением баритов в этот образец, поскольку буровой раствор, нанесенный на этот раствор, не содержит добавки, предотвращающей образование перемычек.Для справки, изображения КТ образцов 3 и 4 представлены в «Приложении».

Рис. 5

КТ-сканирование образца 1, показывающее: (слева) срезы потерь до фильтрации и (справа) срезы потерь после фильтрации

Рис.6

КТ-сканирование образца 2, показывающее: (слева) срезы потерь до фильтрации и (справа) срезы после фильтрации из обратного преобразования Лапласа мультиэкспоненциальной подгонки экспериментов CPMG расстояние между эхо-сигналами (\ (\ tau \)) было уменьшено до нуля.1 мс. Этот оптимизированный параметр также позволяет оценить распределение пор по размерам, которое покрывает очень маленькие поры, включая поры фильтровальной корки. Для образца породы, насыщенного рассолом, существует простое уравнение (Коэн и Мендельсон, 1982), которое связывает значения релаксации T ₂ с геометрией поры, как указано в уравнении. (1). Релаксивность поверхности \ (\ rho \) зависит только от матрицы или материала, выстилающего область пор. Предполагая цилиндрические поры, распределение пор по размерам можно оценить из распределения T ₂, используя уравнение.(2).

$$ \ frac {1} {{T_ {2}}} \ приблизительно \ rho \ left ({\ frac {S} {V}} \ right) $$

(1)

$$ \ frac {1} {{T_ {2}}} \ приблизительно \ rho \ left ({\ frac {2} {r}} \ right) $$

(2)

Распределение релаксации T ₂ для каждого образца породы на трех различных стадиях (100% водонасыщение, после проникновения фильтрата бурового раствора плюс отложение фильтрационной корки и образец с фильтратом бурового раствора) показано для четырех экспериментальных случаев (рис.7, 8, 9, 10). Экспериментальные случаи включают: (1) фильтрационные потери бурового раствора без добавки, регулирующей фильтрацию (рис.7), (2) фильтрующие потери бурового раствора с 1% добавкой, регулирующей фильтрацию (рис. 8), (3) фильтрационные потери бурового раствора с 2 % добавки, регулирующей фильтрацию (Рис. 9), и (4) фильтрационные потери бурового раствора с 3% добавкой, регулирующей фильтрацию (Рис. 10).

Рис.7

Образец 1 A PDF ЯМР T ₂ релаксация, показывающая распределение пор по размерам при 100% насыщении KCl (зеленый), после проникновения бурового раствора и отложения фильтрационной корки (синий) и после удаления фильтрационной корки. B Соответствующие совокупные размеры пор (пористость) для различных состояний образца. C Пространственное распределение размеров пор по длине образца

Рис. 8

Образец 2 ( A ) PDF ЯМР T ₂ релаксация, показывающая распределение пор по размерам при 100% насыщении KCl (зеленый), после проникновения бурового раствора и отложения фильтрационной корки (синий) и после удаления фильтрационной корки. ( B ) Соответствующие совокупные размеры пор (пористость) для различных состояний образца.( C ) Пространственное распределение размеров пор по длине образца

Рис.9

Образец 3 ( A ) PDF ЯМР T ₂ релаксация, показывающая распределение пор по размерам при 100% насыщении KCl (зеленый) , после проникновения бурового раствора и отложения фильтрационной корки (синий цвет), а также после удаления фильтрационной корки. B Соответствующие совокупные размеры пор (пористость) для различных состояний образца. C Пространственное распределение пор по длине образца

Рис.10

Образец 4 A PDF ЯМР T ₂ релаксация, показывающая распределение пор по размерам при 100% насыщении KCl (зеленый), после проникновения бурового раствора и отложения фильтрационной корки (синий) и после удаления фильтрационной корки. B Соответствующие совокупные размеры пор (пористость) для различных состояний образца. C Пространственное распределение размеров пор по длине образца

