近過濾設備的研究成果

㈠ 過濾與分離機械的創新進展是什麼樣的

過濾與分離機械的創新進展：
隨著國際新形勢逐漸復雜化和環保行業以及全球能源的快速進步，葯劑、食品、冶金、化工、核工以及國防等行業的要求日漸高純凈化、高品位化，同時伴隨著全球化經濟低碳化，全世界各個國家對分離與過濾機械工業的重視度和關注度逐漸增加。目前市場，市場貿易，資本公眾化以及企業聯合化、信息流通和先進技術一體化的格局已經成為發達國家在分離與過濾行業中的一個重要舉措。
1、國外分離與過濾機械發展歷程
1965年在英國，20個國家一起聯盟成立了國際過濾學會，此後的多年間各國進行了越來越多的國際性行業交流。1974年到2013年總計舉辦了11屆世界過濾大會，這是全球級別最高的分離與過濾行業會議。隨後，世界過濾組織於1990年法國創辦，很多國家以此為契機在當地創立了各類分離與過濾學會與協會，同時創立了以各國為頭銜的專業性期刊或雜志，世界分離與過濾技術得到了快速而有效的發展。近些年，國外分離與過濾機械行業有了快速的進步和發展。2011年全球該行業的總產值約2500億美元，裡面亞洲產值就高達800多億美元，其中膜類產值約佔25%左右；美國2012年單單膜類產品產值就高達25多億美元。
2、國外分離與過濾機械發展現狀
1）分離與過濾機械的產品主要類型
分離與過濾機械包含在化工過程與控制機械及設備的范疇里。目前國內外的分離與過濾種類特別多，主要的設備和機械有物質分離機械有篩與電磁選分設備、膜分離設備、乾燥設備、氣溶膠分離設備、離子交換設備、離心分離器、萃取器、吸收設備、精餾設備等。國內外當前對於分離與過濾設備的劃分類型還沒有一個統一的參照標准，都是根據自己的情況來定位的。到了二十一世紀，大部分經濟發達國家都比較喜歡按照設備的工作原理來劃分機械類型，其中按照推動力的相同性分叫做「類」，根據整機的結構分成為「型」，根據主要特徵分成為「式」。
2）主要分離與過濾機械產品發展史
早在十八世紀，我國第一次使用布袋來過濾豆漿，第一次使用離心力原理來分離蜂蜜。從這之後的幾百年中，世界各國分離與過濾技術都沒有得到很好的發展和創新，直至十九世紀板框壓濾機才被首次發明出來，到了二十世紀，機械產品的開發才出現了較快的發展勢頭，並且一舉發明了超導分離、納米過濾、全自動化作業、機器人操作等高科技機械產品。
3、國外分離與過濾機械發展勢頭
當今世界，高新技術迅猛發展，這種強大的發展趨勢也給分離與過濾機械產品的創新和發展注入了新力量和源泉，超音速鈾分離、超導分離、激光分離、超聲波過濾、納米超濾、模擬自濾等高科技項目不斷推新，其整個行業發展勢頭與相關產業的進步起頭並進，主要表現可總結為以下幾個方面：
1）高參數趨勢
第一是大規格趨勢：因為資源以及能源開發、三廢治理、環保等工業逐漸朝著大型化的方向發展，就需要有大型號大規模的分離與過濾設備提供支持，比如Φ3000離心分離機以及2000m2壓濾機等。第二是高速率趨勢：當前各企業的管理者都比較重生產效率問題，為了滿足企業對特殊材料的分離任務並保障設備的工作質量和效率，就必須有高速運轉且高速過濾的設備作為後盾，比如音速鈾濃縮離心分離機以及高速率旋葉壓濾機等，並且它們都採用了針狀軸承整機以及磁力全速動平衡技術。第三是高精度趨勢：目前全球精細化工、醫葯生物等行業的發展速度越來越快，為了提高此類產品的純度質量，就要有更加精細的設備，比如高精度精密膜分離器、千級鈾擴散膜濾機組、十字流動態過濾機等。第四是高壓力趨勢：節能是當前世界關注的重點課題，為了盡可能大的減少產品的含液量，以達到降低乾燥產品過程中的能耗，設備的壓力就應該逐漸增大，比如加壓葉濾機等。
2）節能多功能趨勢
隨著醫葯生物工程技術水平的不斷發展，貴重製品的污染以及節約現在已經得到了相關人士的持續關注，為了實現這一目標，就要設計出節能減排共更能、乾燥功能、過濾功能和集反應功能共有的一體化設備，像具備壓榨功能的多功能加壓過濾機以及水平帶式過濾機等。
3）智能化趨勢
為了適應特殊場合的需求並且提高機械的生產效率和質量，我們必須採用全自動化高水平且能夠連續作業的專業設備，逐漸朝著機器人操作以及電腦控制的方向發展，像控無人操作碟型分離機或者水平帶型過濾機等。
4）材料新型化趨勢
未來設備的機械性能一定會逐漸提高，這就需要抗腐蝕性能、耐磨性、剛度、強度優異等新材料的支持，例如新型合成樹脂、橡膠、硬質合金SiO2、陶瓷、工程塑料復合而成的新型材料，除此之外還需要零件表面鍍鎳磷技術以及噴塗、襯包、鑲嵌、粘結新工藝的支持。在分離效率及精度方面也將得到很好的發展，這就對過濾分離機械的過濾介質，其心臟材料有了嚴格的要求。比如燒結網、濾布等。

