Фильтр водозаборной скважины

 

Изобретение относится к сооружениям и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для увеличения их производительности. Технический результат заключается в повышении пропускной способности фильтрующего покрытия фильтра скважины. Фильтр содержит 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. На его внешней поверхности укреплены Г-образные скобы, горизонтальные полки которых жестко закреплены на опорном каркасе, а в их вертикальные стойки упираются внешней поверхностью плоские эластичные кольца. На внутренней стороне плоских эластичных колец, контактирующих с фильтрующей поверхностью, размещена щетина из гибких штырей, при этом между штырями выполнены отверстия, направленные в сторону фильтрующего покрытия. К отверстиям между штырями присоединены суживающиеся насадки с криволинейными винтообразными канавками на их внутренней поверхности. Опорный каркас состоит из опорных фланцев, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра, жестко закрепленных между собой при помощи вертикальных стержней, имеющих в чередующейся последовательности большой и малый диаметры, а наружная поверхность опорного каркаса покрыта чехлом, выполненным в виде фартуков с опрокинутыми карманами, расположенными напротив стержней малого диаметра. Во внутренней полости плоских эластичных колец установлены пульсаторы из биметаллических пластин, свободно посаженных на ось, имеющих дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o. 4 ил.

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

Известен фильтр водозаборной скважины (см. а.с. 1661306 МКИ Е 03 В 3/18, Е 21 В 43/08, Бюл. 25, 1989), 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 недостаточность очистки фильтрующего покрытия от засорения для восстановления пропускной способности из-за отсутствия механического воздействия на корку кольматанта.

Известен фильтр водозаборной скважины (см. патент РФ 2130532 МПК 6 Е 03 В 3/18, Е 21 В 43/08, Бюл. 14, 1999), 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, на его внешней поверхности укреплены Г-образные скобы, горизонтальные полки которых жестко закреплены на опорном каркасе, а в их вертикальные стойки упираются внешней поверхностью плоские эластичные кольца, на внутренней стороне плоских эластичных колец, контактирующих с фильтрующим покрытием, размещена щетина из гибких штырей, при этом между штырями выполнены отверстия, направленные в сторону фильтрующего покрытия.

Недостатком данного фильтра является недостаточно высокая степень восстановления пропускной способности фильтрующего покрытия фильтра скважины из-за малой его скважности.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение пропускной способности фильтрующего покрытия фильтра скважины путем присоединения к отверстиям между штырями суживающихся насадок с криволинейными винтообразными канавками на их внутренней поверхности, а опорный каркас состоит из опорных фланцев, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра, жестко закрепленных между собой при помощи вертикальных стержней, имеющих в чередующейся последовательности большой и малый диаметры, а наружная поверхность опорного каркаса покрыта чехлом, выполненным в виде фартуков с опрокинутыми карманами, расположенными напротив стержней малого диаметра, кроме того, во внутренней полости плоских эластичных колец установлены пульсаторы из биметаллических пластин, свободно насаженных на ось, имеющих дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

Технический результат достигается тем, что фильтр водозаборной скважины, снабженный размещенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия и заглушенным снизу эластичным шлангом, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, на его внешней поверхности укреплены Г-образные скобы, горизонтальные полки которых жестко закреплены на опорном каркасе, а в их вертикальные стойки упираются внешней поверхностью плоские эластичные кольца, на внутренней стороне плоских эластичных колец, контактирующих с фильтрующей поверхностью, размещена щетина из гибких штырей, при этом между штырями выполнены отверстия, направленные в сторону фильтрующего покрытия, кроме того, фильтр имеет присоединенные к отверстиям между штырями суживающиеся насадки с криволинейными винтообразными канавками на их внутренней поверхности, опорный каркас состоит из опорных фланцев, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра друг от друга по высоте, жестко соединенных между собой при помощи вертикальных стержней, имеющих в чередующейся последовательности большой и малый диаметры, наружная поверхность опорного каркаса покрыта чехлом, выполненным в виде фартуков с опрокинутыми карманами, расположенными напротив стержней малого диаметра, кроме того, во внутренней полости плоских эластичных колец установлены пульсаторы из биметаллических пластин, свободно насаженных на ось, имеющих дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

На фиг.1 изображена схема фильтра водозаборной скважины, на фиг.2 - план фильтра по А-А, на фиг.3 - пульсатор из биметаллических пластин, а на фиг.4 - развертка внутренней поверхности суживающихся насадок с криволинейными винтообразными канавками.

