金刚砂精细过滤技术探析

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1、金刚砂精细过滤技术探析　　【摘要】油田采用小颗粒滤料过滤技术可以达到低渗透油田要求的“8.3.2”水质指标，在借鉴油田常规砂滤基础上，应用细小颗粒金刚砂过滤技术，寻求达到特低渗透油田“5.1.1”水质指标的新途径。在xx油田开展了金刚砂过滤技术试验，分析其滤罐结构的配置，调整各项工艺参数，分析了不同工况过滤效果，并提出了认识和建议，为完善油田注入水精细过滤技术提供可借鉴性经验。【关键词】油田注入水；精细过滤；金刚砂；滤料目前，油田注入水质为了达到特低渗透油田要求的“1.1”指标，水质处理基本采用粗滤、精滤、超滤工艺，技术相对成熟。超滤膜分离技术的应用

2、，保证了出水水质可以达到指标要求，但也存在投资及运行维护费用较高、不易管理维护等问题。针对此情况，进行了颗粒细小、比重大、机械强度高的金刚砂滤料过滤技术试验，主要以过滤表面积大来实现水质高精度分离、以砂滤水处理设施结构相对简单、滤料抗污染性能强来达到高性价比的目的。一、金刚砂滤料的特点5金刚砂滤料以铝钒土、焦碳（无烟煤）为主要原料，在电弧炉内经高温冶炼，烧结好之后再经破碎、筛选、整形、水洗处理等工序制成。金刚砂滤料具有化学性质稳定，硬度大，比重大，耐磨，高韧性等优点，是新型的耐磨材料和净水滤料。二、试验情况试验处理工艺为锰砂除铁、精滤工艺。金刚砂过滤

3、器进水为锰砂滤罐出水，处理量为1.5m3/h。为了便于观察滤料及配件的工况，过滤器外壳材质采用透明的有机玻璃，规格为φ500×2000，集水滤帽孔隙0.25mm，滤层厚度660mm，滤料规格为金刚砂粒径0.1～0.2mm、石英砂粒径0.1～0.25mm、石英砂粒径0.3～0.5mm。过滤器连续运行，在试验期间进行了2种工况试验，观察了过滤效果及滤料反洗再生效果。1.不同滤速的过滤效果第一阶段试验的滤速为5.7-6.3m/h（流量1.0-1.1m3/h），滤料的级配及水质处理效果如下。过滤器滤料填装级配表层填料名称及规格（mm）填料高度（mm）1金刚砂

4、0.1～0.21302石英砂0.1～0.253703石英砂0.3～0.51605水质处理效果：在过滤器进水悬浮物含量平均3.1mg/L、粒径中值平均2.1μm、含铁量平均0.9mg/L的情况下，滤后水质为：悬浮物含量平均1.7mg/L，粒径中值平均1.2μm、含铁量平均0.3mg/L。第二阶段试验采取了降低滤速，延长处理水过滤持续时间，并在整体滤层厚度不变的情况下，增加金刚砂滤层厚度的措施，试验的滤速为3.5-4.0m/h（流量0.6-0.7m3/h），滤料的级配及水质处理效果如下。金刚砂过滤器滤料填装级配表层填料名称及规格（mm）填料高度（mm）1

5、金刚砂0.1～0.22602石英砂0.1～0.252803石英砂0.3～0.5120水质处理效果：在过滤器进水悬浮物含量最高5.5mg/L、悬浮物含量最低1.8mg/L、悬浮物含量平均3.6mg/L，粒径中值1.5μm，含铁量1.0mg/L的情况下；滤后水质为：悬浮物含量最高1.3mg/L、悬浮物含量最低0.5mg/L、悬浮物含量平均0.8mg/L，粒径中值最高1.1μm、粒径中值最低0.8μm、粒径中值平均0.9μm，含铁量0.1mg/L。2.反冲洗再生效果试验的反洗水为常温水，用变强度反洗，反洗周期24h，反洗时间25min，每次反洗分为排污、分

6、离再生、冲洗等3个步骤。第一阶段（滤速为5.7-6.3m/h）试验的反洗排污强度为5.2l/m2.s、分离再生为9.85l/m2.s、冲洗为14.5l/m2.s，每次反洗后，试验期间过滤时水头损失基本保持在1m，较为稳定。在第二阶段（滤速为3.5-4.0m/h）调整了滤料级配后，在保持第一阶段其它反洗参数不变的情况下，为了保证滤料膨胀高度，相应调整了反洗强度，提高了2l/m2.s，每次反洗后，过滤时水头损失基本在1.5m，较为稳定。滤料再生效果：在反洗周期24h，反洗时间25min、反洗强度在5.2-16.5l/m2.s时，滤罐经反洗后，在处理量相同

7、时，水头损失稳定，并且出水水质也较为稳定，滤料再生较好；另外，试验期间每次反洗时，为了观察滤料流失情况，在反洗出水取样，水样中未发现滤料。三、结论在现场小型试验中，对金刚砂过滤器不同的滤速及反冲洗工艺参数试验后，出水水质基本达到预期目标，但其稳定性还有待于进一步观察验证。金刚砂过滤器结构相对简单，易于管理，具有应用价值，但是仍需继续摸索过滤器的各项性能参数，为高精度水质处理技术提供新的途径。参考文献[1]刘德绪.油田污水处理工程.石油工业出版社，2001[2]苗承武.高效油气集输与处理技术.北京：石油工业出版社，1997.1[3]大庆油田地面工程技术

8、座谈会论文集.2001-2007作者简介5时来元，2011年毕业于中国石油大学（华东）船舶与海洋工程专业，主