㈡ 前置過濾器的發展前景和未來趨勢是怎樣的

其實前置過濾器不是中國的原創品類，是由歐洲引進中國市場的，像在德國等歐洲國家，居民安裝前置過濾器和軟水機比較盛行。然後被逐步引進到國內市場，並被各個凈水器品牌和廠家發揚光大了。一開始，國內市場跟西方市場一樣，主要銷售和安裝的是銅材質的前置過濾器，偶爾也有推不銹鋼材質的前置過濾器的，再之後則添加了一些附加的功能，比如添加時尚的塑料外殼，增加萬象接頭，正反向自動沖洗等功能的前置過濾器。 近幾年，國內前置過濾器呈現「悄然升級」的勢頭，或者說已經發展到第三階段，就是透明濾瓶前置過濾器有「獨領風騷」趨勢，發展迅猛，像濱特爾、CILLY水の麗、伊萊克斯等品牌在大陸市場均推出了透明前置過濾器。透明前置過濾器的好處是，相比傳統的銅材質的前置過濾器只能過濾40-120微米的精度，透明前置過濾器過濾的精度更低，可以達到5微米，而且多數是聚丙烯PP棉和高品質活性炭的復合濾芯，除了截留泥沙、蟲卵等顆粒物外，還能吸附余氯和異色異味，這個是傳統前置過濾器做不到的，而且在一定程度上可以替代中央凈水機使用。這也就是為什麼像水麗「小胖」透明前置過濾器等產品備受市場歡迎的原因。謝謝您能一如既往的採納我的回答

㈢ 過濾器的性能特點有哪些

過濾器的特點有以下幾點：

1. 高效，精確過濾：特殊結構的濾盤過濾技術，性能精確靈敏，確保只有粒徑小於要求的顆粒才能進入系統，是最有效的過濾系統；規格有5μ、10μ、20μ、55μ、100μ、130μ、200μ等多種，用戶可根據用水要求選擇不同精度的過濾盤。系統流量可根據需要靈活調節。

2.標准模塊化，節省佔地:系統基於標准盤式過濾單元，按模塊化設計,用戶可按需取捨,靈活可變,互換性強。系統緊湊，佔地極小，可靈活利用邊角空間進行安裝，如處理水量300m3/h左右的設備佔地僅約6m2(一般水質，過濾等級100μ)。

3.全自動運行,連續出水：在過濾器組合中的各單元之間，反洗過程輪流交替進行，工作、反洗狀態之間自動切換，可確保連續出水;反洗耗水量極少，只佔出水量的0.5%；如配合空氣輔助反洗，自耗水更可降到0.2%以下。高速而徹底的反洗，只需數十秒即可完成

