油田5種過濾器的特點及合用范圍
在油田使用的過濾器盡管五花八門，但按過濾機理對其結(jié)構(gòu)特點進行分析主要涉及濾層厚度、孔隙大小和孔隙狀態(tài)。過濾器的工作機理是以篩除作用為主仍是以吸附作用為主取決于濾層的厚度。濾層相對較薄的過濾器主要是篩除作用；而濾層較厚的過濾器則以吸附作用為主。過濾器的精度取決于濾層孔隙的大小，但在同樣大小孔隙的情況下，吸附作用的過濾精度弘遠于篩除作用，因此在油田以吸附作用為主的深床過濾器實際應(yīng)用得較多。但以吸附作用為主的過濾器反洗較難，脫附是這種過濾器反洗的樞紐，既取決于濾材對懸浮物的吸附強度，也取決于濾層孔隙的大小。假如把濾層孔隙狀態(tài)在過濾時與反洗時保持不變的過濾器稱為固定孔隙過濾器， 而把在反洗時能改變過濾時孔隙狀態(tài)的過濾器稱為非固定孔隙過濾器，則固定孔隙過濾器的反洗要比非固定孔隙過濾器難題得多。因為水中含的油對大多數(shù)過濾介質(zhì)的吸附強度都很大，在固定孔隙過濾器中脫附非常難題，所以固定孔隙過濾器一般說來不適合含油采出水的過濾。
現(xiàn)對油田使用的5種典型的過濾器分析如下：
1．石英砂過濾器：石英砂過濾器是一種典型的深床過濾器，其結(jié)構(gòu)特點是濾層較厚， 過濾介質(zhì)石英砂的密度較大，濾床比較不亂。石英砂過濾器工作的機理主要是吸附作用，而篩除作用是次要的。因為濾床在反沖刷時是固定的，屬于固定孔隙過濾器，被吸附在濾層中的微小顆粒脫附比較難題，因此用反洗來恢復過濾機能的效果有限，使用一段時間后過濾機能會嚴峻下降，往往需要更換濾料。這種過濾器一般應(yīng)用在對水質(zhì)要求相對不高的凈水過濾。
2．輕質(zhì)濾料過濾器：油田使用的輕質(zhì)濾料過濾器主要是核桃殼過濾器，這種過濾器的基本結(jié)構(gòu)和過濾原理與石英砂過濾器相同，區(qū)別是作為濾料的核桃殼的密度較小，一般在1.2 g/cm 左右。因為濾料較輕，反沖刷時在水流作用下濾層成為沸騰床，由濾料間隙形成的微孔被解除，吸附的懸浮物得以脫附。因此，這種過濾器屬于非固定孔隙過濾器，反洗再生能力較強，過濾機能不亂，適合于中高滲透滲出率地層水質(zhì)要求的采出水過濾 。
3．微孔陶瓷過濾器：這種過濾器的過濾原件是燒結(jié)而成的多孔陶瓷管，它的本體既作為濾層也作為承托層。這種過濾介質(zhì)的特點是孔隙平均且不亂，對較大的懸浮物有篩除作用，而對較小的懸浮物有吸附作用。反沖刷是通過逆向流和橫向流對過濾介質(zhì)進行沖洗，對篩除物的清除效果較好，而對吸附物的清除效果則不顯著， 因而輕易造成堵塞。這種過濾器適合中等滲透滲出率地層水質(zhì)的凈水過濾。用于含油的采出水過濾時，過濾原件的反洗再生比較難題，需要加人清洗劑并采用氣吹等辦法，反洗工藝非常復雜濾油機。
4．膜過濾器：這種過濾器的核心原件是濾膜，這是一種制備在微孔承托層(支撐體) 上的充滿更微小孔隙的薄膜。制作濾膜的材料有良多，分為有機膜(如聚砜中空纖維膜) 和無機膜(如陶瓷膜)。濾膜作為過濾原件其結(jié)構(gòu)特點是濾層非常薄，因而它的過濾機理主要是篩除作用，吸附效應(yīng)很小。因此，膜過濾器的過濾精度較高，粒徑控制比較不亂，而且反沖刷輕易恢復機能。不外假如水中含有油的話，則很輕易堵塞而且不易反洗。海內(nèi)外很多研究者曾基于陶瓷材料的親水性質(zhì)而寄但愿于用陶瓷膜處理采出水，但經(jīng)由研究后，普遍以為膜污染題目仍舊很難解決。膜污染長短常復雜的題目，但有一點是可以肯定的， 即污染物中有機物的大量存在是確定無疑的，不外一般往往關(guān)注膜本身而較少考慮承托層。按照吸附機理并結(jié)合膜層和承托層的孔隙特征來分析，可以解釋為什么膜過濾針對凈水不易堵塞而對于含油污水極易堵塞。對于一般固體懸浮物來說，大于膜孔的顆粒被截留(篩除) 在膜的表面，小于膜孔的顆粒通過膜孔，因為作為濾層的膜很薄，而不能對這些顆粒產(chǎn)生吸附，固然承托層相對較厚，但其孔隙相對于膜孔較大，不足以產(chǎn)生吸附。這樣只有篩除作用，所以很輕易反洗清除。而對于水中的油來說，因為油滴的不不亂性，大于膜孔的油滴不一定被篩除，由于可能分裂成小于膜孔的油滴而通過膜孔，盡管它們能穿過膜本身，但在承托層中可以聚結(jié)成大的油滴而被承托層的微孔吸附，而且無法脫附。因此，含油污水會對膜過濾器形成堵塞，并且反洗難題。因而這種過濾器適合于低滲透滲出率地層水質(zhì)要求的凈水過濾，而不合用于含油采出水的過濾。
5．纖維介質(zhì)過濾器：這也是一種深床過濾器，濾層介質(zhì)采用纖維材料，一般為合成纖維，常用的有纖維球和纖維束。這種過濾器的過濾機理是纖維介質(zhì)在外力(水力或機械力) 作用下被壓緊后形成微小的孔隙，主要產(chǎn)生吸附作用，將水中的懸浮物濾除。反洗時，解除壓緊力使纖維濾材蓬松，被吸附的懸浮物脫附并在反洗水流的沖刷下被清除。因為纖維材料非常細，壓緊后形成的孔隙也就非常小，因此過濾精度非常高，是比較理想的精細過濾器。不外，假如水中含油，則會非常麻煩。由于一般合成纖維都是親油的，對油會有很強的吸附力，而油被吸附到纖維濾材上之后作為粘結(jié)劑將纖維濾材粘在一起，很難松開，反洗非常難題。這種過濾器合用于以凈水作為水源的低滲透滲出地層灌水水質(zhì)過濾。目前已得到比較成功的應(yīng)用。
