據飛利浦挑戰杯網2008年3月3日訊 在2007年11月19日落幕的第十屆“挑戰杯”飛利浦全國大學生課外學術科技作品競賽上，中國地質大學（武漢）環境和機電學院由向龍斌老師指導劉琨完成的《微孔濾膜懸浮物檢測儀》獲得三等獎。2008年1月31日，武漢世紀金道石油技術開發有限公司將其推向市場。該儀器主要用于油田，也可用于環保監測，用起來既方便又便宜。
一、發明目的
在油田采油過程中，油田需要通過注入井將水注入油層，保持油層壓力，以提高采油速度和采收率。油田注入水中懸浮物含量過高會腐蝕儀器，引發地層堵塞，導致油層通透性下降，采油效率降低，甚至使油田提前報廢。本產品的發明目的是在堅持原位測量原則的基礎上建立一套準確、快捷、高效的懸浮物檢測系統，以準確及時的指導油田注水工作，提高油田采收率。
二、發明基本思路
為實現上述發明目的，我們采用了以下設計思路：
1、嚴格遵守國家標準和行業標準。遵守標準中關于懸浮物含量檢測的要求，采用標準中推薦的方法，從原理上做到能夠精密測量水中懸浮物含量。
2、堅持原位測量原則。為避免運輸和保存過程懸浮物變質和丟失對檢測結果的影響，需要遵循原位測量原則，在實際檢測中保證結果的真實性和有效性。
3、提高檢測準確性。對傳統的過濾關鍵部件進行突破式改進，提高過濾系統的密封性以及濾膜的拆卸成功率，從而從整體上提高檢測的準確性。
4、提高檢測效率。在實現測量結果真實有效的前提下，針對油田水含油含鹽的特點，設置洗油洗鹽功能，加強產品的便攜性，縮短操作步驟和時間，提高檢測效率。
三、創新點
1、實現原位測量——原有同類產品必須將水樣帶回實驗室才能進行檢測，而本產品在行業標準所推薦的檢測方法的基礎上通過改變供壓裝置，實現了懸浮物含量檢測技術中最關鍵的原位測量，避免了水樣在運輸和保存過程中產生的絮凝沉淀、污染變質等現象對檢測結果的影響，解決了市場上同類產品在檢測油田水時易產生較大誤差的缺陷，使檢測結果更真實可靠。
2、過濾、洗油、洗鹽一次同步密封完成——對于含油含鹽水樣，過濾后需進行洗油洗鹽操作，以保證所得結果不受油、鹽等非懸浮物的影響。本產品過濾、洗油、洗鹽過程一次同步密封完成，不需拆卸儀器，避免了拆卸安裝過程中空氣中懸浮物進入濾膜或者已吸附在濾膜上的懸浮物丟失等現象的發生，保證了結果的準確性并可節約大量時間。
3、全新過濾頭設計——傳統檢測儀器過濾部分沒有對濾膜進行壓緊固定，容易導致濾膜在過濾時旋轉、破損和懸浮物粘黏等現象的發生。本產品采用壓膜式過濾頭設計，通過快速夾具使過濾頭上端體將濾膜緊密壓附在濾膜托上，防止了懸浮物的丟失，使測定準確度更高。同時，獨創的上端體、濾膜托、下端體組合式設計使得濾膜安裝拆卸更快速，成功率更高。
四、技術關鍵
1、原位測量保證措施 為保證產品可進行原位測量，必須使檢測儀器的使用不受供壓、供液裝置適用場合的限制，同時保證儀器的便攜性和耐用性。
2、系統內壓力穩定方案 石油行業標準中規定，過濾時濾膜表面壓力需穩定的保持在0.10～0.15MPa。在實際過濾過程中，隨著濾膜上懸浮物的不斷積累，濾膜表面壓力不斷增大，需要對過濾頭內壓力進行動態監控，并通過不斷調節進水量來穩定濾膜表面壓力。
3、過濾頭設計 在過濾時，首先要保證濾膜的固定和完整，防止懸浮物的丟失；其次，為提高檢測效率，要保證濾膜安裝和拆卸的方便快捷以及安全性。
五、技術指標
經過對產品的不斷改進，產品目前已經達到了預期效果。大量實驗表明：過濾壓力穩定區間控制在0.10～0.15MPa；濾膜拆卸成功率高達96%；密封性能良好，經0.25MPa，30min測試，所有接口外圍及兩側均無滲漏；方便快捷，平均一次過濾耗時小于5min。
六、科學性與先進性
本產品作為一種懸浮物含量檢測儀器，在現場采樣測定、洗油洗鹽同步一次完成方面具有獨創性，科技查新表明，在國內外文獻中未見相同或相似研究的報道。本產品設計思路新穎，擺脫傳統供壓、供液方式的局限，與傳統的懸浮物檢測儀器相比，檢測準確度比同類產品提高7～15%，濾膜拆卸成功率可達到96%，檢測效率提高3～17倍，具有很高的經濟效益。 本產品在江漢油田、中國冶金地質勘查工程總局地球物理勘查院進行了產品試用，試用表明：該產品適合野外操作，操作簡便，檢測準確度高于市場同類產品，具有很高的實用價值和推廣應用前景。
七、適用范圍
主要應用領域：本產品主要適用于油田注入水的懸浮物含量檢測，以指導油田注水及油層保護工作。
其他應用領域：本產品也可用于生活污水、工業廢水以及江河湖泊等水體的懸浮物含量檢測；也可作為一種簡便過濾裝置，用來去除水中懸浮物固體顆粒。
八、社會和經濟效益分析
2007年4月，國家發改委提出能源發展“十一五”規劃，其中重點提到加大以石油為主的能源開發力度，這對中國的石油開采提出了更高的要求。同時，近年來世界局勢受能源因素的影響越來越大，國際原油價格不斷飆升。因此，提高油井的出油率和持續開采能力成為關系我國能源安全和國際地位的一項重大問題。
本產品正是針對石油行業而設計，采用石油行業推薦的濾膜過濾檢測法，完全滿足石油開采中對懸浮物含量的檢測。下面通過全國油田注水井的數量來分析本產品的市場需求。近年來，我國的注水井數量呈上升趨勢。2003年全國注水井總量為68292口，年增注水井3354口。如果本產品每年能開拓0.5%的市場，每個注水井對本產品需求1臺，至少有342臺的需求量，年收益350萬元以上。同時，本產品也適用于普通地表水、地下水等水體的懸浮物含量檢測，可用在環保部門及科教單位。全國有縣級以上環保單位2143家，水文檢測站1327家，高校849所，可以預見這些目標市場對本產品也有較大的需求，因此本產品市場前景樂觀。
|