Фильтр водозаборной скважины содержит опорный каркас 1, состоящий из опорных фланцев 2, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра друг от друга по высоте, жестко соединенных между собой при помощи вертикальных стержней, имеющих в чередующейся последовательности большой 3 и малый 4 диаметры. Наружная поверхность опорного каркаса 1 покрыта чехлом 5, выполненным в виде отдельных фартуков с опрокинутыми карманами 6, расположенных напротив стержней малого диаметра 4. Фильтрующее покрытие 7 выполнено в виде сетки из нержавеющей стали или латуни, установленной на чехле 5. На фильтрующем покрытии 7 установлены 7-образные скобы 8, в которых заключен размещенный по спирали заглушенный снизу эластичный шланг 9 и плоские эластичные кольца 10. Верхний конец эластичного шланга 9 через ствол скважины выведен на поверхность земли и открыт для соединения с компрессором или насосом (на фигурах не показаны). Горизонтальные полки 11 Г-образных скоб 8 жестко закреплены на опорном каркасе 1, а в их вертикальные стойки 12 упираются внешней своей поверхностью плоские эластичные кольца 10. На их внутренней стороне, контактирующей с фильтрующей поверхностью 7 фильтра, размещена щетина 13 из гибких штырей. Между гибкими штырями 13 выполнены отверстия 14, к которым присоединены суживающиеся насадки 15 с криволинейными винтообразными канавками 16, направленные в сторону фильтрующего покрытия 7 фильтра. Во внутренней полости плоских эластичных колец 10 установлены пульсаторы 17 из биметаллических пластин 18, 19, 20 и 21, свободно насаженных на ось 22, имеющих дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

Фильтр водозаборной скважины работает следующим образом.

В начальный период работы скважины, оборудованной предлагаемым фильтром, эластичный шланг 9 и плоские эластичные кольца 10 находятся в сплющенном состоянии. При уменьшении дебита скважины из-за кольматации фильтрующего покрытия (сетки) 7 эластичный шланг 9 присоединяется к нагнетательному патрубку компрессора или насоса и в них подается под давлением сжатый воздух или промывная (химический реагент) жидкость. При этом эластичный шланг 9 и плоские эластичные кольца 10 расширяются. Внешний диаметр эластичного шланга 9 становится равным зазору между фильтрующим покрытием (сеткой) 7 и вертикальными стойками 12 Г-образных скоб 11. Одновременно при этом гибкие штыри 13 на поверхности плоских эластичных колец 10 достигают до фильтрующего покрытия (сетки) 7 и оказывают механическое истирающее воздействие на его поверхность, освобождая поры, а из суживающихся насадок 15 с криволинейными винтообразными канавками 16, направленными в сторону фильтрующего покрытия (сетки) 7 разбрызгивается промывная жидкость в виде волн и приводит в колебательное движение гибкие штыри 13. Механическое воздействие гибких штырей 13 на внешнюю поверхность фильтрующего покрытия 7 и одновременно аэрогидродинамическое воздействие сжатого воздуха или воды (регенерируемой жидкости) разрушает образовавшийся в сетке кольматант вплоть до отверстий в опорном каркасе 1 в виде захоров и восстанавливают ее фильтрующую способность. Кроме того, пульсатор 17 из биметаллических пластин 18, 19, 20 и 21, свободно насаженных на ось 22, имеющие дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o, под действием разницы температуры сжатого воздуха или промывной (регенерирующей) жидкости начинает пульсировать и вызывать вибрацию плоских эластичных колец 10 вместе с суживающимися насадками 15 вплоть до резонанса, переходящего в интерференцию, что способствует эффективной регенерации фильтрующего покрытия 7. Наличие чехла 5, выполненного в виде отдельных фартуков с опрокинутыми карманами, расположенными напротив стержней малого 4 диаметра, которым покрыт опорный каркас 1, состоящий из опорных фланцев 2, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра друг от друга по высоте, и содержащего также стержни большого диаметра 3 в чередующейся последовательности, с одной стороны, не позволяет мелким частицам, находящимся в водоносном пласте и вызывающим загрязнение воды, проникать в скважину за счет действия гравитационных сил, а с другой стороны, способствует завихрению потока промывной жидкости, обеспечивая ее волновую циркуляцию в пределах высоты фильтра между расширяющимися насадками 15, что повышает эффект регенерации фильтрующих поверхностей как фильтра, так и прифильтровой зоны скважины. Выбор промывного вещества, в качестве которого могут быть использованы сжатый воздух, промывная вода, химический ингибированный реагент, зависит от характера образования кольматанта на поверхности фильтрующего покрытия фильтра водозаборной скважины.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в комплексном использовании механических, аэрогидродинамических, центробежных и вибрационных сил для повышения пропускной способности фильтрующего покрытия фильтра водозаборной скважины.

Формула изобретения

Фильтр водозаборной скважины, 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, на его внешней поверхности укреплены Г-образные скобы, горизонтальные полки которых жестко закреплены на опорном каркасе, а в их вертикальные стойки упираются внешней поверхностью плоские эластичные кольца, на внутренней стороне плоских эластичных колец, контактирующих с фильтрующей поверхностью, размещена щетина из гибких штырей, при этом между штырями выполнены отверстия, направленные в сторону фильтрующего покрытия, отличающийся тем, что к отверстиям между штырями присоединены суживающиеся насадки с криволинейными винтообразными канавками на их внутренней поверхности, опорный каркас состоит из опорных фланцев, размещенных на расстоянии не более десяти диаметров фильтра, жестко закрепленных между собой при помощи вертикальных стержней, имеющих в чередующейся последовательности большой и малый диаметр, а наружная поверхность опорного каркаса покрыта чехлом, выполненным в виде фартуков с опрокинутыми карманами, расположенными напротив стержней малого диаметра, кроме того, во внутренней полости плоских эластичных колец установлены пульсаторы из биметаллических пластин, свободно посаженных на ось, имеющих дважды изогнутую форму, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4