近过滤设备的研究成果

㈠ 过滤与分离机械的创新进展是什么样的

过滤与分离机械的创新进展：
随着国际新形势逐渐复杂化和环保行业以及全球能源的快速进步，药剂、食品、冶金、化工、核工以及国防等行业的要求日渐高纯净化、高品位化，同时伴随着全球化经济低碳化，全世界各个国家对分离与过滤机械工业的重视度和关注度逐渐增加。目前市场，市场贸易，资本公众化以及企业联合化、信息流通和先进技术一体化的格局已经成为发达国家在分离与过滤行业中的一个重要举措。
1、国外分离与过滤机械发展历程
1965年在英国，20个国家一起联盟成立了国际过滤学会，此后的多年间各国进行了越来越多的国际性行业交流。1974年到2013年总计举办了11届世界过滤大会，这是全球级别最高的分离与过滤行业会议。随后，世界过滤组织于1990年法国创办，很多国家以此为契机在当地创立了各类分离与过滤学会与协会，同时创立了以各国为头衔的专业性期刊或杂志，世界分离与过滤技术得到了快速而有效的发展。近些年，国外分离与过滤机械行业有了快速的进步和发展。2011年全球该行业的总产值约2500亿美元，里面亚洲产值就高达800多亿美元，其中膜类产值约占25%左右；美国2012年单单膜类产品产值就高达25多亿美元。
2、国外分离与过滤机械发展现状
1）分离与过滤机械的产品主要类型
分离与过滤机械包含在化工过程与控制机械及设备的范畴里。目前国内外的分离与过滤种类特别多，主要的设备和机械有物质分离机械有筛与电磁选分设备、膜分离设备、干燥设备、气溶胶分离设备、离子交换设备、离心分离器、萃取器、吸收设备、精馏设备等。国内外当前对于分离与过滤设备的划分类型还没有一个统一的参照标准，都是根据自己的情况来定位的。到了二十一世纪，大部分经济发达国家都比较喜欢按照设备的工作原理来划分机械类型，其中按照推动力的相同性分叫做“类”，根据整机的结构分成为“型”，根据主要特征分成为“式”。
2）主要分离与过滤机械产品发展史
早在十八世纪，我国第一次使用布袋来过滤豆浆，第一次使用离心力原理来分离蜂蜜。从这之后的几百年中，世界各国分离与过滤技术都没有得到很好的发展和创新，直至十九世纪板框压滤机才被首次发明出来，到了二十世纪，机械产品的开发才出现了较快的发展势头，并且一举发明了超导分离、纳米过滤、全自动化作业、机器人操作等高科技机械产品。
3、国外分离与过滤机械发展势头
当今世界，高新技术迅猛发展，这种强大的发展趋势也给分离与过滤机械产品的创新和发展注入了新力量和源泉，超音速铀分离、超导分离、激光分离、超声波过滤、纳米超滤、仿真自滤等高科技项目不断推新，其整个行业发展势头与相关产业的进步起头并进，主要表现可总结为以下几个方面：
1）高参数趋势
第一是大规格趋势：因为资源以及能源开发、三废治理、环保等工业逐渐朝着大型化的方向发展，就需要有大型号大规模的分离与过滤设备提供支持，比如Φ3000离心分离机以及2000m2压滤机等。第二是高速率趋势：当前各企业的管理者都比较重生产效率问题，为了满足企业对特殊材料的分离任务并保障设备的工作质量和效率，就必须有高速运转且高速过滤的设备作为后盾，比如音速铀浓缩离心分离机以及高速率旋叶压滤机等，并且它们都采用了针状轴承整机以及磁力全速动平衡技术。第三是高精度趋势：目前全球精细化工、医药生物等行业的发展速度越来越快，为了提高此类产品的纯度质量，就要有更加精细的设备，比如高精度精密膜分离器、千级铀扩散膜滤机组、十字流动态过滤机等。第四是高压力趋势：节能是当前世界关注的重点课题，为了尽可能大的减少产品的含液量，以达到降低干燥产品过程中的能耗，设备的压力就应该逐渐增大，比如加压叶滤机等。
2）节能多功能趋势
随着医药生物工程技术水平的不断发展，贵重制品的污染以及节约现在已经得到了相关人士的持续关注，为了实现这一目标，就要设计出节能减排共更能、干燥功能、过滤功能和集反应功能共有的一体化设备，像具备压榨功能的多功能加压过滤机以及水平带式过滤机等。
3）智能化趋势
为了适应特殊场合的需求并且提高机械的生产效率和质量，我们必须采用全自动化高水平且能够连续作业的专业设备，逐渐朝着机器人操作以及电脑控制的方向发展，像控无人操作碟型分离机或者水平带型过滤机等。
4）材料新型化趋势
未来设备的机械性能一定会逐渐提高，这就需要抗腐蚀性能、耐磨性、刚度、强度优异等新材料的支持，例如新型合成树脂、橡胶、硬质合金SiO2、陶瓷、工程塑料复合而成的新型材料，除此之外还需要零件表面镀镍磷技术以及喷涂、衬包、镶嵌、粘结新工艺的支持。在分离效率及精度方面也将得到很好的发展，这就对过滤分离机械的过滤介质，其心脏材料有了严格的要求。比如烧结网、滤布等。