Функция распределения вероятностей (PDF) T ₂ времени релаксации, показанная на рис.7A дает представление о распределении пор по размерам в трех различных состояниях образца. Релаксация T ₂ в состоянии 100% водонасыщенности представляет полное распределение пор по размеру образца и показано зеленой кривой. Синяя кривая показывает релаксацию T ₂ после того, как образец был подвергнут вторжению бурового раствора типа № 1 (показан в таблице 2), и фильтровальная корка отложилась на верхнем конце потока. Красная кривая представляет релаксацию образца T ₂ после удаления фильтрационной корки с поверхности образца.Посредством материального баланса может быть выполнен углубленный анализ свойств фильтрационных потерь бурового раствора, а также оценка связанного с этим повреждения пласта, вызванного буровым раствором. Материальный баланс значений T ₂ для образца горной породы, который прошел три экспериментальных стадии, объясняется в уравнениях. (3) и (4). Измерения T ₂ на рис. 3Ai представлены зеленой кривой (состояние 100% водонасыщенности), измерения T ₂ на рис.3Aii представлены синей кривой, а измерения T ₂ на рис. 3Aiii представлены красной кривой. Эти цветовые коды были приняты в кривых PDF и CDF значений T ₂ для всех четырех образцов, как показано на фиг. 7, 8, 9 и 10. Пусть каждое измерение ЯМР представлено уравнениями ниже:

$$ \ left ({\ text {Ai}} \ right) = T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {sample}} \, {\ text {at}} \, 100 \% \, {\ text {water}} \, {\ text {saturation}} = T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {water}} $$

$$ \ left ({\ text {Aii}} \ right) = T_ {2} \, {\ text {of}} \, { \ text {invaded}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}} + T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {water}} + T_ { 2} \, {\ text {of}} \, {\ text {filter}} \, {\ text {cake}} $$

$$ \ left ({\ text {Aiii}} \ right) = T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}} + T_ {2} \, {\ text { of}} \, {\ text {water}} $$

$$ T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {filter}} \, {\ text {cake}} = \ left ({\ text {Aii}} \ right) — \ left ({\ text {Aiii}} \ right) $$

где Ai, Aii и Aiii относятся к последовательности измерений ЯМР, как показано на рис. .3.

$$ T_ {2} \, {\ text {фильтрационной корки}} = [T_ {2} {\ text {загрязненного бурового раствора}} + T_ {2} {\ text {воды}} + T_ {2} {\ text {фильтрационной корки}} \ left] {-} \ right [T_ {2} {\ text {проникшего бурового раствора}} + T_ {2} {\ text {воды}} ] $$

(3)

Поскольку проникший буровой раствор содержит в основном воду и твердые частицы, объем и распределение твердых частиц по размерам могут быть оценены по формуле. (4). Количество воды из бурового раствора, которое проникло в образец породы, невозможно отличить от измерения ЯМР, поскольку эквивалентное количество воды теряется из образца через выходное отверстие испытательной ячейки.Следовательно, требуется точное измерение вытекающей воды для оценки количества потерь воды из бурового раствора в образец породы с использованием уравнения. (5).

$$ T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}} = \ left ({\ текст {Ai}} \ right) {-} \ left ({\ text {Aiii}} \ right) $$

$$ T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded }} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}} = \ left [{T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {sample}} \, { \ text {at}} \, 100 {\ text {\%}} \, {\ text {water}} \, {\ text {saturation}} \ left] {-} \ right [T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}} + T_ {2} \, {\ text {of}} \, {\ text {water}}} \ right] $$

(4)

$$ {\ text {Filtration}} \, {\ text {loss}} \, \ left ({{\ text {effluent}} \, {\ text {water}}} \ right) = \ left [ {{\ text {volume}} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded}} \, {\ text {solid}} \, {\ text {частицы}} \, {\ text { from}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}}} \ right] + \ left [{{\ text {volume}} \, {\ text {of}} \, {\ text {invaded}} \, {\ text {water}} \, {\ text {from}} \, {\ text {Drilling}} \, {\ text {fluid}}} \ right] $$

(5)

