Фильтр водозаборной скважины

 

Изобретение относится к сооружению и эксплуатации водозаборных скважин. Технической задачей является восстановление пропускной способности прифильтровой зоны пласта скважины. Фильтр водозаборной скважины содержит опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления. На опорном каркасе укреплены скобы в виде нижней и верхней горизонтальной полок и вертикальной стойки, имеющей отверстия, к которым на одной стороне присоединены суживающиеся насадки в виде усеченного конуса, направленные в противоположную сторону от фильтрующего покрытия, а на другой стороне закреплены патрубки. Нижняя горизонтальная полка прикреплена к опорному каркасу и имеет отверстие перед фильтрующим покрытием, а верхняя горизонтальная полка выступает на длину не менее геометрического размера суживающейся насадки. Кроме того, в скобах уложены плоские эластичные камеры, соединенные между собой эластичным шлангом с источником давления, при этом в плоских эластичных камерах выполнены отверстия для соединения с патрубками вертикальной стойки скобы. 2 ил.

Изобретение относится к сооружению и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для увеличения их производительности.

Известен фильтр водозаборной скважины (см. а.с. N 1208155 МКИ E 03 B 3/18, 1986, Бюл. N 4), содержащий каркас из перфорированных труб в виде пространственной решетки, опорные пояса жесткости, фильтрующую поверхность и патрубок подвода промывного вещества.

Недостатком данного фильтра является незначительная глубина проникновения промывного вещества в фильтрующий пласт во внешней стороне фильтра из-за большого гидравлического сопротивления в конструкции, так как любое произвольное сечение обладает большим гидравлическим сопротивлением и меньшей производительностью, чем круглое сечение.

Известен фильтр водозаборной скважины (см. а.с. N 1661306 МКИ E 03 B 3/18, 1989, Бюл. N 25), содержащий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления.

Недостатком данного фильтра является незначительная эффективность промывки фильтра от кольматанта в связи с недостаточным гидравлическим воздействием эластичного шланга на прифильтровую зону пласта.

Технической задачей предлагаемого изобретения является восстановление пропускной способности прифильтровой зоны пласта скважины путем установки на скобах, прикрепленных к опорному каркасу плоских эластичных камер с отверстиями на их поверхности со стороны пласта.

Технический результат достигается тем, что фильтр водозаборной скважины, включающий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабжен размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия заглушенным эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления. На опорном каркасе фильтра укреплены скобы в виде нижней и верхней горизонтальных полок и вертикальной стойки, имеющей отверстия, к которым на одной стороне присоединены суживающиеся насадки в виде усеченного конуса, направленные в противоположную сторону от фильтрующего покрытия, а на другой стороне закреплены патрубки, при этом нижняя горизонтальная полка прикреплена к опорному каркасу и имеет отверстие перед фильтрующим покрытием, а верхняя горизонтальная полка выступает на длину не менее геометрического размера суживающейся насадки, кроме того, в скобах уложены эластичные камеры, соединенные эластичным шлангом между собой и источником давления, при этом в плоских эластичных камерах выполнены отверстия для соединения с патрубками вертикальной стойки скобы.

На фиг. 1 показан фильтр водозаборной скважины, а на фиг.2 - схема структурных связей эластичного шланга с плоскими эластичными камерами на уровне нижнего яруса скоб.

Фильтр водозаборной скважины содержит опорный каркас 1, опорные пояса жесткости 2, фильтрующее покрытие 3. На опорном каркасе 1 укреплены скобы, в виде нижней 4 и верхней 5 горизонтальных полок и вертикальной стойки 6, имеющей отверстия 7, к которым на одной стороне присоединены суживающиеся насадки 8 в виде усеченного конуса, направленные в противоположную сторону от фильтрующего покрытия 3, а на другой стороне закреплены патрубки 9. Нижняя горизонтальная полка 4 прикреплена к опорному каркасу 1. В полость скоб уложены плоские эластичные камеры 10 с отверстиями 11 и соединены между собой эластичным шлангом 12 и источником давления. В нижней полке 4 скобы предусмотрено отверстие 13.