㈡ 前置过滤器的发展前景和未来趋势是怎样的

其实前置过滤器不是中国的原创品类，是由欧洲引进中国市场的，像在德国等欧洲国家，居民安装前置过滤器和软水机比较盛行。然后被逐步引进到国内市场，并被各个净水器品牌和厂家发扬光大了。一开始，国内市场跟西方市场一样，主要销售和安装的是铜材质的前置过滤器，偶尔也有推不锈钢材质的前置过滤器的，再之后则添加了一些附加的功能，比如添加时尚的塑料外壳，增加万象接头，正反向自动冲洗等功能的前置过滤器。 近几年，国内前置过滤器呈现“悄然升级”的势头，或者说已经发展到第三阶段，就是透明滤瓶前置过滤器有“独领风骚”趋势，发展迅猛，像滨特尔、CILLY水の丽、伊莱克斯等品牌在大陆市场均推出了透明前置过滤器。透明前置过滤器的好处是，相比传统的铜材质的前置过滤器只能过滤40-120微米的精度，透明前置过滤器过滤的精度更低，可以达到5微米，而且多数是聚丙烯PP棉和高品质活性炭的复合滤芯，除了截留泥沙、虫卵等颗粒物外，还能吸附余氯和异色异味，这个是传统前置过滤器做不到的，而且在一定程度上可以替代中央净水机使用。这也就是为什么像水丽“小胖”透明前置过滤器等产品备受市场欢迎的原因。谢谢您能一如既往的采纳我的回答

㈢ 过滤器的性能特点有哪些

过滤器的特点有以下几点：

1. 高效，精确过滤：特殊结构的滤盘过滤技术，性能精确灵敏，确保只有粒径小于要求的颗粒才能进入系统，是最有效的过滤系统；规格有5μ、10μ、20μ、55μ、100μ、130μ、200μ等多种，用户可根据用水要求选择不同精度的过滤盘。系统流量可根据需要灵活调节。

2.标准模块化，节省占地:系统基于标准盘式过滤单元，按模块化设计,用户可按需取舍,灵活可变,互换性强。系统紧凑，占地极小，可灵活利用边角空间进行安装，如处理水量300m3/h左右的设备占地仅约6m2(一般水质，过滤等级100μ)。

3.全自动运行,连续出水：在过滤器组合中的各单元之间，反洗过程轮流交替进行，工作、反洗状态之间自动切换，可确保连续出水;反洗耗水量极少，只占出水量的0.5%；如配合空气辅助反洗，自耗水更可降到0.2%以下。高速而彻底的反洗，只需数十秒即可完成

4.寿命长：新型塑料过滤元件坚固、无磨损、无腐蚀、极少结垢，经多年工业实用验证，使用6~10年也没有磨损，不会老化，过滤和反洗效果不会因使用时间而变差。

5.高质量，维护量少:产品符合相应质量标准，所有产品在出厂前均经模拟工况检测和试运转，不需专用工具,零部件很少；易于使用,仅需定期检查，几乎不需日常维护。

选用滤油器时，要考虑下列几点：

⑴过滤精度应满足预定要求。

⑵能在较长时间内保持足够的通流能力。

⑶滤芯具有足够的强度，不因液压的作用而损坏。

⑷滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作。

⑸滤芯清洗或更换简便。

因此，滤油器应根据液压系统的技术要求，按过滤精度、通流能力、工作压力、油液粘度、工作温度等条件选定其型号。

总之：过滤器的产品确实很多，可以根据具体的使用情况来进行选购，建议找正规厂家合作。

㈣ 过滤机的研究发展

正在发展的新型过滤设备有：机械力压榨过滤设备；能实现无滤渣层过滤的动态过滤机；洗选煤炭污水处理、化工和石油工业用的大型过滤设备。
在过滤理论研究方面，滤渣层过滤阻力和孔隙率的测算、过滤速度、过滤设备的模拟和放大、稀薄液体澄清过滤和动态过滤机理，以及过滤介质的研究，都是重要的课题。利用电子计算机控制过滤操作是过滤设备的发展方向。