Начиная с T ₂ связано с объемом по формуле.(2), а также потому, что для калибровки значений T ₂ использовался стандартный объем, свойства множественных фильтрационных потерь фильтрационной корки можно оценить по профилю T ₂ уравнения. (3), такие как распределение пор по размерам, пористость и объем пор осажденного осадка на фильтре. Кроме того, объем и гранулометрический состав внедренных частиц бурового раствора можно оценить по профилю T ₂ по формуле. (4). Вклад фильтрационной корки в значения T ₂ (синяя кривая) на кривых PDF характеризуется увеличением интенсивности (вертикальная ось) сигналов T ₂ при более низких значениях, поскольку фильтр торт в основном представляет собой глиняный материал, который имеет большой объем крошечной площади.Более высокие значения T ₂ (синий) показывают снижение интенсивности по сравнению со 100% значениями (зеленая кривая). Эта область (заштрихованная зеленым) соответствует порам, осушаемым частицами бурового раствора и фильтратом. Частицы бурового раствора не содержат водорода и не будут давать никакого сигнала, в то время как оставшаяся каменная вода вместе с водой из фильтрата бурового раствора дает сигнал ЯМР, показанный в этом высоком диапазоне T ₂. Чистое уменьшение значений T ₂ в этом диапазоне затем можно приравнять к соответствующему размеру и объему внедренных частиц.

Кривые PDF (рис. 7a) могут быть использованы для оценки распределения по размерам фильтрационной корки и внедренных частиц бурового раствора, в то время как кривая CDF (рис. 7b) может использоваться для оценки объема фильтрационной корки и внедренных частиц бурового раствора. На рисунке 7c показаны кривые PDF для T ₂ с пространственным разрешением в направлении потери фильтрации или проникновения бурового раствора. Можно заметить, что кривые T ₂ в области фильтрационной корки показывают высокую интенсивность в нижнем диапазоне (между 0.2 и 50 мс) значений T ₂, отличных от значений внутри породы, которые находятся в диапазоне от 0,3 до 2000 мс. Также можно заметить, что в области фильтрационной корки существует несколько слоев, что видно по трем различным кривым в области фильтрационной корки. Хотя каждый из этих слоев имеет аналогичный диапазон T ₂, интенсивность или пики T ₂ варьируются, указывая на то, что пористость или объем пор каждого слоя фильтрационной корки варьируется от самого внешнего слоя до самого внутреннего. слой.Та же линия анализа применима к другим экспериментам, показанным на рис. 8, 9 и 10.

На основе аналитического метода, описанного для образца 1, влияние добавки на фильтрующие потери на проникновение бурового раствора и повреждение пласта исследуется с использованием той же методологии. На следующих рисунках добавка для снижения фильтрации была добавлена в систему бурового раствора в трех различных концентрациях в соответствии с рецептурой, ранее представленной в таблице 2. На фиг. 8 экспериментальный процесс был повторен, на этот раз добавив 1% -ную концентрацию кремнезема (i .е., 1 г добавки для снижения фильтрации в 100 мл бурового раствора) к тому же буровому раствору, который используется на фиг. 7. На фиг. 8 сразу видно объем и размер фильтрационной корки и проникших частиц. Гранулометрический состав фильтрационной корки также резко уменьшается. Чтобы установить, какая оптимальная концентрация добавки потребуется для достижения оптимальных свойств фильтрационной корки, концентрация добавки была увеличена до 2%, а затем до 3%, как показано на фиг. 9 и 10 соответственно.

На Рисунке 11 сравнивается пористость фильтрационной корки для различных концентраций добавок, снижающих фильтрацию. Можно заметить, что пористость фильтрационной корки составляла 5% без добавки и уменьшалась после добавления добавки. При концентрации добавки 1% пористость фильтрационной корки снизилась до 3%. Однако при концентрации добавки 2% пористость фильтрационной корки составляла 4% и оставалась постоянной даже при концентрации добавки 3%. Это говорит о том, что оптимальная концентрация добавки составляет от 1 до 3%.Значения пористости фильтрационной корки, измеренные методом ЯМР, согласуются со значениями, полученными гравиметрическим методом. Например, пористость фильтрационной корки базовой жидкости составляла 5% и 6% для методов ЯМР и гравиметрии соответственно. Деван и Ченеверт (2001) опубликовали следующее соотношение Ур. (6) для определения пористости фильтрационной корки гравиметрическим методом.