4.壽命長：新型塑料過濾元件堅固、無磨損、無腐蝕、極少結垢，經多年工業實用驗證，使用6~10年也沒有磨損，不會老化，過濾和反洗效果不會因使用時間而變差。

5.高質量，維護量少:產品符合相應質量標准，所有產品在出廠前均經模擬工況檢測和試運轉，不需專用工具,零部件很少；易於使用,僅需定期檢查，幾乎不需日常維護。

選用濾油器時，要考慮下列幾點：

⑴過濾精度應滿足預定要求。

⑵能在較長時間內保持足夠的通流能力。

⑶濾芯具有足夠的強度，不因液壓的作用而損壞。

⑷濾芯抗腐蝕性能好，能在規定的溫度下持久地工作。

⑸濾芯清洗或更換簡便。

因此，濾油器應根據液壓系統的技術要求，按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件選定其型號。

總之：過濾器的產品確實很多，可以根據具體的使用情況來進行選購，建議找正規廠家合作。

㈣ 過濾機的研究發展

正在發展的新型過濾設備有：機械力壓榨過濾設備；能實現無濾渣層過濾的動態過濾機；洗選煤炭污水處理、化工和石油工業用的大型過濾設備。
在過濾理論研究方面，濾渣層過濾阻力和孔隙率的測算、過濾速度、過濾設備的模擬和放大、稀薄液體澄清過濾和動態過濾機理，以及過濾介質的研究，都是重要的課題。利用電子計算機控制過濾操作是過濾設備的發展方向。

㈤ 精密過濾器工作原理

精密過濾器的工作原理：
精密過濾器（又稱為保安過濾器），過濾器外殼一般採用不銹鋼材質製造，內部採用線燒，折疊，鈦濾芯，活性炭濾芯，PP熔噴等作為過濾的元部件，根據不同的過濾介質需求採用不同的過濾元部件，以達到出水水質的要求，機體也可選用快裝式，能夠方便快捷的更換濾芯以及更換。
該設備廣泛應用於制葯，化工，材料，食品，水處理，石油，環保，印刷等行業，適用於各種液體過濾，提純，澄清處理的理想設備。
精密過濾器的結構特點
DPC精密過濾器具有耐溫，流量大，使用壽命長，操作簡單，納污能力強，耐腐蝕性好等特點。各種塗裝設備頂棉過濾及框架式，袋式過濾器，使用於食品醫葯，化工，水處理等場合
精密過濾器產品特點：