㈤ 精密过滤器工作原理

精密过滤器的工作原理：
精密过滤器（又称为保安过滤器），过滤器外壳一般采用不锈钢材质制造，内部采用线烧，折叠，钛滤芯，活性炭滤芯，PP熔喷等作为过滤的元部件，根据不同的过滤介质需求采用不同的过滤元部件，以达到出水水质的要求，机体也可选用快装式，能够方便快捷的更换滤芯以及更换。
该设备广泛应用于制药，化工，材料，食品，水处理，石油，环保，印刷等行业，适用于各种液体过滤，提纯，澄清处理的理想设备。
精密过滤器的结构特点
DPC精密过滤器具有耐温，流量大，使用寿命长，操作简单，纳污能力强，耐腐蚀性好等特点。各种涂装设备顶棉过滤及框架式，袋式过滤器，使用于食品医药，化工，水处理等场合
精密过滤器产品特点：

1、过滤效率高：作液固过滤，最小可过滤0.45um左右的颗粒，作气固过滤，最小可过滤0.3um左右的颗粒，可滤除率99.9%，过滤压差低。

2、排干滤饼效率高：采用压缩气体快速反冲法可以很轻便的将附在微孔管外表面的滤饼快速地、有效地、安全的卸下。

3、再生效率高：采用简易的气液快速反冲反吹法可以将受到堵塞的微孔管进行高效且快速的再生，当滤管使用一段时间后，可采用化学方法再生，使滤管的使用寿命更长。

4、耐化学腐蚀的性能优越：微孔管耐各种酸、碱、盐和绝大部分有机溶剂，无毒、无味、无异物溶出，极适用于医药、食品、化工、环保等行业应用。

㈥ 最新滤油机技术是什么来几个例子分享一下吧

不好意思啊，不知道，但是知道有几家做滤油机的还可以，如新乡市优耐特过滤设备有限公司，你可以问问他们。

㈦ 过滤机的原理是什么

过滤机是利用多孔性过滤机实现固液分离的设备。过滤器应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。过滤机是一种新型的过滤系统，结构新颖、体积小、操作简便灵活、高效、密闭工作、是适用性强的多用途过滤设备。
过滤机作用原理：
用过滤介质把容器分隔为上、下腔即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣（或称滤饼）。过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢。
悬浮液过滤有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤3种方式。①滤渣层过滤：过滤初期过滤介质只能截留大的固体颗粒，小颗粒随滤液穿过过滤介质。在形成初始滤渣层后，滤渣层对过滤起主要作用，这时大、小颗粒均被截留，例如板框压滤机的过滤。②深层过滤：过滤介质较厚，悬浮液中含固体颗粒较少，且颗粒小于过滤介质的孔道。过滤时，颗粒进入后被吸附在孔道内，例如多孔塑料管过滤器、砂滤器的过滤。③筛滤：过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙，过滤介质内部不吸附固体颗粒，例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。在实际的过滤过程中，三种方式常常是同时或相继出现。
过滤机工作原理：
自动排渣过滤机工作原理：过滤泵将待滤液经进液管泵入罐内，并充满，在压力的作用下，滤液中的固体杂质被滤液上的滤网截留，并在滤网上形成滤饼，滤液透过滤网经滤咀进入出液管流出罐体，从而得到清晰的滤液。
这样使过滤阻力增大，罐内压力升高，当压力升到一定值时需要排渣，停止向灌内输入待滤液并将压缩空气经溢流管吹入罐内，将罐内待滤液压入另一台过滤机或其他容器内，并吹干滤饼。关闭压缩空气，打开蝶阀，启动振动器，使滤叶振动，将滤网上的滤饼振落并经罐体下方排渣口排出。
上面所介绍为自动排渣过滤机的基本工作原理，主要特点有：
1、无需滤布、滤纸、大大降低过滤成本。
2、全密闭式操作、环保、无物料损耗。
3、振动掉渣大大降低劳动强度实现连续作业。
4、气动阀门排渣，大大降低工人劳动强度。
5、液体中的料渣或活性碳（白土）过滤或脱水过滤，可完全替代板框过滤机，是过滤行业首选设备。

