Фильтр скважинный повышенной проницаемости

 

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования скважин на воду. Технический результат заключается в разработке конструкции фильтра с отклонителями гравия повышенной скважности (проницаемости). Фильтр скважинный повышенной проницаемости содержит отклонители гравия, расположенные по боковой поверхности параллельно его оси и имеющие Г-образную форму. Они расположены попарно навстречу друг другу с зазорами между концами, образующими горизонтальные щели, равные высоте отверстий под отклонителями и среднему диаметру гравия контура обсыпки, и дополнены по их длине прямоугольными щелями, расширяющимися внутрь фильтра, шириной, равной среднему диаметру гравия контура обсыпки. Фильтрующей поверхностью служат вертикальные боковые отверстия под отклонителями, горизонтальные щели между ними и прямоугольные щели в отклонителях. 2 ил.

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудовании скважин на воду.

Известны каркасы фильтров с отклонителями гравия [1.2.]. Изготавливают их методом штампования листового металла толщиной 2,5-8 мм из стали, меди, бронзы с последующей вальцовкой и сваркой. В Германии [2] выпуск конструкций фильтров из штампованных материалов с отклонителями гравия занимает основное место. Данные фильтры широко используются для водоснабжения и дренажа в Европе, Африке, странах Латинской Америки, арабских странах, Пакистане и др. Фильтры устанавливаются в скважины преимущественно под прикрытием контура гравийной обсыпки расчетной крупности. Производство фильтров с отклонителями гравия типа "мост" нормировано стандартом ФРГ DIN 4922 [3]. Отклонители гравия расположены по боковой поверхности каркаса фильтра в шахматном порядке параллельно его оси. Каркасы фильтров из черных металлов имеют антикоррозионные покрытия (битумное, "Inertol", хлоркаучук, эбонит, полиэтилен, твердая резина, цинкование и др.). Диаметры каркасов фильтров составляют 80-1014 мм при длине секций 2-4 м. Скважность каркасов фильтров составляет, в основном, 15-20%.

Наиболее близким аналогом изобретения является фильтр скважинный повышенной проницаемости с отклонителями гравия, расположенными по боковой поверхности параллельно его оси (см. см. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин, - М.: Издательство литературы по строительству, 1968, с. 66). Скважность такого каркаса составляет, в основном, 15-20%.

К недостаткам наиболее близкого аналога следует отнести его недостаточную скважность, которая прямо пропорциональна проницаемости. Многочисленными исследованиями установлено, что длительная и устойчивая работа скважин на воду пропорциональна их скважности, проницаемости.

Технический результат изобретения - разработка конструкции фильтра с отклонителями гравия повышенной скважности (проницаемости).

Данный технический результат достигается тем, что в фильтре скважинном повышенной проницаемости с отклонителями гравия, расположенными по боковой поверхности параллельно его оси, отклонители гравия имеют Г-образную форму, расположены попарно навстречу друг другу с зазорами между концами, образующими горизонтальные щели, равные высоте отверстий под отклонителями и среднему диаметру гравия контура обсыпки, и дополнены по их длине прямоугольными щелями, расширяющимися внутрь фильтра, шириной, равной среднему диаметру гравия контура обсыпки, при этом фильтрующей поверхностью служат вертикальные боковые отверстия под отклонителями, горизонтальные щели между ними и прямоугольные щели в отклонителях.

Предлагаемая конструкция имеет большую скважность (водопроницаемость) и меньшую металлоемкость. При длине отклонителей гравия 3 мм расстоянии между парами отклонителей по вертикали и горизонтали 2 мм, ширине отклонителей 4 мм, ширине прямоугольных щелей в отклонителях 2 мм скважность каркаса фильтра составляет 83%, а проницаемость больше проницаемости фильтра по наиболее близкому аналогу в 1,25 раза. Фильтры изготавливаются тех же типоразмеров, что и известные устройства.

Изобретение поясняется:

Фиг.1 - разрез каркаса фильтра по оси отклонителей гравия и Фиг.2 - расположение отклонителей гравия на внешней поверхности каркаса фильтра в плане.

На приведенных фигурах:

1 - листовой металл, 2 - отклонители гравия Г-образной формы; 3 - горизонтальная щель между отклонителями; 4 - высота просвета под отклонигелями гравия; 5 - ширина горизонтальных щелей между отклонителями гравия; 6 - расстояние между парами отклонителей по оси фильтра; 7 - расстояние между парами Г-образных отклонителей по образующей; 8 - дополнительные прямоугольные щели в Г-образных отклонителях; 9 - длина горизонтальной щели между отклонителями гравия Г-образной формы.

Предложенное устройство отличается от известного большей скважностью, проницаемостью, что значительно уменьшает гидравлические потери на фильтре.

Изготавливают каркас фильтра следующим образом. Штампованно выполняют в два приема. Вначале производят высечку дополнительных прямоугольных щелей, расширяющихся внутрь, по длине отклонителей. На втором этапе выдавливают Г-образные отклонители гравия, после чего листы металла вальцуют и сваривают. Соединение звеньев в фильтре между собой муфтовое, фланцевое, раструбное ("нолько").

Фильтры устраивают тех же типоразмеров, что и известные устройства.

Работает фильтр скважинный повышенной проницаемости следующим образом.

В пробуренный ствол скважины опускают фильтровую колонну. При спуске в скважины большого диаметра положение каркаса фильтра по центру фиксируют центраторами. После установки каркаса фильтра на проектную глубину его обсыпают гравием расчетной крупности. Для формирования устойчивого контура гравийной обсыпки выполняют прокачку и строительную откачку из скважины.

Фильтры могут устанавливаться в неагрессивные и агрессивные среды. Из-за малых гидравлических сопротивлений эффективно их применение для скважин большой производительности, рассчитанных на длительный период эксплуатации, откачки кислот, щелочей, радионуклидов, нефтепродуктов в зонах экологического бедствия.

Источники информации

1. Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. - М.: Недра, 1976.

2. Алексеев B.C., Никольская Е.А. Зарубежный опыт конструирования фильтров скважин на воду. Итоги науки и техники. Гидрогеология. Инженерная геология. т. 2, М, 1972.

3. Bieske Е. Schlitzbruckenfilterrohre (nach der Uberarbeitung DIN 4922). "Techische Berichte I.E. Nold und Co", 1965, №24.

Формула изобретения

Фильтр скважинный повышенной проницаемости с отклонителями гравия, расположенными по боковой поверхности параллельно его оси, отличающийся тем, что отклонители гравия имеют Г-образную форму, расположены попарно навстречу друг другу с зазорами между концами, образующими горизонтальные щели, равные высоте отверстий под отклонителями и среднему диаметру гравия контура обсыпки, и дополнены по их длине прямоугольными щелями, расширяющимися внутрь фильтра, шириной, равной среднему диаметру гравия контура обсыпки, при этом фильтрующей поверхностью служат вертикальные боковые отверстия под отклонителями, горизонтальные щели между ними и прямоугольные щели в отклонителях.

РИСУНКИ