1、過濾效率高：作液固過濾，最小可過濾0.45um左右的顆粒，作氣固過濾，最小可過濾0.3um左右的顆粒，可濾除率99.9%，過濾壓差低。

2、排干濾餅效率高：採用壓縮氣體快速反沖法可以很輕便的將附在微孔管外表面的濾餅快速地、有效地、安全的卸下。

3、再生效率高：採用簡易的氣液快速反沖反吹法可以將受到堵塞的微孔管進行高效且快速的再生，當濾管使用一段時間後，可採用化學方法再生，使濾管的使用壽命更長。

4、耐化學腐蝕的性能優越：微孔管耐各種酸、鹼、鹽和絕大部分有機溶劑，無毒、無味、無異物溶出，極適用於醫葯、食品、化工、環保等行業應用。

㈥ 最新濾油機技術是什麼來幾個例子分享一下吧

不好意思啊，不知道，但是知道有幾家做濾油機的還可以，如新鄉市優耐特過濾設備有限公司，你可以問問他們。

㈦ 過濾機的原理是什麼

過濾機是利用多孔性過濾機實現固液分離的設備。過濾器應用於化工、石油、制葯、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門。過濾機是一種新型的過濾系統，結構新穎、體積小、操作簡便靈活、高效、密閉工作、是適用性強的多用途過濾設備。
過濾機作用原理：
用過濾介質把容器分隔為上、下腔即構成簡單的過濾器。懸浮液加入上腔，在壓力作用下通過過濾介質進入下腔成為濾液，固體顆粒被截留在過濾介質表面形成濾渣（或稱濾餅）。過濾過程中過濾介質表面積存的濾渣層逐漸加厚，液體通過濾渣層的阻力隨之增高，過濾速度減小。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時，停止過濾，清除濾渣，使過濾介質再生，以完成一次過濾循環。液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力，因此在過濾介質的兩側必須有壓力差，這是實現過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾，但受壓後變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質孔隙，過濾反而減慢。
懸浮液過濾有濾渣層過濾、深層過濾和篩濾3種方式。①濾渣層過濾：過濾初期過濾介質只能截留大的固體顆粒，小顆粒隨濾液穿過過濾介質。在形成初始濾渣層後，濾渣層對過濾起主要作用，這時大、小顆粒均被截留，例如板框壓濾機的過濾。②深層過濾：過濾介質較厚，懸浮液中含固體顆粒較少，且顆粒小於過濾介質的孔道。過濾時，顆粒進入後被吸附在孔道內，例如多孔塑料管過濾器、砂濾器的過濾。③篩濾：過濾截留的固體顆粒都大於過濾介質的孔隙，過濾介質內部不吸附固體顆粒，例如轉筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質。在實際的過濾過程中，三種方式常常是同時或相繼出現。
過濾機工作原理：
自動排渣過濾機工作原理：過濾泵將待濾液經進液管泵入罐內，並充滿，在壓力的作用下，濾液中的固體雜質被濾液上的濾網截留，並在濾網上形成濾餅，濾液透過濾網經濾咀進入出液管流出罐體，從而得到清晰的濾液。
這樣使過濾阻力增大，罐內壓力升高，當壓力升到一定值時需要排渣，停止向灌內輸入待濾液並將壓縮空氣經溢流管吹入罐內，將罐內待濾液壓入另一台過濾機或其他容器內，並吹乾濾餅。關閉壓縮空氣，打開蝶閥，啟動振動器，使濾葉振動，將濾網上的濾餅振落並經罐體下方排渣口排出。
上面所介紹為自動排渣過濾機的基本工作原理，主要特點有：
1、無需濾布、濾紙、大大降低過濾成本。
2、全密閉式操作、環保、無物料損耗。
3、振動掉渣大大降低勞動強度實現連續作業。
4、氣動閥門排渣，大大降低工人勞動強度。
5、液體中的料渣或活性碳（白土）過濾或脫水過濾，可完全替代板框過濾機，是過濾行業首選設備。

㈧ 過濾機的簡史

過濾機的簡史

過濾技術的起源：

過濾技術的發展早在數千年前就已經開始，中國古代就曾把過濾技術於生產，公元前二百年已有植物纖維製作的紙。公元105年，蔡倫改進了造紙法，他在造紙過程中將植物纖維紙漿盪於緻密的細竹簾上，水經竹簾縫隙濾過，一薄層濕紙漿留於竹簾面上，干後即成紙張。

這其實就是一種簡單的利用過濾原理生產。竹簾就是「過濾機」。

早期的「過濾機裝置」：

早期出現的過濾機過濾原理通常是重力過濾，後來採用加壓過濾提高了過濾速度，進而又出現了真空過濾。20世紀初發明的轉鼓真空自清洗過濾機是最早的自清洗過濾機。此後，各種類型的連續自清洗過濾機相繼出現。間歇操作的自清洗過濾機因能實現自動化操作而得到發展，過濾面積越來越大。為得到含濕量低的濾渣，機械壓榨的自清洗過濾機得到了發展。

過濾機過濾過程中過濾介質表面積存的濾渣層逐漸增多，液體通過濾渣層的阻力隨之增高，過濾速度減小。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時，停止過濾，清除濾渣，使過濾介質再生，以完成一次過濾循環。

液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力，因此在過濾介質的兩側必須有壓力差，這是實現過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾，但受壓後變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質孔隙，過濾反而減慢。