㈧ 过滤机的简史

过滤机的简史

过滤技术的起源：

过滤技术的发展早在数千年前就已经开始，中国古代就曾把过滤技术于生产，公元前二百年已有植物纤维制作的纸。公元105年，蔡伦改进了造纸法，他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上，水经竹帘缝隙滤过，一薄层湿纸浆留于竹帘面上，干后即成纸张。

这其实就是一种简单的利用过滤原理生产。竹帘就是“过滤机”。

早期的“过滤机装置”：

早期出现的过滤机过滤原理通常是重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空自清洗过滤机是最早的自清洗过滤机。此后，各种类型的连续自清洗过滤机相继出现。间歇操作的自清洗过滤机因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的自清洗过滤机得到了发展。

过滤机过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐增多，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。

液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢。

㈨ 过滤设备的新型过滤详解

过滤设备内部由金属网篮支撑滤袋，液体由入口流进，经滤袋过滤后从出口流出，杂回质被拦截在答滤袋中，改换滤袋后可继续运用。经过滤袋，在压力的作用下，使原液经过滤袋，被滤袋截留下来的污染物滞留在滤袋内滤渣留在滤袋里，滤液沿着金属支承网篮壁流出，从而到达过滤的目的。过滤设备常设置在压力过滤设备之后，用于去除液体中细小的微粒，以满足后续工序对进水的请求。过滤设备经常作为电渗析、离子交流、反浸透、超滤等安装的精细过滤器运用。
过滤设备工作原理是滤液由过滤器入口流入滤袋，杂质颗粒被滤袋拦截，所需要洁净合格的滤液透过滤袋，由出口流出。过滤设备结构是有壳体，内筒，摇臂、进出口法兰接管，滤袋等组成。过滤设备进出口方向是采用侧进底出方式或者底进底出方式，通过管道中的压力将过滤液体介质压入或抽入过滤器桶体内，要过滤的液体介质经由电抛光冲孔支撑滤蓝承托的过滤袋的过滤，产生理想的固液分离达到液体介质被过滤的效果。可根据不同的过滤精度，取决于不同精度的过滤袋。由于液体介质进入滤器后是从滤袋顶部流入，使得液体可均匀分布在整个滤袋的过滤表面，令整个层面中的流体分布基本恒定一致，紊流的负面影响小，过滤效果好。

㈩ 主要研究成果

由于我国煤盆地构造-热演化的复杂性和煤储层的特殊性,煤层气排采过程中普遍存在煤粉产出问题,煤粉问题是制约煤层气井产能的主控因素之一。本书以鄂尔多斯盆地东南缘煤层气韩城区块为研究区,在分析煤储层地质背景的基础上,采用典型煤层气井现场监测、系统的煤粉和煤岩测试分析、专门物理模拟实验和现场工程措施应用相结合的方法,从煤岩自身性质与工程扰动耦合效应入手,综合分析了煤粉产出的影响因素及产出煤粉特征,提出了煤粉的成因机制-产出位置综合分类体系,探讨了煤粉来源,揭示了煤粉产出机理,查明了煤粉产出规律,制定了适宜的煤粉管控措施,为实现煤层气高效稳定排采奠定了基础。主要取得了以下研究成果:

(一)煤粉产出的影响因素及综合分类

采用井下煤层观察、测井曲线解释及室内测试分析等方法,结合煤层气井生产现场实践,分析了韩城区块主力开发煤层3号、5号和11号煤层的煤岩组分、煤体结构、煤层结构、矿物含量和组成等和煤层气井的钻井工程、压裂储层改造、排采设备及排采制度等及其对煤粉产出的影响。综合考虑煤粉的成因机制、产出位置及其对煤层气生产的影响等因素,提出了煤粉的综合分类体系。

