Фильтр водозаборной скважины

 

Изобретение относится к сооружению и эксплуатации водозаборных скважин. Технической задачей является повышение производительности скважины. Фильтр содержит опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления. На внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, причем насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и своими выходными отверстиями поочередно направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия. 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, опорное кольцо жесткости, фильтрующую поверхность и патрубок подвода промывного вещества.

Недостатком данного фильтра является незначительный эффект увеличения производительности скважины из-за малой глубины контакта промывного вещества и фильтрующего пласта.

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 снизу эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления.

Недостатком данного фильтра является недостаточная эффективность промывки его от кольматанта из-за слабого гидродинамического воздействия гибкого шланга на фильтрующее покрытие.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности скважины, что достигается установкой на гибком насадок с расширяющимися соплами, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, а насадки расположены на внешней поверхности фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и поочередно направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия.

Технический результат достигается тем, что фильтр водозаборной скважины включает каркас с фильтрующим покрытием, эластичный шланг, размещенный в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенный снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, насадки с расширяющимися соплами, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, установленные на гибком шланге. Причем насадки расположены на внешней поверхности фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и своими выходными отверстиями поочередно направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия. Винтообразные канавки создают закрутку промывного вещества, оказывая механическое воздействие с двух сторон за счет направленности насадок в разные стороны, и обеспечивают вибрацию гибкого шланга, усиливают механическое воздействие на кольматант, а разбрызгиваемый поток промывного вещества, достигая область его контакта с фильтрующей поверхностью, интенсифицирует эффект промывки фильтра.

На фиг. 1 показана схема фильтра, а на фиг. 2 - развертка на внутренней поверхности насадки с криволинейными канавками.

Фильтр состоит из опорного каркаса 1, выполненного в виде перфорированной трубы, на которую навита проволочная спираль 2, фильтрующего покрытия 3, выполненного в виде сетки из нержавеющей стали или латуни. На фильтрующем покрытии 3 установлены Г-образные скобы 4, в которых заключен размещенный по спирали и заглушенный снизу эластичный шланг 5, выполненный, например, из мягкой резины, тонкого полиэтилена, водонепроницаемого брезента и т.п. Верхний конец эластичного шланга 5 через ствол скважины выведен на поверхность земли и открыт для соединения с источником давления с насосом (на фиг. 1 не показан). К эластичному шлангу 5 присоединены насадки 6 с расширяющимися в сторону движения промывного вещества соплами, на внутренней поверхности которых размещены винтообразные канавки 7. Горизонтальная полка 8 Г-образной скобы 4 жестко закреплена на перфорированной трубе 1. Вертикальная стойка 9, имеющая отверстия 10, сообщается с горизонтальной полкой 8 Г-образной скобы 4 посредством отверстий 10. Горизонтальная полка 8 имеет отверстия 11 для протекания промывного вещества сверху вниз между фильтрующим покрытием и пластом.

Фильтр работает следующим образом.

В начальный период работы скважины, оборудованной предлагаемым фильтром, эластичный шланг 5 находится в плоском состоянии. При снижении производительности скважины из-за начала кольматации эластичный шланг 5 присоединяется к нагнетательному патрубку насоса. В эластичный шланг 5 под давлением подается промывное вещество в виде ингибированного раствора химического реагента. При этом эластичный шланг 5 расширяется в пределах расстояния между вертикальной стойкой 9 Г-образной скобы 4 и фильтрующим покрытием 3. Одновременно с расширением эластичного шланга 5 промывное вещество вытекает из насадок 6, закручиваясь за счет винтообразных канавок 7, размещенных на внутренней поверхности их сопловой части. При этом происходит разрушение продуктов кольматанта на фильтрующем покрытии 3 за счет волнового воздействия промывного вещества под действием насадок 6, направленных в его сторону. Кроме того, промывное вещество, вытекая из отверстий 10 и 11 в виде вихрей и закруток, под действием насадок 6, направленных в сторону водоносного пласта, оказывает гидродинамическое и химическое воздействие на закольматированный водоносный пласт. Промывное вещество вызывает также эффект дифракции, создавая обратную волну, и оказывает аналогичное воздействие на фильтрующее покрытие 3. Эластичный шланг 5 в промежутке между двумя соседними насадками 6 испытывает силу закрутки промывного вещества. Это вызывает колебания эластичного шланга 5 и его механическое воздействие на фильтрующее покрытие 3. В свою очередь промывное вещество усиливает очищающую способность устройства за счет закрученных насадками 6 волн и обеспечивает более эффективное химическое воздействие промывного вещества на фильтрующее покрытие 3 и водоносный пласт. В процессе промывки фильтрующих элементов частицы пласта приходят во взвешенное состояние, соприкасаясь между собой, истираются и создают естественный фильтр из песчаных частиц, а продукты кольматанта, взвешиваясь и имея меньшую плотность чем частицы песка, поднимаются вверх и уходят в неэксплуатируемый геологический пласт.

Оригинальность конструктивного решения подтверждается совершенством структурных связей (морфизмов) предлагаемого устройства, позволяющих совместно использовать как механическое, так и химическое воздействие эндогенных (внутренних) сил, возникающих при промывке скважины, что достигается при простоте ее исполнения без привлечения дополнительных энергозатрат.

Формула изобретения

Фильтр водозаборной скважины, содержащий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, отличающийся тем, что на внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону движения промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, причем насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и своими выходными отверстиями поочередно направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2