Устройство для очистки фильтров водозаборных скважин

 

Изобретение касается сооружения и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для очистки их от кольматгнта. Цель изобретения - интенсификация процесса очистки путем увеличения частоты колебаний поршня. Устройство состоит из открытого снизу цилиндрического корпуса 1, в нижней части которого установлен поршень 2, соединенный штоком 3 с дополнительным поршнем 4 меньшего диаметра. Между поршнем 4 и крышкой 5 установлена пружина 6, регулируемая винтом 7..Корпус 1 разделен перегородкой 8 с перепускным каналом 9 на верхнюю 10 и нижнюю 11 камеры. В камерах 10 и 11 установлены клапаны 12,13, соединенные между собой штоками 14 и прижимаемые к перегородке 8 пружинами 15, 16. В корпусе 1 выполнены канал 17 для подачи сжатого воздуха в камеру 10 по шлангу 18 и канал 19 для отвода сжатого воздуха из камеры 11 на поверхность земли по шлангу 20. Канал 17 также сообщен с полостью упругой камеры 21, расположенной на боковой поверхности корпуса 1 и выполняющей роль надувного пакера. К корпусу 1 прикреплены стержни 22, на которых установлен конический отражатель 23, локализующий обрабатываемый участок фильтра скважины, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 03 В 3/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 а

fg я

16

11 (21) 4662980/33 (22) 17.03.89 (46) 15.05.91. Бюл. М 18 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) В.А. Романенко, С. Г,Амеличкин, К.Н.Койда и А.В.Кудрявцев (53) 628. 112.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1213145, кл. Е 03 В 3/15, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРОВ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение касается сооружения и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для очистки их от кольматгнта. Цель изобретения — интенсификация процесса очистки путем увеличения частоты колебаний поршня, Устройство состоит иэ открытого снизу цилиндрического корпуса

1, в нижней части которого установлен пор„„ЯЦ ÄÄ 1649050 А1 шень 2, соединенный штоком 3 с дополнительным поршнем 4 меньшего диаметра.

Между поршнем 4 и крышкой 5 установлена пружина 6, регулируемая винтом 7.. Корпус

1 разделен перегородкой 8 с перепускным каналом 9 на верхнюю 10 и нижнюю 11 камеры. В камерах 10 и 11 установлены клапаны 12, 13, соединенные между собой штоками 14 и прижимаемые к перегородке 8 пружинами 15, 16, B корпусе 1 выполнены канал 17 для подачи сжатого воздуха в камеру 10 по шлангу 18 и канал 19 для отвода сжатого воздуха из камеры 11 на поверхность земли по шлангу 20. Канал 17 также сообщен с полостью упругой камеры 21, расположенной на боковой поверхности корпуса 1 и выполняющей роль надувного пакера. К корпусу 1 прикреплены стержни

22, на которых установлен конический отражатель 23, локалиэующий обрабатываемый участок фильтра скважины, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1649050

30

45

55

Изобретение касается сооружения и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для очистки фильтра скважины и прифильтровой зоны пласта от кольматанта, Цель изобретения — интенсификация процесса очистки путем увеличения частоты колебаний поршня, На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из открытого снизу цилиндрического корпуса 1, в нижней части которого установлен поршень 2, соединенный штоком 3 с дополнительным поршнем

4, меньшего диаметра. Между поршнем 4 и крышкой 5 установлена регулируемая пружина 6, опирающаяся на винт 7 и воспринимающаяся гидростатическое давление столба воды в скважине, действующее снизу вверх на поршень 2.

Внутри корпуса 1 расположена горизонтальная перегородка 8 с перепускным каналом 9, разделяющая корпус 1 на верхнюю 10 и нижнюю 11 камеры, В камерах 10 и 11 установлены плоские клапаны 12 и 13, соединенные между собой штоками 14 и при>кимаемые к перегородке 8 посредством пружин 15, и 16. Внутри корпуса 1 выполнен канал 17 для подачи сжатого воздуха в верхнюю камеру 10 от компрессора {не показан), расположенного на поверхности земли, по шлангу 18. Для выпуска отработанного воздуха из нижней камеры 11 в корпусе 1. выполнен сбросной канал 19, который соединен с шлангом 20, выведенным на поверхность земли. Канал 17 сообщен с полостью упругой камеры 21, расположенной на боковой поверхности корпуса 1, К корпусу 1 прикреплены стержни 22, на которых установлен конический отражатель 23.