(1)煤粉的形成是多种因素的共同作用结果,从煤粉成因方面,将煤粉产出影响因素主要分为煤储层静态地质因素与煤层气动态工程因素两个方面,指出了煤储层静态地质因素(包括煤岩特征、煤体结构特征和煤层结构特征等)是煤粉产出的基础,煤层气动态工程因素(包括钻井工程、储层改造工程和排采工程)是煤粉产出的诱因,而构造煤发育是煤粉产生的关键因素。

(2)从煤粉的成因机制角度,把煤粉划分为煤层固有煤粉、机械破坏和应力条件改变产生的煤粉;从煤粉产出的位置出发,把煤粉划分为煤储层中的煤粉、井筒中残留的煤粉和排采系统中的煤粉;综合考虑煤粉成因机制、产出来源及其对生产的影响等因素,提出了煤粉的成因机制-产出位置综合分类体系。

(二)产出煤粉特征

采用煤粉浓度监测仪、激光粒度测试仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射测试等手段,从煤粉的浓度、粒度、成分、磨圆度、形态、表面特征和破裂方式等方面,对韩城区块煤层气井产出煤粉特征进行了精细化描述。结合韩城区块的煤岩特征,分析了煤层气井产出煤粉的主控因素,探讨了煤粉的来源和煤粉成因,为揭示煤粉产出规律和采取合理管控措施提供基础数据和依据。

(1)通过煤粉浓度特征分析,发现韩城区块煤层气井煤粉产出与井型、完井工艺和煤体结构有关。下套管射孔压裂完井的直井和定向井煤粉浓度一般小于裸眼完井的水平井的煤粉浓度,分析认为,水平井煤层裸眼段易遭受钻具的研磨以及液流的冲蚀作用而产生煤粉。位于断层附近的煤层气井产出煤粉浓度大,分析认为,构造作用对煤层的破坏比较严重,易产生大量煤粉。

(2)通过煤粉粒度特征分析,得出煤层气井产出的煤粉颗粒的体积平均直径基本都集中在100μm左右,具体到各个单井又有微小的差异。根据煤粉粒度分布的形态,将产出煤粉粒度分布曲线类型划分为单峰型和双峰型,单峰型煤粉颗粒直径一般分布范围在0.1～1000μm,双峰型煤粉颗粒直径一般分布范围在0.1～2000μm。韩城区块煤层气井产出煤粉颗粒大小与煤岩特征和力学性质、煤体结构以及液流的携粉能力相关。

(3)通过煤粉成分特征分析,煤粉成分以无机矿物为主,其平均含量大于50%,运用X射线衍射仪对煤粉无机矿物成分分析,结果显示,煤粉中无机矿物以黏土矿物为主,平均含量约占无机矿物的50%。而煤岩成分以有机质为主,无机矿物含量较少,占10%左右。与煤岩相比,煤粉中含有大量的黏土矿物。这是由于黏土矿物集合体对骨架颗粒附着力很差,在高速流体的剪切应力作用下,黏土矿物集合体容易从骨架颗粒上脱落,易形成煤粉。分析发现,产出煤粉的成分与煤岩特征和煤层结构特征有关。

(4)通过煤粉形态特征分析,认为煤粉的形态特征与煤粉的来源及煤体结构有关。从磨圆度分析,认为煤层中的固有煤粉由于搬运过程中的磨蚀而容易成为圆状、次圆状;棱角状、次棱角状煤粉主要是受力脆性破坏的结果,这些煤粉主要来源于钻井、压裂、排采工程造成的机械破坏与应力改变,属于后期形成的次生煤粉。从球度分析,认为柱状煤粉可能是由原生结构或碎裂煤受破坏而形成的煤粉;片状煤粉可能是来自鳞片煤或片煤的片状剥落而形成;粒状煤粉可能是碎粒煤形成的。从破裂方式分析,认为片状剥落的煤粉主要是鳞片煤或片煤脱落所致,而块状破裂的煤粉主要是原生结构煤或碎裂煤遭受冲蚀形成的。从表面特征分析,将煤粉颗粒表面特征分为粗糙型表面和光滑型表面两种,认为粗糙型表面的煤粉颗粒以无机矿物质为主,而光滑型表面的煤粉颗粒以有机质为主。

(5)从产出煤粉形态出发,分析了原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和鳞片煤产生煤粉的破坏形式、产出煤粉特征以及产出煤粉倾向性。其中,原生结构煤和碎裂煤以块状断裂的方式形成以柱状或粒状为主的煤粉,颗粒较大,棱角较分明,煤粉产出的倾向性较小;碎粒煤形成以粒状为主的煤粉,粒度较小,煤粉产出的倾向性较大;鳞片煤以片状剥落的方式形成片状煤粉,产生煤粉的倾向性也较大。

