Фильтр скважинный улучшенной проницаемости
Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования водоприемной части скважин в неагрессивных и агрессивных средах. Фильтры щелевые с намоткой профилированной проволоки устанавливаются в песчано-гравийные водоносные горизонты с контуром гравийной обсыпки и без нее, а фильтры пластмассовые из наборных колец или пластин - под прикрытием контура гравийной обсыпки. Фильтр содержит опорные стержни, намоточную профилированную проволоку, или наборные кольца, или пластины из пластмассы, образующие горизонтально расположенные щели. На наружной поверхности намоточной профилированной проволоки, или наборных колец, или пластин из пластмассы выполнены горизонтальные полусферические углубления, параллельные основным горизонтальным щелям, имеющие такую же ширину и соединенные с ними наклонными под углом 45° полусферическими углублениями такой же ширины для пропуска фильтрующихся вод из дополнительных углублений внутрь фильтра. Повышается скважность, срок службы, снижаются энергетические затраты на подъем воды. 2 ил.
Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования водоприемной части скважин.
Известны конструкции фильтров скважин на воду (1-3). Они могут изготавливаться из профилированной проволоки, пластмассовых наборных колец, пластин и др. Проходными отверстиями для воды в этих конструкциях служат зазоры между наматываемой спирально профилированной проволокой (фильтры «Джонсона» и «Кука»), наборными пластмассовыми кольцами или пластинами. Данные конструкции могут устанавливаться в пробуренные скважины без прикрытия и с прикрытием контура гравийной обсыпки расчетной крупности. Эти каркасы фильтров в настоящее время являются наиболее совершенными в гидравлическом отношении. Учитывая, что потери напора фильтрующихся подземных вод на фильтрах и сроки эксплуатации скважин прямо пропорциональны их первоначальной проницаемости, увеличению скважности каркасов фильтров придается первостепенное значение (1).
Наиболее близким аналогом изобретения является фильтр скважинный, содержащий опорные стержни, намоточную профилированную проволоку или пластмассовые наборные кольца, пластины, которые образуют горизонтально расположенные щели, имеют полусферические горизонтальные углубления такой же ширины на наружной боковой поверхности, соединенные с горизонтальными водопропускными щелями вертикальными полусферическими углублениями (3). Они имеют скважность 78-92% и высокую проницаемость, превышающую проницаемость фильтров «Джонсона « и «Кука»(2) в 1.5-4 раза. Эта конструкция принята в качестве прототипа.
Анализ работы фильтров показывает, что наружная их поверхность недостаточно принимает участие в пропуске фильтрационных вод внутрь скважины.
Техническим результатом изобретения является увеличение скважности каркасов фильтров, их водопроницаемости, срока эксплуатации и снижение энергетических затрат на подъем воды при сохранении прочностных характеристик.
Необходимый технический результат достигается тем, что в фильтре скважинном, содержащем опорные стержни, намоточную профилированную проволоку, или наборные кольца, или пластины из пластмассы, образующие горизонтально расположенные щели с горизонтальными полусферическими углублениями, на наружной поверхности профилированной проволоки, наборных колец, пластин из пластмассы выполнены горизонтальные полусферические углубления, параллельные горизонтальным щелям и соединенные с ними наклонными под углом 45° полусферическими углублениями такой же ширины. Количество горизонтальных полусферических углублений зависит от высоты наружной поверхности профилированной проволоки, пластмассовых колец или пластин. Размер горизонтальных щелей, диаметр полусферических горизонтальных и наклонных углублений определяется средним диаметром частиц гравия контура обсыпки фильтра и, в основном, составляет 1-3 мм. Ширина целиков между дополнительными горизонтальными и наклонными полусферическими углублениями для металлических фильтров составляет 0,5 мм, пластмассовых - 1 мм. Устройство полусферических горизонтальных и наклонных углублений в металлических конструкциях выполняется механическим путем, а в пластмассовых - изготовлением соответствующих пресс-форм. Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что скважинный фильтр имеет на наружной поверхности не вертикальные, а наклонные полусферические углубления, выполненные под углом 45° для соединения горизонтальных полусферических углублений с горизонтальными щелями между профилированной проволокой, пластмассовыми кольцами или пластинами.
Поэтому скважинный фильтр имеет большую водоприемную поверхность, а заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».
Фильтр скважинный имеет скважность 80-95% (на 5-8% выше от прототипа), водопроницаемость на 10-30% больше от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Фильтры изготавливаются тех же размеров, что и прототип.
Изобретение поясняется Фиг. 1-2. На Фиг. 1 показано продольное сечение стенки фильтров скважинных: а) прототипа, б) предлагаемой конструкции; на Фиг. 2 показан элемент боковой поверхности предлагаемого фильтра скважинного,
где 1- профилированная проволока, наборные пластмассовые кольца, пластины;
2 - опорный стержень;
3 - проходное отверстие щелевого фильтра;
4 - полусферические горизонтальные углубления на боковой поверхности каркасов фильтров;
5 - вертикальные полусферические углубления на боковой поверхности фильтра скважинного;
6 - наклонные под углом 45° полусферические углубления на боковой поверхности фильтра скважинного;
7 - линии тока воды в фильтр.
Разработанные каркасы фильтров предназначены для установки как в неагрессивных, так и агрессивных средах. Наибольший эффект от их применения будет иметь место в водозаборных и дренажных скважинах большой производительности, а также в скважинах, рассчитанных на длительный период эксплуатации, откачки кислот, щелочей, нефтепродуктов в локальных зонах экологического бедствия.
Литература
1. Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. Издание 2. М.: Недра, 1976.
2. Jonson Screens by UOP Catalog 169.
3. Патент на изобретение РФ №2132935.
Фильтр скважинный щелевой, с горизонтально расположенными щелями, содержащий опорные стержни, намоточную профилированную проволоку, или наборные кольца, или пластины из пластмассы, образующие горизонтально расположенные щели, отличающийся тем, что на наружной поверхности намоточной профилированной проволоки, или наборных колец, или пластин из пластмассы выполнены горизонтальные полусферические углубления, параллельные горизонтальным щелям, имеющие такую же ширину и соединенные с ними наклонными под углом 45° полусферическими углублениями такой же ширины для пропуска фильтрующихся вод внутрь фильтра.