$$ \ emptyset_ {c} = \ frac {\ alpha} {{\ alpha + \ frac {{\ rho _ {\ text {f}}}} {{\ rho _ {\ text {g}}}}} } $$

(6)

$$ {\ alpha} = {\ frac {{\ text {чистая влажная масса фильтровальной корки}}} {{\ text {чистая сухая масса фильтровальной корки}}}} — 1 $$

(7)

где \ (\ rho _ {\ text {f}} \) и \ (\ rho _ {\ text {g}} \) — плотность жидкости и зерна, соответственно, а \ (\ alpha \) измеряется с использованием Уравнение(7).

Рис. 11

Пористость фильтровальной корки в зависимости от концентрации добавки

Влажный и сухой вес фильтровальной корки измеряли с помощью весов с высоким разрешением (разрешение 0,001 г). Сухая масса была получена после сушки осадка на фильтре в сушильном шкафу при температуре 100 ° C в течение 24 часов.

На Рисунке 12 сравниваются потери фильтрации (измерение стока из градуированной пробирки) для различных концентраций добавок. Наблюдалась такая же тенденция наблюдения.Наибольшая потеря фильтрации (3,6 см ³) произошла при 0% концентрации. Одна процентная концентрация добавки имеет наименьшие потери фильтрации (2,3 см ³), в то время как 2% и 3% добавки имеют потери фильтрации 2,7 см ³. Используя материальный баланс уравнения. В (5) составляющие потери фильтрации были оценены, как показано на рис. 13 (которые включают объем вторгшихся твердых частиц и объем вторгшихся). Можно наблюдать, что по мере увеличения концентрации добавки объемная доля вторгшихся частиц уменьшалась, в то время как объемная доля вторгшейся воды увеличивалась.Минимальное проникновение твердых частиц (0,8 см ³) было получено при концентрации добавки 2%. Средняя толщина фильтровальной корки для различных концентраций добавок, измеренная цифровым штангенциркулем, показана на рис. 14. Толщина фильтровальной корки не дает четкой взаимосвязи между фильтрационными потерями и концентрацией добавки. Отчасти это связано с невозможностью измерить толщину фильтрационной корки с высокой точностью, поскольку корки необходимо высушить перед измерением. Кроме того, толщина лепешки по окружности неоднородна.

Рис. 12

Потери фильтрации в зависимости от концентрации добавки

Рис. 13

Объем проникших твердых частиц и воды в зависимости от концентрации добавки

Рис. 14

Толщина фильтрационной корки как функция от добавки концентрация

Значение поверхностной релаксации ? ₂ = 6,3 мкм / с было зарегистрировано для сланца (Josh et al. 2012), в то время как для песчаника обычно цитируемое в литературе значение? 2 составляет примерно 10-11 мкм / с. (Straley et al.1997). Применяя эти значения поверхностной релаксации к уравнению. (2), распределение пор по размеру каждой фильтровальной корки и распределение частиц по размерам вторгшихся твердых частиц было оценено, как показано в таблице 3.