(6)通过煤粉浓度、粒度和成分特征分析,结合煤层气主力开发煤层特征分析,指出了煤粉产出的主控因素有煤岩特征、煤体结构和煤层结构特征、井型、完井工艺、储层改造、排采制度等。而煤体结构是煤粉产出的首要控制因素。

(三)煤粉产出物理模拟

从驱替流速、围压、煤岩组分和煤体结构等4个方面进行了煤粉产出物理模拟实验。以不同驱替流速模拟煤层气排采过程中产水强度,查明了驱替流速的变化对煤粉产出的影响;以不同围压强度模拟煤层气排采过程中煤储层压力,查明了围压的变化对煤粉产出的影响;以不同煤岩组分特征的煤样模拟不同煤储层,分析了煤储层组分对煤粉产出的影响;以不同煤体结构的煤样模拟不同煤储层,分析了煤体结构类型对煤粉产出的影响。通过煤粉产出物理模拟与煤层气井煤粉产出对比分析,揭示了不同煤储层、不同排采条件下流压、流速对煤粉产出的动态影响规律。

(1)通过驱替流速对煤粉产出影响的物理模拟实验,分析了驱替流速对煤粉产出的影响。结果表明,在一定围压及驱替流速作用下,煤粉将会被驱替液携带产出。围压稳定不变,驱替流速越大,煤粉产出量越多,即煤粉产出量与驱替流速之间具有正相关关系。驱替流速低,产出煤粉粒度偏小,流速提高,冲蚀作用增强,产出的煤粉粒度分布范围扩大,粒度值增大。驱替液的冲蚀作用会携带堵塞裂隙通道的煤粉运移排出,进而扩大有效裂隙系统的展布空间,故随着驱替流速的逐步增大,裂隙导流系统的渗透率将会相应提高。

(2)通过围压与煤粉产出的物理模拟实验,分析了围压对煤粉产出的影响。结果表明,驱替流速稳定不变,围压越大,煤粉的产出量有所降低,表明其产出量与围压之间具有负相关关系。围压越大,实验煤样所受的挤压力越大,实验煤样的破损程度越大,将会产出粒度较大的煤粉,同时,造成煤样内裂隙系统的有效应力增大,开放程度降低,煤粉不易随排出液产出,导致其产出量降低。围压增大,将会导致煤粉堵塞裂隙通道,煤粉随排出液运移不畅会降低有效裂隙系统的联通空间,故渗透率会随围压的提高而降低。

(3)通过不同煤岩组分与煤粉产出的物理模拟实验,分析了不同煤岩组分对煤粉产出的影响。结果表明,围压不变,随着驱替流速增大,不同煤岩组分的煤岩中煤粉产出量均有增大的趋势,煤岩渗透率有增大趋势,且流速越大,不同煤岩组分的煤样渗透率变化趋势越接近,但不同煤岩组分的煤岩中煤粉产出量差异显著,黏土矿物含量高、镜质组含量低的煤样产出煤粉量大。驱替流速不变,随着围压增大,不同煤岩组分的煤样煤粉产出量均有增大的趋势,而煤岩渗透率有下降趋势。但不同煤岩组分的煤岩中煤粉产出量和渗透率差异显著,黏土矿物含量较高的煤样随围压增大,煤粉产出速率增大。围压的增大可造成性脆易碎的镜质组破裂,导致镜质组含量高的煤样形成更多的煤粉,逐渐堵塞有效导流裂缝,导致渗透率持续降低。

(4)通过不同煤体结构对煤粉产出影响的物理模拟实验,分析了煤体结构差异对煤粉产出的影响。结果表明,碎粒煤在同一实验条件下产出煤粉量要远远大于原生结构煤产出煤粉量,原生结构煤产出煤粉平均粒度比碎粒煤大,碎粒煤实验产出煤粉对流速条件变化敏感性强。原生结构煤产出煤粉一般棱角明显,分选性差,煤粉表面相对光滑;碎粒煤产出煤粉圆度大,煤粉表面相对粗糙。产出煤粉的组分类型与实验前煤岩样品一致,但不同显微组分的含量比例出现了分异性:产出煤粉中镜质组及黏土矿物含量明显增大。随煤粉产出,煤岩渗透率均呈现前期逐渐增大,后期趋于稳定的现象,但原生结构煤的渗透率远大于碎粒煤的渗透率。

