Фильтр буровой скважины

 

Изобретение относится к водоснабжению и горной промышленности и может быть использовано при изготовлении фильтров водозаборных и водопонизительных скважин. Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет уменьшения контактных сопротивлений. Указанная цель достигается тем, что нижележащая проволока 3 большего диаметра расположена от проволоки 4 меньшего диаметра на расстоянии большем, чем расстояние до вышележащей проволоки большего диаметра. Расстояние между проволоками разного диаметра над проволокой меньшего диаметра определяют из установленной зависимости. 3 ил. е О ГО ел ю о го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I I ) (sI)s Е 03 В 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4386722/33 (22) 29.02,88 (46) 07,02.91. Бюл, ¹ 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательс кий, конструк торс ко-технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) Ю.И. Волков (53) 628.245.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1000522, кл, Е 03 В 3/18, 1981. (54) ФИЛЬТР БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к водоснабжению и горной промышленности и может быть использовано при изготовлении фильтров водозаборных и водопонизительных скважин. Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет уменьшения контактных сопротивлений.

Указанная цель достигается тем, что нижележащая проволока 3 большего диаметра расположена от проволоки 4 меньшего диаметра на расстоянии большем, чем расстояние до вышележащей проволоки большего диаметра. Расстояние между проволоками разного диаметра над проволокой меньшего диаметра определяют из установленной зависимости, 3 ил.

1625962

Изобретение относится к водоснабжению и горной промышленности и касается фильтров водозаборных и водопонизительных скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет уменьшения контактных сопротивлений.

На фиг. 1 представлен фильтр, общий вид, разрез; на фиг. 2- узел! на фиг, 1; на фиг, 3— схема, поясняющая обоснование полученной зависимости.

Фильтр состоит из каркаса 1 с соединительными патрубками 2 и проволочных спиральных обмоток 3 и 4. Каркас 1 выполнен из продольных стержней 5,соединенных неразьемно (например, с помощью сварки) с соединительными патрубками 2. Соединительные патрубки 2 имеют присоединительные элементы, например, в виде резьбы 6.

Витки обмотки 7 выполнены из проволоки 3 большего диаметра, чем витки обмотки 8 из проволоки 4. Витки 7 и 8 жестко (например, адгезион но) соединяются со стержнями 5.

Обмотка из проволоки 4 меньшего диаметра выполнена с чередующимся смещенным зазором 9 относительно витков обмотки 7 из проволоки 3 большего диаметра. Величина Ь зазора 9 над витком из проволоки 4 меньшегодиаметра меньше величины Ь1зазора 9 под этим же витком. Зазор Ь и Ь1 измеряется между плоскостями максимального раскрытия, Расстояние t между витка ли обмоток 7 и 8 иэ проволок 3 и 4 разного диаметра определяется по зависимости т=ас)о cos(arcsin ) . г1-гг

Г1+Г2+аб50

Расстояние т между витками обмоток 7 и 8 из проволок 3 и 4 разного диаметра зависит от зазора Ь между плоскостями макси лального раскрытия. Зазор Ь определяют по гранулометрическому составу контактирующего с фильтром грунта с учетом перемещений частиц грунта, их выноса через фильтр и образования сводов возле витков, Следовательно, зазор Ь назначают в зависимости от среднего диаметра de и эмпи рического коэффициента а, учитывающего суффозионную устойчивость грунта на контакте с фильтром, т,е, Ь = adg). Коэффициент а зависит также от конструктивных особенностей фильтра, перемещения частиц песка в прифильтровой зоне и других различных факторов. Он может быть определен на основе экспериментов. Условия сводообразования при опирании частиц 10 контактирующего грунта на виток 7 (фиг, 2) из проволоки 3 большего диаметра будут отличаться от условий сводообразования при опирании частиц 10 на виток 8 из проволоки 4

55 меньшего диаметра. Поэтому, в предложенной зависимости должны быть учтены радиусы г1 и r2 проволок, из которых сделаны спирали. Учитывая эти предпосылки и асновываясь на экспериментальных работах, получена зависимость 1.

Фильтр работает следующим образом.

После посадки фильтра в водоносный пласт начинают отбор воды через него. В прифильтровой зоне увеличиваются градиенты напора и соответственно скорость фильтрации. Поток 11 подземных вод, проходя через проволочную обмотку, резко на

90 меняет направление движения (фиг. 2).

За счет этого, а также за счет концентрации потока к месту забора воды появляется вертикальная составляющая Р1 скорости фильтрации, Воздействие гидродинамических сил потока приводит к переформированию структуры прифильтровой зоны. Часть наиболее мелких частиц (меньших по диаметру

dso) выносится через фильтр, из оставшихся крупных частиц (больших по диаметру dm) формируются своды 12 и 13 над витками 7 и

8. Свод 12 опирается на виток 7 иэ проволоки большего диаметра, имеет достаточно большую площадь опоры и является устойчивым даже при увеличенном расстоянии t

I между витками 7 и 8. Свод 13 опирается на виток 8 из проволоки 4 меньшего диаметра и имеет соответственно меньшую площадь опоры. Для обеспечения его устойчивости расстояние t между витками 8 и 14 (фиг. 2) выполняется меньшим, чем расстояние t .

Уменьшение расстояния между витками 8 и 14 обеспечивает даже при меньшей площади опоры устойчивость свода 13, Устойчивость сводов 12 и 13 позволяет избежать заклинивания зазоров между витками, исключает длительный вынос частиц грунта через фильтр, что повышает эффективность его работы.

Формула изобретения

Фильтр буровой скважины, включающий каркас из опорных колец с продольными стержнями и водоприемную поверхность, выполненную в виде однослойной спиральной обмотки из проволоки разного диаметра, причем проволока меньшего диаметра размещена между проволоками большего диаметра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет уменьшения контактных сопротивлений, нижележащая проволока большего диаметра расположена от проволоки меньшего диаметра на расстоянии большем, чем расстояние до вышележащей проволоки большего диаметра, при этом расстояние t между проволоками разного диаметра над проволокой меньшего диаметра определяют иэ зависимости

1о25962

10 г1 r2

t=ad cos(arcsln — )

r i+ry+adsn где а — эмпирический коэффициент, учитывающий суффозионную устойчивость грунта на контакте с фильтром;

ФР8. 2

de — диаметр частиц грунта, меньше которых грунт содержит 50 ф по весу, м;

r и rz — радиусы проволоки большего и меньшего диаметров, м.