Способ предотвращения появления оксидов железа в артезианских скважинах, обсаженных металлическими трубами с помощью герметичного оголовка

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при оборудовании артезианских скважин с гидроаккумуляторами и бетонными резервуарами для хранения воды. Также может быть использовано на артезианских скважинах с водонапорными башнями и металлическими емкостями при их герметизации. Способ предотвращения появления оксидов двух- и трехвалентного железа в воде артезианских скважин заключается в установке оголовка, обеспечивающего герметизацию обсадной трубы от проникновения кислорода воздуха, а также герметичный ввод кабеля и водоподъемной трубы при входе в оголовок. Техническим результатом является уменьшение содержания общего железа в скважинах, обсаженных металлическими трубами, до значения менее 0,3 мг/л, то есть обеспечивается соответствие ГОСТу «Вода питьевая».

 

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при оборудовании артскажин с гидроаккумуляторами и на водозаборах с бетонными резервуарами. Также может быть использовано на артскважинах с водонапорными башнями и металлическими емкостями при их герметизации. В основе существующих методов отчистки артезианской воды от оксидов железа лежит насыщение ее кислородом воздуха. При этом происходит реакция окисления двухвалентного железа до трехвалентного. В свою очередь, методы условно можно разделить на наземные и подземные (патент №2167826). В наземных установках трехвалентное железо выпадает в осадок в виде нерастворенного железа и выводится в канализацию. Недостатком метода является его дороговизна. Подземный метод обеспечивает закачку большого количества аэрированного воздуха с помощью наземных компрессоров эрлифтными установками. При этом происходит окисление больших объемов и площадей. Но вывода трехвалентного железа не может быть в принципе (замкнутая система). Поэтому по истечении времени общее железо увеличивается в три-четыре раза по сравнению с начальным значением. Все вышеперечисленные методы очистки воды основаны на предположении, что оксиды железа образуются из солей железа при прохождении воды через горные породы. А так ли это? Например, пирит Fe2S, часто встречаемый в Юрских отложениях, должен был бы окислиться до лимонита FeOOH·(Fe2O3·nH2O). Но достают кристаллы пирита на поверхность земли неизмененными за миллионы лет существования Юрской системы, в форме кубической сингонии. Аммониты (раковины головоногих моллюсков), добытые из Юрских глин, сначала имеют перламутровый глянец, но, побывав на воздухе, тускнеют. Следовательно, здесь (в Юрских отложениях) и глубже, где находятся водовмещающие породы, в данном случае известняки и доломиты, отсутствует окислитель. Нет окислителя - нет окислительно-восстановительных реакций - и нет оксидов железа. Это же подтверждают анализы воды из родников, не каптированных металлическими трубами. Содержание общего железа из родников, приуроченных к Четвертичным отложениям ноль или около того, в родниках из Каменноугольных отложений около 0,01 мг/л. Откуда же тогда берется общее железо в воде с содержанием более 1,0 мг/л и в различных вариантах на одном и том же водоносном горизонте, сравнительно на небольших площадях? Ответ - с металлических обсадных труб и водоподъемной колонны (если она металлическая). При отборе воды из артскважин происходит понижение уровня от статического до динамического. Понижение меняется в различных интервалах: от сантиметров до десятков метров, и зависит от различных гидрогеологических параметров. Включение скважинных насосов может производиться несколько раз в сутки в зависимости от объема резервуаров и водопотребления. Таким образом, в окислительно-восстановительных реакциях могут участвовать различные площади металла с участием кислорода и воды. В присутствии кислорода в нейтральных или близких к ним растворах (а таковыми и являются артезианские воды) разрушение железа протекает по реакции

Fe=Fe2++2ē (на аноде)

1/2O22O+2ē =2OH (на катоде)

При этом образуется Fe3+, а при недостатке кислорода получается смешанный окисел ферроферрит (Fe3O4×Н2O). То есть, именно кислород является возбудителем окислительно-восстановительных реакций. Вода (1 л), насыщенная воздухом, может вызвать коррозию на поверхности (1 см2) железа на глубину=>0,022 мм. Какой же объем железа, подвергшегося коррозии, можно ожидать на поверхности в 60 м2? Именно такую, а иногда и большую площадь охватывают окислительно-восстановительные реакции при определенных гидрогеологических условиях в артскважинах. Например: при отборе воды из скважины 60 м3/час и удельном дебите 2 м3/час на 1 м понижение падение уровня воды составит 30 м. При эксплуатационной колонне 325 мм и водоподъемной колонне 114 мм площадь окислительно-восстановительных реакций с учетом внутренней и внешней стороны эксплуатационной колонны составит около 66 м2! И это при одном включении насоса. Очевидно, что содержание железа в воде для данного горизонта в локальной области не является константой (об этом говорит различное содержание общего железа в скважинах при кустовом бурении на один горизонт), а является функцией от:

1. Удельного дебита скважины. И чем он меньше - тем больше понижение уровня воды - и тем больше площадь окислительно-восстановительных реакций. И, как следствие, увеличение содержания общего железа в составе воды.