Таблица 3 Распределение пор по размерам ( T ₂ время релаксации) фильтровальной корки. и распределение твердых частиц по размерам. в наклонных скважинах.В этой статье представлен крайне необходимый петрофизический шаблон и шаблон потока жидкости, который можно использовать для интеграции нескольких измерений на кабеле в уникальную модель петрофизических параметров в околоскважинной области наклонно-направленных скважин. Мы численно моделируем физику проникновения фильтрата бурового раствора в вертикальные, горизонтальные и сильно наклоненные скважины с репрессией. Численный алгоритм адаптирован из общего трехмерного симулятора потока многофазных флюидов, который широко используется в приложениях для крупномасштабных коллекторов. Проверки числовой непротиворечивости и точности выполняются на одном коммерческом симуляторе коллектора.Особое внимание уделяется описанию влияния образования глинистой корки на процесс фильтрации бурового раствора. Мы подходим к последней проблеме, вводя функцию эффективного расхода, которая описывает эволюцию во времени скорости проникновения фильтрата бурового раствора в горные породы. Параметрические представления функции расхода получены на основе ранее опубликованных лабораторных экспериментов по циркуляции бурового раствора. Анализ чувствительности позволяет количественно оценить влияние нескольких геометрических и петрофизических параметров на пространственное распределение проникновения фильтрата бурового раствора вдали от стенки скважины.Эти параметры включают относительную проницаемость, капиллярное давление, анизотропию проницаемости, погружающиеся слои и степень гидравлической связи между соседними слоями. Наше моделирование раскрывает характер профилей вторжения в сложных геометрических средах, имеющих место в реальных петрофизических условиях. Мы показываем, что стандартные поршневые описания проникновения фильтрата бурового раствора, обычно используемые при интерпретации каротажных диаграмм, могут привести к неточной интерпретации измерений на кабеле. Представлен пример использования нашей техники моделирования путем расчета чувствительности измерений электромагнитной индукции в скважине к конкретным условиям проникновения фильтрата бурового раствора в вертикальную скважину.Вступление Проникновение фильтрата грязи происходит в проницаемых горных породах, через которые проходит скважина, которая гидравлически уравновешивается циркуляцией бурового раствора. Это условие представляет интерес для многочисленных приложений на нефтяных месторождениях, включая проектирование бурения, моделирование коллектора, стимуляцию коллектора и интерпретацию каротажных диаграмм. На характеристики электрических, электромагнитных, акустических и ядерных каротажных приборов влияет пространственное распределение флюидов вблизи ствола скважины в результате проникновения фильтрата бурового раствора.Проникновение фильтрата бурового раствора в проницаемые горные породы вызывает образование глинистой корки на стенке ствола скважины (отложение твердых частиц), а также смещение существующих флюидов на месте вбок от ствола скважины.1–5 Стандартные процедуры, используемые для интерпретация каротажных измерений часто предполагает проникновение фильтрата бурового раствора как радиальную последовательность поршневых фронтов флюидонасыщения. Было предложено несколько методов для моделирования (численно и в лабораторных условиях) физики проникновения фильтрата бурового раствора.Параметры бурения, такие как плотность и химический состав бурового раствора, давление циркуляции бурового раствора и время фильтрации, могут существенно повлиять на пространственную степень проникновения фильтрата бурового раствора. Свойства пласта породы на месте, такие как пористость, абсолютная проницаемость, относительная проницаемость, поровое давление, химический состав сланцев, капиллярное давление и остаточная флюидонасыщенность, также играют важную роль в контроле как динамического образования глинистой корки, так и временной эволюции процесса проникновения. Существуют простые одномерные модели проникновения бурового раствора и фильтрата, основанные на предположениях о вертикальной скважине и горизонтальной и бесконечно толстой горной породе.2 Эти модели были получены путем соблюдения условий баланса массы и в лучшем случае предполагают однородное и изотропное пространственное распределение пористости и проницаемости, пренебрегая капиллярными силами и эффектами относительной проницаемости. На сегодняшний день нет доступных численных алгоритмов, способных моделировать физику проникновения фильтрата бурового раствора в горные породы, состоящие из нескольких гидравлически связанных пластов, а также нет алгоритмов, которые могли бы моделировать геометрическую сложность, связанную с наклонно-направленными или горизонтальными скважинами.В этой статье мы представляем общий численный алгоритм для моделирования физики проникновения фильтрата бурового раствора в вертикальные и наклонные скважины. Этот алгоритм адаптирован из существующего трехмерного симулятора потока многофазных флюидов, широко используемого для воспроизведения поведения крупномасштабных углеводородных коллекторов. Симулятор, разработанный Университетом Техаса в Остине, коммерчески называется UTCHEM.6–9. Подробное описание многофазной, многокомпонентной и многокомпонентной модели потока жидкости UTCHEM представлено в технической документации UTCHEM.10 Одной из основных технических проблем, часто рассматриваемых при изучении проникновения фильтрата бурового раствора, является описание образования глинистой корки. Развитие и утолщение глинистой корки на стенке скважины приводит к монотонному снижению проницаемости глинистой корки. В свою очередь, это приводит к снижению расхода фильтрата бурового раствора до низкого установившегося значения. Как химические, так и механические процессы жидкости определяют (а) скорость, с которой твердые частицы накапливаются на стенке ствола скважины, и (б) толщину и эффективную проницаемость глинистой корки.Осложнения могут возникнуть в результате периодического извлечения бурильной трубы для замены долота. Это может вызвать соскабливание глинистой корки, что приведет к образованию вторичной глинистой корки и, как следствие, вторжению вторичного фильтрата бурового раствора. Недавно, на основе лабораторных экспериментов по циркуляции бурового раствора, Деван и Ченеверт1 представили методологию прогнозирования динамики образования глинистой корки во времени, а также эффективных петрофизических свойств глинистой корки. Описание Девана и Ченеверта полностью основано на шести параметрах фильтрата бурового раствора, каждый из которых может быть определен с помощью стандартного испытания фильтрата бурового раствора.Как и ожидалось, работа Девана и Ченеверта предсказывает монотонно уменьшающуюся скорость проникновения фильтрата бурового раствора как функцию времени. Более того, Деван и Ченеверт подчеркивают тот факт, что скорость утолщения глинистой корки практически не зависит от петрофизических свойств внедренной горной формации. Заимствуя эти результаты, в нашем моделировании проникновения фильтрата бурового раствора мы полностью избежали проблемы моделирования накопления глинистой корки. Вместо этого мы решили смоделировать влияние нарастания глинистой корки на профиль проникновения путем определения эквивалентной зависящей от времени скорости потока вторжения бурового раствора и фильтрата.
Фильтр-пресс | MUDTEST
Фильтр-пресс API используется для анализа характеристик фильтрации и характеристик образования корки в стенках буровых растворов и цементных растворов. Их стабильность основана на потере жидкости и может быть определена путем измерения и описания фильтрационной корки.

