各种过滤器的结构特征与适用范围

 

 

      在油田运用的过滤器尽管五花八门，但按过滤机理对其结构特征进行分析首要触及滤层厚度、孔隙大小和孔隙情况。过滤器的工作机理是以筛除作用为主还是以吸附作用为主取决于滤层的厚度。滤层相对较薄的过滤器首要是筛除作用；而滤层较厚的过滤器则以吸附作用为主。过滤器的精度取决于滤层孔隙的大小，但在一样大小孔隙的情况下，吸附作用的过滤精度远大于筛除作用，因此在油田以吸附作用为主的深床过滤器实习运用得较多。但以吸附作用为主的过滤器反洗较难，脱附是这种过滤器反洗的关键，既取决于滤材对悬浮物的吸附强度，也取决于滤层孔隙的大小。假设把滤层孔隙情况在过滤时与反洗时坚持不变的过滤器称为固定孔隙过滤器，而把在反洗时能改动过滤时孔隙情况的过滤器称为非固定孔隙过滤器，则固定孔隙过滤器的反洗要比非固定孔隙过滤器困难得多。由于水中含的油对大多数过滤介质的吸附强度都很大，在固定孔隙过滤器中脱附非常困难，所以固定孔隙过滤器一般说来不适宜含油采出水的过滤。 

　　现对油田运用的几种典型的过滤器分析如下：

 

　　1.石英砂过滤器’

 

　　石英砂过滤器是一种典型的深床过滤器，其结构特征是滤层较厚，过滤介质石英砂的密度较大，滤床比照安稳。石英砂过滤器工作的机理首要是吸附作用，而筛除作用对错有必要的。由于滤床在反冲刷时是固定的，归于固定孔隙过滤器，被吸附在滤层中的细微颗粒脱附比照困难，因此用反洗来恢复过滤功用的作用有限，运用一段时间后过滤功用会严重降低，一般需要替换滤料。这种过滤器一般运用在对水质恳求相对不高的清水过滤。

 

　　2.轻质滤料过滤器

 

　　油田运用的轻质滤料过滤器首要是核桃壳过滤器，这种过滤器的底子结构和过滤原理与石英砂过滤器一样，区别是作为滤料的核桃壳的密度较小，一般在1.2 g／cm摆布。由于滤料较轻，反冲刷时在水流作用下滤层成为沸腾床，由滤料空地构成的微孔被革除，吸附的悬浮物得以脱附。因此，这种过滤器归于非固定孔隙过滤器，反洗再生能力较强，过滤功用安稳，适宜于中高渗透率地层水质恳求的采出水过滤。

 

　　3.微孔陶瓷过滤器

 

　　这种过滤器的过滤原件是烧结而成的多孔陶瓷管，它的本体既作为滤层也作为承托层。这种过滤介质的特征是孔隙均匀且安稳，对较大的悬浮物有筛除作用，而对较小的悬浮物有吸附作用。反冲刷是通过逆向流和横向流对过滤介质进行冲刷，对筛除物的根除作用较好，而对吸附物的根除作用则不明显，因此简略形成堵塞。这种过滤器适宜中等渗透率地层水质的清水过滤。用于含油的采出水过滤时，过滤原件的反洗再生比照困难，需要加人清洗剂并选用气吹等办法，反洗技术非常复杂。

 

　　4.膜过滤器

 

　　这种过滤器的基地原件是滤膜，这是一种制备在微孔承托层(支持体)上的布满更细微孔隙的薄膜。制造滤膜的材料有许多，分为有机膜(如聚砜中空纤维膜)和无机膜(如陶瓷膜)。滤膜作为过滤原件其结构特征是滤层非常薄，因此它的过滤机理首要是筛除作用，吸附效应很小。因此，膜过滤器的过滤精度较高，粒径操控比照安稳，并且反冲刷简略恢复功用。不过假设水中富含油的话，则很简略堵塞并且不易反洗。国内外许多研讨者曾依据陶瓷材料的亲水性质而寄希望于用陶瓷膜处理采出水，但通过研讨后，普遍认为膜污染疑问仍然很难处理。膜污染是非常复杂的疑问，但有一点是可以一定的，即污染物中有机物的许多存在是判定无疑的，不过一般一般注重膜本身而较少考虑承托层。。。按照吸附机理并结合膜层和承托层的孔隙特征来分析，可以说明为何膜过滤对于清水不易堵塞而对于含油污水很简略堵塞。对于一般固体悬浮物来说，大于膜孔的颗粒被截留(筛除)在膜的表面，小于膜孔的颗粒通过膜孔，由于作为滤层的膜很薄，而不能对这些颗粒发作吸附，尽管承托层相对较厚，但其孔隙相对于膜孔较大，不足以发作吸附。这么只需筛除作用，所以很简略反洗根除。而对于水中的油来说，由于油滴的不安稳性，大于膜孔的油滴不一定被筛除，由于或许分裂成小于膜孔的油滴而通过膜孔，尽管它们能穿过膜本身，但在承托层中可以聚结成大的油滴而被承托层的微孔吸附，并且无法脱附。因此，含油污水会对膜过滤器构成堵塞，并且反洗困难。因此这种过滤器适宜于低渗透率地层水质恳求的清水过滤，而不适用于含油采出水的过滤。 

 

　　5.纤维介质过滤器

 

　　这也是一种深床过滤器，滤层介质选用纤维材料，一般为合成纤维，常用的有纤维球和纤维束。这种过滤器的过滤机理是纤维介质在外力(水力或机械力)作用下被压紧后构成细微的孔隙，首要发作吸附作用，将水中的悬浮物滤除。反洗时，革除压紧力使纤维滤材疏松，被吸附的悬浮物脱附并在反洗水流的冲刷下被根除。由于纤维材料非常细，压紧后构成的孔隙也就非常小，因此过滤精度非常高，是比照志向的精细过滤器。不过，假设水中含油，则会非常麻烦。由于一般合成纤维都是亲油的，对油会有很强的吸附力，而油被吸附到纤维滤材上今后作为粘结剂将纤维滤材粘在一同，很难松开，反洗非常困难。这种过滤器适用于以清水作为水源的低渗透地层灌水水质过滤。如今已得到比照成功的运用。此外，国内一些研讨单位(如江汉机械研讨所)正在研讨不亲油纤维以及纤维改性技术，意图是将这种过滤器用于含油的采出水过滤，如今已取得了很大的开展。假设能将纤维材料本身对油的吸附力减小到满意的程度，纤维介质过滤器，尤其是纤维束过滤器将会成为低渗透油田采出水回灌水质过滤的志向设备。