㈨ 過濾設備的新型過濾詳解

過濾設備內部由金屬網籃支撐濾袋，液體由入口流進，經濾袋過濾後從出口流出，雜回質被攔截在答濾袋中，改換濾袋後可繼續運用。經過濾袋，在壓力的作用下，使原液經過濾袋，被濾袋截留下來的污染物滯留在濾袋內濾渣留在濾袋裡，濾液沿著金屬支承網籃壁流出，從而到達過濾的目的。過濾設備常設置在壓力過濾設備之後，用於去除液體中細小的微粒，以滿足後續工序對進水的請求。過濾設備經常作為電滲析、離子交流、反浸透、超濾等安裝的精細過濾器運用。
過濾設備工作原理是濾液由過濾器入口流入濾袋，雜質顆粒被濾袋攔截，所需要潔凈合格的濾液透過濾袋，由出口流出。過濾設備結構是有殼體，內筒，搖臂、進出口法蘭接管，濾袋等組成。過濾設備進出口方向是採用側進底出方式或者底進底出方式，通過管道中的壓力將過濾液體介質壓入或抽入過濾器桶體內，要過濾的液體介質經由電拋光沖孔支撐濾藍承托的過濾袋的過濾，產生理想的固液分離達到液體介質被過濾的效果。可根據不同的過濾精度，取決於不同精度的過濾袋。由於液體介質進入濾器後是從濾袋頂部流入，使得液體可均勻分布在整個濾袋的過濾表面，令整個層面中的流體分布基本恆定一致，紊流的負面影響小，過濾效果好。

㈩ 主要研究成果

由於我國煤盆地構造-熱演化的復雜性和煤儲層的特殊性,煤層氣排采過程中普遍存在煤粉產出問題,煤粉問題是制約煤層氣井產能的主控因素之一。本書以鄂爾多斯盆地東南緣煤層氣韓城區塊為研究區,在分析煤儲層地質背景的基礎上,採用典型煤層氣井現場監測、系統的煤粉和煤岩測試分析、專門物理模擬實驗和現場工程措施應用相結合的方法,從煤岩自身性質與工程擾動耦合效應入手,綜合分析了煤粉產出的影響因素及產出煤粉特徵,提出了煤粉的成因機制-產出位置綜合分類體系,探討了煤粉來源,揭示了煤粉產出機理,查明了煤粉產出規律,制定了適宜的煤粉管控措施,為實現煤層氣高效穩定排采奠定了基礎。主要取得了以下研究成果:

(一)煤粉產出的影響因素及綜合分類

採用井下煤層觀察、測井曲線解釋及室內測試分析等方法,結合煤層氣井生產現場實踐,分析了韓城區塊主力開發煤層3號、5號和11號煤層的煤岩組分、煤體結構、煤層結構、礦物含量和組成等和煤層氣井的鑽井工程、壓裂儲層改造、排采設備及排採制度等及其對煤粉產出的影響。綜合考慮煤粉的成因機制、產出位置及其對煤層氣生產的影響等因素,提出了煤粉的綜合分類體系。

(1)煤粉的形成是多種因素的共同作用結果,從煤粉成因方面,將煤粉產出影響因素主要分為煤儲層靜態地質因素與煤層氣動態工程因素兩個方面,指出了煤儲層靜態地質因素(包括煤岩特徵、煤體結構特徵和煤層結構特徵等)是煤粉產出的基礎,煤層氣動態工程因素(包括鑽井工程、儲層改造工程和排采工程)是煤粉產出的誘因,而構造煤發育是煤粉產生的關鍵因素。

(2)從煤粉的成因機制角度,把煤粉劃分為煤層固有煤粉、機械破壞和應力條件改變產生的煤粉;從煤粉產出的位置出發,把煤粉劃分為煤儲層中的煤粉、井筒中殘留的煤粉和排采系統中的煤粉;綜合考慮煤粉成因機制、產出來源及其對生產的影響等因素,提出了煤粉的成因機制-產出位置綜合分類體系。

(二)產出煤粉特徵

採用煤粉濃度監測儀、激光粒度測試儀、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射測試等手段,從煤粉的濃度、粒度、成分、磨圓度、形態、表面特徵和破裂方式等方面,對韓城區塊煤層氣井產出煤粉特徵進行了精細化描述。結合韓城區塊的煤岩特徵,分析了煤層氣井產出煤粉的主控因素,探討了煤粉的來源和煤粉成因,為揭示煤粉產出規律和採取合理管控措施提供基礎數據和依據。

