摘要：針對(duì)低滲透油藏采出水回注工藝中存在的水質(zhì)問題，設(shè)計(jì)了一套適合低滲透油藏注水的遞進(jìn)式精細(xì)過濾裝置，該裝置以深床過濾和金屬膜表面截留分離原理為基礎(chǔ)，以遞進(jìn)式雙級(jí)不同規(guī)格的濾芯組合為依托，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)研制而成。該裝置對(duì)懸浮物的截留起到關(guān)鍵作用，是注水進(jìn)入井底的最后一道地面保障，需大規(guī)模應(yīng)用此裝置以保障在低滲透油藏回注中穩(wěn)定注水。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏;遞進(jìn)式精細(xì)過濾裝置;分離原理;濾芯組合;現(xiàn)場試驗(yàn);地面保障

目前采用注水采油工藝的油田，需要經(jīng)過凈化處理的高壓水，通常凈化工作在注水泵站進(jìn)行，但是凈化水經(jīng)過長距離的輸送至井口的時(shí)候，其中非常有可能會(huì)混有一些雜質(zhì)，因此需要進(jìn)行過濾，目前用于注水井口的過濾器，在過濾時(shí)習(xí)慣使用高壓氣體清理過濾網(wǎng)中的雜質(zhì)清除，容易對(duì)過濾網(wǎng)造成損壞，一般的注水井口過濾器不便于清理，容易影響過濾器正常使用，在一定程度上給過濾工作帶來不便，所以需要一種油田注水井口過濾器。國內(nèi)外應(yīng)用較多的井口處理裝置采用圓筒形、單級(jí)過濾方式[1-5]，濾網(wǎng)孔徑的大小極易受到來水水質(zhì)粒徑中值的限制，如果濾網(wǎng)孔徑過大則無法過濾小直徑的固體雜質(zhì)，影響過濾效果和泵的使用壽命;如果濾網(wǎng)孔徑過小則容易被油泥、固體雜質(zhì)等堵塞，導(dǎo)致過濾器流量降低，無法滿足流量要求。為了解決過濾器精度和注水量達(dá)標(biāo)之間的矛盾，設(shè)計(jì)一款過濾精度高、注水周期長的遞進(jìn)式精細(xì)過濾器。

1設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)理念是消除過濾器內(nèi)在矛盾，首先保證過濾精度以達(dá)到注水標(biāo)準(zhǔn)要求，低滲透油藏注水水質(zhì)粒徑中值必須達(dá)到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》SY/T 5329[6]規(guī)定的相關(guān)要求;其次為了最大程度的延長注水周期，設(shè)計(jì)了遞進(jìn)式雙級(jí)不同規(guī)格的濾芯組合以保證注水壓力差最小，同時(shí)遞進(jìn)式逐級(jí)提高水質(zhì)質(zhì)量;最后設(shè)計(jì)濾芯清洗一體機(jī)，以保證快速、有效的對(duì)濾芯進(jìn)行清洗。

2結(jié)構(gòu)

一種油田注水井口過濾器，包括支撐腿，所述支撐腿的表面固定連接有殼體，所述殼體的表面螺紋連接有第一固定螺栓，所述殼體的表面通過第一固定螺栓固定連接有密封蓋，所述殼體的內(nèi)壁固定連接有第一支撐板，所述第一支撐板的表面固定連接有支撐桿，所述支撐桿的表面固定連接有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器固定連接有螺紋桿，所述螺紋桿的一端貫穿并延伸至第一支撐板的底部，所述螺紋桿的表面螺紋連接有螺紋管，所述螺紋管的一端固定連接有擠壓板，所述殼體的內(nèi)壁開設(shè)有滑槽，所述滑槽的內(nèi)壁滑動(dòng)連接有連接塊，所述擠壓板的表面與連接塊的表面固定連接，所述第一支撐板的表面螺紋連接有第二固定螺栓，所述第一支撐板的表面通過第二固定螺栓固定連接有第一連接板，所述第一連接板的表面固定連接有第一過濾板，所述殼體的內(nèi)壁固定連接有第二支撐板，所述第二支撐板的表面螺紋連接有第三固定螺栓，所述第二支撐板的表面通過第三固定螺栓固定連接有第二連接板，所述第一連接板的表面固定連接有過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)遠(yuǎn)離第一連接板的一端與第二連接板的表面固定連接，所述殼體的表面開設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口的內(nèi)壁固定連接有進(jìn)水管，所述殼體的表面開設(shè)有出水口，所述出水口的內(nèi)壁固定連接有出水管。遞進(jìn)式精細(xì)過濾器由管體、閘門、壓力表、取樣閥以及排污閥組成（如圖1）。管體由殼體和兩級(jí)濾芯組成，采取直濾式去除懸浮物的方式。核心技術(shù)是濾芯（如圖2），濾芯采用不銹鋼金屬絲燒結(jié)管，具有耐腐蝕、高強(qiáng)度、過濾精度高、易于清洗、濾材衛(wèi)生潔凈、絲網(wǎng)不脫落等特性。濾芯共有五層結(jié)構(gòu)，分別為保護(hù)層、過濾層、分散層以及雙層骨架，該種濾材既有穩(wěn)定的過濾精度又有較高的強(qiáng)度與剛度，對(duì)抗壓強(qiáng)度要求高及過濾粒度要求均一的場合是一種理想的過濾材料。具備以下有益效果：