(5)间断-重启实验,煤粉产出量瞬间增多,表明驱替流速的瞬间提高将扰乱煤储层原有平衡状态,使得煤粉大量产出;而驱替流速突然增大,会造成裂隙系统内流体压力降低,有效应力增大,导致部分裂隙出现一定程度的闭合,若煤粉无法畅通排出,则会堵塞裂隙。

(6)在煤层气井排采过程中,煤粉产出受多种作用力的综合影响。类似碎屑物的搬运规律,煤粉的运移存在临界启动速率与临界沉积速率。当液体流速大于煤粉的启动运移速率时,煤粉发生移动;当流速降低至煤粉临界沉积速率时,煤粉将停止运移而沉积。

(四)煤粉产出规律

通过对韩城区块煤层气井煤粉监测、室内煤粉特征测试及煤粉物理模拟实验,结合煤层气排采实践,分析了煤粉产出随排采阶段的变化情况及煤粉产出的运移情况,揭示了煤粉产出规律,划分了煤粉产出阶段,总结了不同煤粉产出阶段的煤层气井生产特征和煤粉产出特征。

(1)韩城区块在各排采阶段内产出煤粉粒度和浓度均具有明显的阶段变化特征,煤粉浓度整体趋势随排采阶段递增而变小,呈产出煤粉浓度在排水降压阶段低、在起套压阶段和放产阶段高、在稳定产气阶段低的总体趋势。通过进行井口产出的煤粉特征与修井采得的井底煤粉特征对比分析,发现井口产出的煤粉形态大部分呈球状、片状,棱角不明显,磨圆度好,且粒度较小;井底的煤粉大部分呈块状、粒状,棱角明显,磨圆度差,粒度大,揭示了煤粉在通道和排采系统中的运移规律。

(2)通过煤层气井排采实践、煤层气井的现场监测和煤岩煤粉测试分析,从煤粉产出浓度与煤层气井排采关系分析,提出了煤粉产出四段式划分方案,总结了不同煤粉产出阶段的煤层气井生产特征、煤粉主要来源和煤粉特征。指出了排采初期和产气量快速上升期是煤层气井卡泵的高峰期,排采初期主要是大颗粒进入排采系统造成的卡泵,而产气量快速上升期是煤粉产出的高峰期,主要是大量煤粉聚集造成的卡泵。

(五)煤粉产出管控措施

在综合分析韩城区块煤层气井煤粉产出的影响因素、煤粉产出机理及煤粉产出规律的基础上,从地质、工程、设备工艺及排采制度等方面提出了煤层气生产井煤粉产出的管理和控制措施。

(1)根据导致煤层气井煤粉产出问题的具体因素,提出了一套包括地质预防、储层改造、设备优选、生产预警、排采控制和工艺治理等方面的煤粉管控措施体系。

(2)根据对韩城区块原煤样的详细观察,以宏观形态与内部结构的差异,划分了韩城区块煤体结构类型,总结了韩城区块不同煤体结构类型煤的测井响应特征,确立了密度测井、自然伽马测井、电阻率测井及井径测井4组测井响应组合值。通过对韩城区块3号、5号、11号煤的测井曲线的煤体结构类型识别解释,查明了各煤层的煤体结构类型在横向和纵向上的分布特征,在布设煤层气井位置及开发层段时,应避开Ⅲ类构造煤层发育段,为地质方面预防煤粉产出提供基础。

(3)为了有效预防煤粉产出导致的煤层气井排水不畅、抽油泵漏失、卡泵等井下故障的发生,可采用示功图来预警煤粉产出强度,建立了示功图预警煤粉相关井下故障的定量化指标,选取了井下故障实例,分析了故障过程中示功图形态特征的变化规律,随着井底煤粉产出与聚集程度加重,示功图形态变化明显,具有较强的指示作用。因此,示功图监测可起到有效的煤粉预警措施。

(4)以韩城区块现场生产为基础,提出了韩城区块煤层气井不同排采阶段煤粉产出的精细化排采制度,总结了自洁泵、射流泵、电潜螺杆泵、杆式泵等排采设备及常规注水洗井、井筒酸化洗井和空心抽油杆洗泵等工艺的适用性。