Устройство работает следующим образом, Устройство на шлангах 18 и 20спускают в скважину и устанавливают в верхней части фильтровой трубы, От компрессорного агрегата по шлангу 18 подают сжатый воздух, который частично поступает по каналу 17 в камеру 21, раздувает ее и плотно прижимает к поверхности фильтровой трубы (не показана). При этом камера 21, играющая роль пакера, надежно фиксирует корпус 1 устройства внутри фильтровой трубы и отделяет обрабатываемый участок фильтровой трубы от вышележащей части скважины.

При поступлении сжатого воздуха в верхнюю камеру 10 дифференциальный поршень, образованный поршнями 2 и 4, под действием давления сжатого воздуха перемещается вверх, при этом сжимается нижняя пружина 16 и,клапаны 12 и 13. соединенные штоками 14, перемещаются вверх, соединяя через канал 9 полости 10 и 11 и перекрывая канал 19. При равенстве давлений в нижней 11 и верхней 10 камерах дифференциальный поршень движется вниз. так как площадь поршня 2 больше площади поршня 4, При этом клапаны 12 и 13 перемещаются в нижнее положение, перекрывая доступ сжатого воздуха в перепускной канал 9 и нижнюю камеру 11. Затем цикл возвратно-поступательного движения дифференциального поршня повторяется.

При возвратно-поступательном движении поршня, которое производится с частотой 20 — 30 Гц и амплитудой 3 — 5 мм, столб воды в фильтровой трубе на участке между поршнем 2 и отражателем 23 совершает упругие колебания с такой.же частотой и амплитудой. Под воздействием гидродинамических нагрузок, возникающих при вибрации поршня, глинистые частицы и рыхлые отложения, кольматирующие участок фильтра между поршнем 2 и отражателем 23 и прифильтровую зону водоносного пласта, разрушаются, диспергируются, а при последующей откачке эрлифтом выносятся вместе с потоком воды на поверхность земли. Наличие отражателя 23 локализирует и усиливает действие гидродинамических нагрузок на ограниченном участке фильтровой трубы, что способствует интенсивному процессу очистки фильтра скважины.

Отработанный воздух проходит по каналу 19 и выходит на поверхность земли по шлангу 20, при этом не требуется дополнительной энергии сжатого воздуха для преодоления гидростатического давления столба воды в скважине, благодаря чему устройство может быть использовано для очистки фильтров глубоких скважин.

После обработки верхнего участка фильтра шланг 18 отсоединяют от компрессора, в результате чего из камеры 21 выходит воздух и она вновь сжимается, занимая положение, показанное на чертеже. Устройство опускают на расстояние, равное интервалу обработки фильтра, и в вышеописанной последовательности производят очистку следующего участка фильтра. Таким образом, фильтр скважины поинтервально обрабатывается по всей длине, Пружина 6 перед спуском устройства в скважину регулируют посредством винта 7 так, чтобы ее упругость уравновешивалась действующей снизу вверх силой гидростатического давления столба воды в скважине, известной по паспорту скважины,C другой стороны усилия, создаваемые пружинами

1649050

Составитель Л.Яковлев

Техред М.Моргентал Корректор M,Øàðoøè

Редактор А.Ревин

Заказ 1503 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

15 и 16, направлены навстречу друг другу и также уравновешиваются. Благодаря этому в устройстве создается равновесная систе-. ма, в результате чего колебания производятся за счет разности площадей нижнего 2 и верхнего 4 поршней. Таким образом, энергия сжатого воздуха в устройстве практически не используется на преодоление упругости пружин. а используется в основ-ном на создание колебательного процесса, выполняющего полезную работу, благодаря чему обеспечивается большая частота колебаний, достигающая 20-30 Гц, и более высокая степень очистки фильтров скважин, а также увеличивается КПД устройства.

Формула изоб ретения

1. Устройство для очистки фильтров водозаборных скважин, содержащее шлан для подачи сжатого воздуха, сообщенный с открытым снизу цилиндрическим корпусом с расположенным в нижней его части подпружиненным поршнем, размещенным на штоке. установленную на боковой поверхности корпуса и сообщенную со шлангом для подачи сжатого воздуха упругую камеру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

5 интенсификации процесса очистки путем увеличения частоты колебаний поршня, оно снабжено дополнительным ооршнем меньшего диаметра, который установлен в корпусе и закреплен сверху на штоке, 10 горизонтальной перегородкой с перепускным каналом, разделяющей корпус на две камеры, и подпружиненными клапанами, установленными на штоках в отверстиях, образованных в горизонтальной перегород15 ке, причем клапаны установлены в каждой из камер и расстояние между их рабочими поверхностями больше длины отверстий в горизонтальной перегородке.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е20 ся тем, что оно снабжено шлангом для выпуска отработанного воздуха в атмосферу, соединенным с нижней камерой.