(1)通過煤粉濃度特徵分析,發現韓城區塊煤層氣井煤粉產出與井型、完井工藝和煤體結構有關。下套管射孔壓裂完井的直井和定向井煤粉濃度一般小於裸眼完井的水平井的煤粉濃度,分析認為,水平井煤層裸眼段易遭受鑽具的研磨以及液流的沖蝕作用而產生煤粉。位於斷層附近的煤層氣井產出煤粉濃度大,分析認為,構造作用對煤層的破壞比較嚴重,易產生大量煤粉。

(2)通過煤粉粒度特徵分析,得出煤層氣井產出的煤粉顆粒的體積平均直徑基本都集中在100μm左右,具體到各個單井又有微小的差異。根據煤粉粒度分布的形態,將產出煤粉粒度分布曲線類型劃分為單峰型和雙峰型,單峰型煤粉顆粒直徑一般分布范圍在0.1～1000μm,雙峰型煤粉顆粒直徑一般分布范圍在0.1～2000μm。韓城區塊煤層氣井產出煤粉顆粒大小與煤岩特徵和力學性質、煤體結構以及液流的攜粉能力相關。

(3)通過煤粉成分特徵分析,煤粉成分以無機礦物為主,其平均含量大於50%,運用X射線衍射儀對煤粉無機礦物成分分析,結果顯示,煤粉中無機礦物以黏土礦物為主,平均含量約占無機礦物的50%。而煤岩成分以有機質為主,無機礦物含量較少,佔10%左右。與煤岩相比,煤粉中含有大量的黏土礦物。這是由於黏土礦物集合體對骨架顆粒附著力很差,在高速流體的剪切應力作用下,黏土礦物集合體容易從骨架顆粒上脫落,易形成煤粉。分析發現,產出煤粉的成分與煤岩特徵和煤層結構特徵有關。

(4)通過煤粉形態特徵分析,認為煤粉的形態特徵與煤粉的來源及煤體結構有關。從磨圓度分析,認為煤層中的固有煤粉由於搬運過程中的磨蝕而容易成為圓狀、次圓狀;稜角狀、次稜角狀煤粉主要是受力脆性破壞的結果,這些煤粉主要來源於鑽井、壓裂、排采工程造成的機械破壞與應力改變,屬於後期形成的次生煤粉。從球度分析,認為柱狀煤粉可能是由原生結構或碎裂煤受破壞而形成的煤粉;片狀煤粉可能是來自鱗片煤或片煤的片狀剝落而形成;粒狀煤粉可能是碎粒煤形成的。從破裂方式分析,認為片狀剝落的煤粉主要是鱗片煤或片煤脫落所致,而塊狀破裂的煤粉主要是原生結構煤或碎裂煤遭受沖蝕形成的。從表面特徵分析,將煤粉顆粒表面特徵分為粗糙型表面和光滑型表面兩種,認為粗糙型表面的煤粉顆粒以無機礦物質為主,而光滑型表面的煤粉顆粒以有機質為主。

(5)從產出煤粉形態出發,分析了原生結構煤、碎裂煤、碎粒煤和鱗片煤產生煤粉的破壞形式、產出煤粉特徵以及產出煤粉傾向性。其中,原生結構煤和碎裂煤以塊狀斷裂的方式形成以柱狀或粒狀為主的煤粉,顆粒較大,稜角較分明,煤粉產出的傾向性較小;碎粒煤形成以粒狀為主的煤粉,粒度較小,煤粉產出的傾向性較大;鱗片煤以片狀剝落的方式形成片狀煤粉,產生煤粉的傾向性也較大。

(6)通過煤粉濃度、粒度和成分特徵分析,結合煤層氣主力開發煤層特徵分析,指出了煤粉產出的主控因素有煤岩特徵、煤體結構和煤層結構特徵、井型、完井工藝、儲層改造、排採制度等。而煤體結構是煤粉產出的首要控制因素。

