Скважинный фильтр

 

Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано при водопонижении из дренировании территорий. Целью изобретения является уменьшение пескования и повышение производительности фильтра. Установленный в водоносном пласте фильтр принимает воду всей боковой поверхностью, вследствие поровой структуры водоприемной поверхности 3 фильтрация происходит в ней как в продольном, так и в поперечном направлениях к перфорационным отверстиям 2 каркаса 1. Выполнение водоприемной поверхности 3 из слоев 4 волокнисто-пористого полимерного материала со средним диаметром пор D<SB POS="POST">N</SB>=(1-1,5)<SP POS="POST">.</SP>D<SB POS="POST">50</SB>, где D<SB POS="POST">50</SB> - диаметр частиц грунта 50%-ного по массе содержания, при выполнении соотношений D<SB POS="POST">в</SB>≤D<SB POS="POST">50</SB>, где D<SB POS="POST">в</SB> - диаметр волокон

1Δ<SB POS="POST">N</SB>/D<SB POS="POST">в</SB>*981,5 и δ<SB POS="POST">ф</SB>γ<SB POS="POST">ф</SB>≥4,27 D<SB POS="POST">в</SB>, где δ<SB POS="POST">ф</SB> и γ<SB POS="POST">ф</SB> - толщина и плотность водоприемной поверхности, приводит к быстрому и качественному образованию естественного обратного фильтра в прифильтровой зоне и водоприемной поверхности, что способствует уменьшению пескования и улучшению гидродинамических характеристик фильтра. 1 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 423044 1/29-33 (22) 15.04.87 (46) 23.12.89. Бюл. У 47 (71) Институт гидромеханики АН УССР (72) Н.Г. Бугай, А.И. Кривоног, Н.Г. Пивовар и В.Л. Фридрихсон (53) 663.63.067(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1170082, кл. Е 03 В 3/18, 03.05.83.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1285120, кл. Е 03 В 3/18, 1984. (54) СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано при водопонижении и дренировании территорий.. Целью изобретения является уменьшение пескования и повышение производительности фильтра. Установленный в водоносном пласте фильтр принимает воду всей боковой поверхностью, вследствие. SU 153Î7Î2 А 1 (51) 4 E 03 В 3/18 перовой структуры водоприемной поверхности 3 фильтрация происходит в ней как в продольном, так и в поперечном направлениях к перфорационным отверстиям 2 каркаса 1. Выполнение водоприемной поверхности 3 из слоев

4 волокнисто-пористого полимерного материала со средним диаметром пор

d q = (1-1,5) dso где dso — диаметр частиц грунта 50%-ного по массе содержания, при выполнении соотношений дв - d (), где Йв — диаметр волокон, 1 (d„/d> < 1,5 и 8 fq> 4,27 где о и (— толщина и плотность водоприемнои поверхности, приводит к быстрому и качественному образованию естественного обратного фильтра в профильтровой зоне и водоприемной поверхности, что способствует уменьшению пескования и улучшению гидродинамических характеристик фильтра.

1 ил.

С:

Сл

CrO

CO 3

Ю

К) 1530702

Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано при водопонижении и дренировании территории.

Цель изобретения — уменьшение пескования и повышение производительности фильтра.

На чертеже представлен скважинный фильтр.

Фильтр содержит трубчатый каркас

1 с отверстиями 2 перфорации и водоприемную поверхность 3, состоящую из слоев 4 волокнисто-пористого полимерного материала. Полимерный материал выполнен со средним диаметром пор d „= (1-1,5) d „где d so — диаметр частиц грунта 50Х-ного по массе содержания . Средний диаметр волокон полимерного материала Йв меньше или равен йзо, а 1 d„/d< 1,5, при этем 3<. gq> ъ 4,27 d» где P — толщина водоприемной поверхности, а ее плотность.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

«

Установленный в водоносном пласте фильтр принимает фильтрационный поток всей боковой поверхностью фильтра, причем фильтрация воды происходит вследствие поровой структуры водоприемной поверхности в поперечном и продольном направлениях к отверстиям каркаса 1. При этом поровая структура водоприемной поверхности обеспечивает вынос из прифильтровой эоны 35 части частиц грунта, что способствует формированию устойчивого контактного слоя с повышенной проницаемостью. Частицы грунта, выносимые из прифильтровой зоны, в зависимости от их диа- 4р метра и поровой структуры элементарных слоев могут пройти сквозь фильтр, а могут задерживаться внутри него, образовывая новую паровую структуру фильтра. Вынос частиц прекращается 45 с образованием естественного обратного фильтра как в прифильтровой зоне, так и внутри фильтра °