（1）該油田注水井口過濾器，當(dāng)需要使用過濾裝置時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋桿帶動(dòng)螺紋管向下壓，螺紋管帶動(dòng)擠壓板向下壓，第一過濾板和第二過濾板重合增加過濾面積，過濾網(wǎng)受擠壓縮小過濾空間，達(dá)到了便于控制和調(diào)節(jié)過濾裝置的效果。

（2）該油田注水井口過濾器，當(dāng)需要清洗過濾裝置時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋桿帶動(dòng)螺紋管向上升，螺紋管帶動(dòng)擠壓板向上升，第一過濾板和第二過濾板分離，過濾網(wǎng)被拉伸，過濾空隙增大，從進(jìn)水管輸入清洗的高壓水沖洗過濾網(wǎng)、第一過濾板和第二過濾板，清洗后的污水經(jīng)出水管排出，達(dá)到了便于清洗過濾裝置的效果，從而有效的解決了一般的注水井口過濾器不便于清理，容易影響過濾器正常使用，在一定程度上給過濾工作帶來不便的問題。

在一定的注水壓力作用下，關(guān)閉①閘門，打開②和③閘門，注入水按照精細(xì)過濾器的方向逐級(jí)依次通過一級(jí)、二級(jí)濾芯，將水中的懸浮物阻止在濾芯的外部，處理過的水從濾芯內(nèi)部流入井內(nèi)，從而改善井口注水水質(zhì)（如圖3）。

3特點(diǎn)

該精細(xì)過濾器的技術(shù)特點(diǎn)主要包括體積小、安裝方便、操作簡單;可拆卸清洗、更換方便;采用國內(nèi)先進(jìn)的金屬分子篩網(wǎng)，性能優(yōu);耐高溫、耐高壓、耐腐蝕;濾芯雜質(zhì)附著力小，孔眼不易堵塞。

4工作原理

遞進(jìn)式精細(xì)過濾器是綜合深床過濾和金屬膜表面截留分離原理而研制成的應(yīng)用于油田注水終端凈化水質(zhì)的設(shè)備，用過濾介質(zhì)（金屬膜）對(duì)作為分散相的懸浮物進(jìn)行攔截而允許作為連續(xù)相的水通過來實(shí)現(xiàn)兩相分離的過程。其有效作用是能有效降低注入水中懸浮物含量、含油量等物質(zhì)，控制注入水中固體顆粒的粒徑中值，改善注水水質(zhì)，防止地層污染。

5 認(rèn)識(shí)及建議

遞進(jìn)式精細(xì)過濾器是針對(duì)注水現(xiàn)狀對(duì)低滲透油藏注水井口設(shè)計(jì)的一種精濾裝置，對(duì)水中懸浮物的截留起到關(guān)鍵作用，是注水從地面進(jìn)入井底的最后一道保障，一方面可有效將懸浮物攔截在井口，避免懸浮物進(jìn)一步進(jìn)入地層;另一方面可避免注水管線二次污染物進(jìn)入地層造成堵塞[7]。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王鋼，張瑾，王建璽.高效含油污水凈化新工藝[J].石油鉆采工藝，1996，18（2）：83-89.

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[5]張朝棟.淺談注水井井口精細(xì)過濾器及應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012.32（1）：226-227.

[6]SY/T 5329-94.碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法.

[7]劉祥臣.油田回注水二次污染的解決辦法[J].油氣田地面工程，2013，32（11）：109.

作者簡介：

陳國泉，男，工程師，大學(xué)本科，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），長期從事油田化學(xué)研究工作。