(三)煤粉產出物理模擬

從驅替流速、圍壓、煤岩組分和煤體結構等4個方面進行了煤粉產出物理模擬實驗。以不同驅替流速模擬煤層氣排采過程中產水強度,查明了驅替流速的變化對煤粉產出的影響;以不同圍壓強度模擬煤層氣排采過程中煤儲層壓力,查明了圍壓的變化對煤粉產出的影響;以不同煤岩組分特徵的煤樣模擬不同煤儲層,分析了煤儲層組分對煤粉產出的影響;以不同煤體結構的煤樣模擬不同煤儲層,分析了煤體結構類型對煤粉產出的影響。通過煤粉產出物理模擬與煤層氣井煤粉產出對比分析,揭示了不同煤儲層、不同排采條件下流壓、流速對煤粉產出的動態影響規律。

(1)通過驅替流速對煤粉產出影響的物理模擬實驗,分析了驅替流速對煤粉產出的影響。結果表明,在一定圍壓及驅替流速作用下,煤粉將會被驅替液攜帶產出。圍壓穩定不變,驅替流速越大,煤粉產出量越多,即煤粉產出量與驅替流速之間具有正相關關系。驅替流速低,產出煤粉粒度偏小,流速提高,沖蝕作用增強,產出的煤粉粒度分布范圍擴大,粒度值增大。驅替液的沖蝕作用會攜帶堵塞裂隙通道的煤粉運移排出,進而擴大有效裂隙系統的展布空間,故隨著驅替流速的逐步增大,裂隙導流系統的滲透率將會相應提高。

(2)通過圍壓與煤粉產出的物理模擬實驗,分析了圍壓對煤粉產出的影響。結果表明,驅替流速穩定不變,圍壓越大,煤粉的產出量有所降低,表明其產出量與圍壓之間具有負相關關系。圍壓越大,實驗煤樣所受的擠壓力越大,實驗煤樣的破損程度越大,將會產出粒度較大的煤粉,同時,造成煤樣內裂隙系統的有效應力增大,開放程度降低,煤粉不易隨排出液產出,導致其產出量降低。圍壓增大,將會導致煤粉堵塞裂隙通道,煤粉隨排出液運移不暢會降低有效裂隙系統的聯通空間,故滲透率會隨圍壓的提高而降低。

(3)通過不同煤岩組分與煤粉產出的物理模擬實驗,分析了不同煤岩組分對煤粉產出的影響。結果表明,圍壓不變,隨著驅替流速增大,不同煤岩組分的煤岩中煤粉產出量均有增大的趨勢,煤岩滲透率有增大趨勢,且流速越大,不同煤岩組分的煤樣滲透率變化趨勢越接近,但不同煤岩組分的煤岩中煤粉產出量差異顯著,黏土礦物含量高、鏡質組含量低的煤樣產出煤粉量大。驅替流速不變,隨著圍壓增大,不同煤岩組分的煤樣煤粉產出量均有增大的趨勢,而煤岩滲透率有下降趨勢。但不同煤岩組分的煤岩中煤粉產出量和滲透率差異顯著,黏土礦物含量較高的煤樣隨圍壓增大,煤粉產出速率增大。圍壓的增大可造成性脆易碎的鏡質組破裂,導致鏡質組含量高的煤樣形成更多的煤粉,逐漸堵塞有效導流裂縫,導致滲透率持續降低。

(4)通過不同煤體結構對煤粉產出影響的物理模擬實驗,分析了煤體結構差異對煤粉產出的影響。結果表明,碎粒煤在同一實驗條件下產出煤粉量要遠遠大於原生結構煤產出煤粉量,原生結構煤產出煤粉平均粒度比碎粒煤大,碎粒煤實驗產出煤粉對流速條件變化敏感性強。原生結構煤產出煤粉一般稜角明顯,分選性差,煤粉表面相對光滑;碎粒煤產出煤粉圓度大,煤粉表面相對粗糙。產出煤粉的組分類型與實驗前煤岩樣品一致,但不同顯微組分的含量比例出現了分異性:產出煤粉中鏡質組及黏土礦物含量明顯增大。隨煤粉產出,煤岩滲透率均呈現前期逐漸增大,後期趨於穩定的現象,但原生結構煤的滲透率遠大於碎粒煤的滲透率。

(5)間斷-重啟實驗,煤粉產出量瞬間增多,表明驅替流速的瞬間提高將擾亂煤儲層原有平衡狀態,使得煤粉大量產出;而驅替流速突然增大,會造成裂隙系統內流體壓力降低,有效應力增大,導致部分裂隙出現一定程度的閉合,若煤粉無法暢通排出,則會堵塞裂隙。