Компоненты фильтр-пресса: корпус ячейки для хранения пробы бурового раствора, базовая крышка со сливной трубкой для слива фильтрата в градуированный цилиндр, подставка, подставка для ячейки, включая регулятор давления с манометром, держатель картриджа с CO2. или воздушный шланг.Нижняя крышка содержит сменную сетку, на которую можно поместить лист фильтровальной бумаги диаметром 3½ дюйма (90 мм). Это соответствует площади фильтрации 7,1 ± 0,1 дюйма ² (4580 ± 60 мм ²), рекомендованной Американским институтом нефти (API).

Перед испытанием на сетку в крышке основания кладут лист фильтровальной бумаги. Корпус ячейки фильтр-пресса заполняется глиной или цементом, а ячейка закрывается базовой крышкой. К ячейке прикладывают давление 100 фунтов на квадратный дюйм путем прокалывания картриджа с CO2 или сжатого воздуха из баллона или компрессора.Фильтрат пропускается через фильтровальную бумагу и выпускное отверстие в нижней крышке и собирается с помощью градуированного мерного цилиндра. По прошествии 30 минут может быть записано количество выпущенной жидкости, и фильтровальная лепешка, образовавшаяся на фильтровальной бумаге, может быть измерена и описана.

В качестве альтернативы картриджам с CO2 или сжатому воздуху давление фильтрации может создаваться в U-образном гидравлическом узле. На одной стороне U находится вертикально расположенный цилиндр с поршнем, воздействующим на столб воды.На поршень опирается собственный груз, выталкивая воду с другой стороны U-образной формы и сжимая воздух над водяным столбом, создавая таким образом давление фильтрации в ячейке фильтр-пресса. Эта модель фильтр-пресса не требует ни регулятора давления, ни внешнего источника давления.

Фильтр-пресс MUDTEST соответствует требованиям API RP 13B-1 или соответствующему международному стандарту ISO 10414 для полевых испытаний буровых растворов.