Фильтр водозаборной скважины работает следующим образом. В начальный период работы скважины, образованной предлагаемым фильтром, эластичный шланг 12, плоские эластичные камеры 10 находятся в сплющенном состоянии. При уменьшении дебита скважины из-за начала кольматации фильтрующего покрытия 3, прифильтровой зоны водоносного пласта эластичный шланг присоединяется к источнику давления по нагнетательному патрубку насоса (не показано) с промывной жидкостью и по нему под давлением подается вода или промывное вещество из ингибированного химического реагента. При этом эластичный шланг 12 и плоские эластичные камеры 10 расширяются, переходя из плоского состояния в объемное. В результате изменения объема плоских эластичных камер 10 отверстия 11 в них увеличиваются, пропуская промывную жидкость, находящуюся под избыточным давлением, а так как отверстия 11 соосны отверстиям 7 вертикальных стоек 6, то промывная жидкость поступает в суживающиеся насадки 8 и динамически воздействует на водоносный пласт, приводя его в рабочее состояние, что обеспечивает промывку пор пласта дополнительным воздействием гидродинамической силы струи из суживающихся насадок 8.

Периодическое присоединение эластичного шланга 12 к нагнетательному или всасывающему патрубку насоса промывной жидкости приводит к пульсирующему характеру истечения жидкости из суживающихся насадок 8, создавая эффект интерференции, кроме того, эластичный шланг 12 периодически расширяется и сплющивается и все это интенсифицирует процесс смещения частиц, рыхления прилипших к фильтру водоносных пород, в результате возрастает пористость и проницаемость профильтрованной зоны пласта.

Так как часть фильтрующего покрытия 3 закрывается поверхностью скобы, а именно вертикальной ее стойкой 6, это может ускорить процесс образования кольматанта на фильтрующем покрытии в полости скобы. Для устранения данного эффекта в нижней 4 горизонтальной полке выполнено отверстие 13, через которое промывная жидкость интенсивно вытесняется из полости скобы путем завихрения из-за асимметричности расположения отверстий 13 по длине нижней части 4 горизонтальной полки (отверстие 13 находится непосредственно у фильтрующего покрытия 3), то есть рядом с местом крепления горизонтальной нижней полки 4 к опорному каркасу 1.

Все указанные операции производятся без прекращения откачки из скважин воды до ее полного осветления, при этом вместе с откачиваемой водой уносится кольматант с мелким песком, частицами глины и восстанавливается естественная проницаемость водоносного пласта.

Оригинальность предложенного устройства заключается в том, что элементы промывной системы с учетом особенностей воздействия рабочей ее среды на конструктивные части фильтра водозаборной скважины образуют морфизмы (структурные связи), проявляющие свойства синергичности, выражающиеся в том, что без применения дополнительных энергетических затрат они могут совершать положительную работу при равенстве затрат энергии на образование загрязнений в природной среде и на их локализацию без учета экзогенных (внешних) сил. Кроме того, использование суживающихся насадок в пульсирующем режиме обеспечивает увеличение глубины проникновения струи в водоносный пласт, что гарантирует его эффективную эксплуатацию продолжительное время.

Формула изобретения

Фильтр водозаборной скважины, содержащий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, отличающийся тем, что на опорном каркасе укреплены скобы в виде нижней и верхней горизонтальной полок и вертикальной стойки, имеющей отверстия, к которым на одной стороне присоединены суживающиеся насадки в виде усеченного конуса, направленные в противоположную сторону от фильтрующего покрытия, а на другой стороне закреплены патрубки, при этом нижняя горизонтальная полка прикреплена к опорному каркасу и имеет отверстие перед фильтрующим покрытием, а верхняя горизонтальная полка выступает на длину не менее геометрического размера суживающейся насадки, кроме того, в скобах уложены плоские эластичные камеры, соединенные между собой эластичным шлангом с источником давления, при этом в плоских эластичных камерах выполнены отверстия для соединения с патрубками вертикальной стойки скобы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2