(6)在煤層氣井排采過程中,煤粉產出受多種作用力的綜合影響。類似碎屑物的搬運規律,煤粉的運移存在臨界啟動速率與臨界沉積速率。當液體流速大於煤粉的啟動運移速率時,煤粉發生移動;當流速降低至煤粉臨界沉積速率時,煤粉將停止運移而沉積。

(四)煤粉產出規律

通過對韓城區塊煤層氣井煤粉監測、室內煤粉特徵測試及煤粉物理模擬實驗,結合煤層氣排采實踐,分析了煤粉產出隨排采階段的變化情況及煤粉產出的運移情況,揭示了煤粉產出規律,劃分了煤粉產出階段,總結了不同煤粉產出階段的煤層氣井生產特徵和煤粉產出特徵。

(1)韓城區塊在各排采階段內產出煤粉粒度和濃度均具有明顯的階段變化特徵,煤粉濃度整體趨勢隨排采階段遞增而變小,呈產出煤粉濃度在排水降壓階段低、在起套壓階段和放產階段高、在穩定產氣階段低的總體趨勢。通過進行井口產出的煤粉特徵與修井採得的井底煤粉特徵對比分析,發現井口產出的煤粉形態大部分呈球狀、片狀,稜角不明顯,磨圓度好,且粒度較小;井底的煤粉大部分呈塊狀、粒狀,稜角明顯,磨圓度差,粒度大,揭示了煤粉在通道和排采系統中的運移規律。

(2)通過煤層氣井排采實踐、煤層氣井的現場監測和煤岩煤粉測試分析,從煤粉產出濃度與煤層氣井排采關系分析,提出了煤粉產出四段式劃分方案,總結了不同煤粉產出階段的煤層氣井生產特徵、煤粉主要來源和煤粉特徵。指出了排采初期和產氣量快速上升期是煤層氣井卡泵的高峰期,排采初期主要是大顆粒進入排采系統造成的卡泵,而產氣量快速上升期是煤粉產出的高峰期,主要是大量煤粉聚集造成的卡泵。

(五)煤粉產出管控措施

在綜合分析韓城區塊煤層氣井煤粉產出的影響因素、煤粉產出機理及煤粉產出規律的基礎上,從地質、工程、設備工藝及排採制度等方面提出了煤層氣生產井煤粉產出的管理和控制措施。

(1)根據導致煤層氣井煤粉產出問題的具體因素,提出了一套包括地質預防、儲層改造、設備優選、生產預警、排采控制和工藝治理等方面的煤粉管控措施體系。

(2)根據對韓城區塊原煤樣的詳細觀察,以宏觀形態與內部結構的差異,劃分了韓城區塊煤體結構類型,總結了韓城區塊不同煤體結構類型煤的測井響應特徵,確立了密度測井、自然伽馬測井、電阻率測井及井徑測井4組測井響應組合值。通過對韓城區塊3號、5號、11號煤的測井曲線的煤體結構類型識別解釋,查明了各煤層的煤體結構類型在橫向和縱向上的分布特徵,在布設煤層氣井位置及開發層段時,應避開Ⅲ類構造煤層發育段,為地質方面預防煤粉產出提供基礎。

(3)為了有效預防煤粉產出導致的煤層氣井排水不暢、抽油泵漏失、卡泵等井下故障的發生,可採用示功圖來預警煤粉產出強度,建立了示功圖預警煤粉相關井下故障的定量化指標,選取了井下故障實例,分析了故障過程中示功圖形態特徵的變化規律,隨著井底煤粉產出與聚集程度加重,示功圖形態變化明顯,具有較強的指示作用。因此,示功圖監測可起到有效的煤粉預警措施。

(4)以韓城區塊現場生產為基礎,提出了韓城區塊煤層氣井不同排采階段煤粉產出的精細化排採制度,總結了自潔泵、射流泵、電潛螺桿泵、桿式泵等排采設備及常規注水洗井、井筒酸化洗井和空心抽油桿洗泵等工藝的適用性。