Ввиду того, что водоприемная поверхность состоит из слоев с одина- 50 ковым распределением размеров пор по диаметру, отложение частиц грунта происходит неравномерно по толщине фильтра, содержание частиц, отложенных в фильтре, уменьшается от наружного слоя к внутреннему, В связи с этим формируется новый hHJIbTp с переменной по топщине пористостью и водопроницаемостью, которые увеличиваются по направлению фильтрационного потока. В результате этого происходит более плавное изменение гидродинамики фильтрационного потока при переходе от водоприемной поверхности к отверстиям 2 каркаса 1 и внутри фильтра, что уменьшает гидравлические потери напора, т.е. улучшается производительность фильтра.

Оптимальные значения структурных параметров скважинного фильтра d, d««, 8 определены в результате лабораторных исследований. На опытной установке моделировалась работа фильтра скважины в нестационарном режиме при работе фильтра в сложных (К =10-30 м/сут) и весьма сложных

9 (Х =10 м/сут) условиях, где К коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя. Опыты проводил .сь с двумя песками, мелкозернистым (d =

0,10.мм, kz =2) и среднезернистым (d () = 025 мм, k „=2,2), где коэффициент неоднородности грунта

«1 6о

d6 и d«с« — диаметры час«о тиц грунта, меньше которых в его составе содержится 60 и 10Х по массе.

В результате лабораторных исследований получены зависимости, из которых определены оптимальные структурные параметры. При выходе за пределы укаэанных соотношений для диаметра пор материала и размеров частиц грунта резко возрастает пескование фильтра или же происходит необоснованное снижение производительности фильтра.

Этими же причинами обусловлено соотношение для диаметра волокон и пор

l материала ° Соотношение для толщины водоприемной поверхности о и ее плотности определено из экспериментальной зависимости с. учетом плотности полимерного материала, 9

=0,95 г/см . Принимая минимальную величину пористости водоприемной поверхности п = 0,65 можно определить максимальное значение ITëîòíîñòè фильтра (= (1 — п) gI« = 0,33 г/см и для «1ористости 0,84 минимальную плот- ность (« " " = 0 1э г/см . При мень3 шей плотности из-за рыхлой структуры водоприемной поверхности снижаются ее прочностные свойства.

Водоприем««ля поверхность может быть получена, ««««««р««мер, методом пневмозкструзии полимеров, в резуль15

Составитель Г.Ершов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Е.Папп

Корректор Э.Лончакова

Заказ 7868/30 Тираж 635 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10> тате которого расплав полимера, диспергированный в потоке нагретого газа на отдельные элементарные волокна, наносят слоями 4 на вращающийся перфорированный каркас (трубу) 1, а также может быть получена в виде многослойных листов волокнисто-по- - ристой структуры, которые оборачивают вокруг перфорированного каркаса и фиксируют на нем.

Положительный эффект от применения изобретения достигается в результате определения поровой структуры и конструктивных параметров фильтра в зависимости от грунта водоносного пласта.

Правильный выбор поровой структуры и конструктивных параметров водоприемной поверхности способствует быстрому и качественному образованию естественного обратного фильтра в прифильтровой зоне и в самом фильтре, что способствует повышению долговеч30702 6 ности и эффективности работы скважины в результате уменьшения ее пескования и улучшения гидродинамических

5 характеристик.

Формула изобретения

Скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас с размещенной на нем водоприемной поверхностью, выполненной из волокнисто-пористого полимерного материала, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения пескования и повышения производительности фильтра, водоприемная поверхность имеет средний диаметр пор d> = (1 — 1,5) d,>, где d > диаметр частиц грунта 50X-ro содержания по весу, средний диаметр волокон по20 лимерного материала ds меньше или равен с1 0, а 1 с dn d s 1,5, причем

Rq $ -4,,27 dq, где о — толщина водоприемной поверхности, а ) — ее плотность.