2. Конструкции скважины. Чем больше диаметр эксплуатационной колонны, тем, опять же, больше площадь реакции и тем больше содержание общего железа.

3. Количества отбираемой воды из скважины. Чем больше воды отбираем - тем больше понижение, что влечет за собой увеличение площади реакции и, соответственно, увеличение содержания общего железа.

4. Количества включений насоса. Чем чаще включения, тем больше площади обнажения эксплуатационной колонны и тем больше площади реакций и больше, соответственно, содержание общего железа.

Именно этим объяснятся инвариантность содержания общего железа из одного водоносного горизонта на сравнительно небольших участках. Как было сказано выше, присутствие кислорода определяет наличие окислительно-восстановительных реакций. Убрав кислород, мы исключаем возможность таких реакций. Уменьшить содержание кислорода можно с помощью герметичного оголовка. Герметизация оголовка скважин может быть достигнута различными способами. Например, с помощью двух фланцев, стягивающих резиновый тор болтами (оголовок фирмы Джилекс). Во втором примере нижний фланец может быть приварен к обсадной трубе, а верхний фланец через резиновую прокладку, посредством стягивания болтов, обеспечит герметичность. Герметичность кабеля достигается специальными вводами, а герметичность водоподъемных труб вваренным бочонком. Примеров герметизации может быть много. Но результат один - кислород не проникает к обсадным трубам, и не образуются оксиды железа. Технический результат: уменьшение содержания общего железа в скважинах, обсаженных металлическими трубами, до значения менее 0,3 мг/л, то есть обеспечивается соответствие ГОСТу «Вода питьевая».

Способ предотвращения появления оксидов железа в воде артезианских скважин, обсаженных металлическими трубами, заключается в установке оголовка, обеспечивающего герметизацию обсадной трубы от проникновения кислорода воздуха, а также герметичный ввод кабеля и водоподъемной трубы при входе в оголовок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии систем водоснабжения, и может быть использовано в фермерских хозяйствах, приусадебных участках, для водоснабжения коттеджей, ферм с прилегающими поселками, а также для орошения садов и полей.

Изобретение относится к технике водозаборных устройств, в частности к подъему воды из глубоких артезианских скважин. .

Изобретение относится к водохозяйственному комплексу, а конкретнее к способам прокачки артезианских (водозаборных) скважин с одновременным определением дебита и удельного дебита.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности, для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации подземных вод и водозаборных сооружений, в частности для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает зону подачи воды, зону замораживания с морозильной камерой 1 и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с отделяющим лед элементом, разделительные патрубки 2 для вывода талой питьевой воды.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при обработке и обезвреживании осадков городских сточных вод безреагентным способом. Способ включает в себя обработку осадков сверхвысокочастотным электромагнитным излучением.

Изобретение относится к пищевой промышленности, медицине, фармакологии, хозяйственно-бытовой деятельности, где очистка воды производится с применением магнитных факторов с последующим фильтрованием.

Изобретение относится к способу гетерогенного каталитического разложения комплексонов и поверхностно-активных веществ в технологических растворах радиохимических производств на никель-феррицианидном катализаторе.

Группа изобретений относится области нефтехимической промышленности и представляет собой установку комплексной очистки стоков (варианты). Установка согласно изобретению содержит последовательно соединенные блок предварительной очистки сульфидно-щелочных стоков от нефтепродуктов и/или взвешенных примесей, блок очистки от ионов меди, имеющий узел смешения сульфидно-щелочных стоков и медьсодержащих стоков с подводами медьсодержащего стока, узел отделения взвешенных нерастворимых или малорастворимых частиц, имеющий отвод сульфида меди, блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения стоков с подкисляющими реагентами и колонну отпарки сероводорода и аммиака с подачей водяного пара в нижнюю часть ее, блок очистки озонированием и/или биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность.

Изобретения могут быть использованы при эксплуатации установки водоподготовки для умягчения воды в системах водоснабжения. Установка (1) для водоподготовки включает устройство для умягчения (4), содержащее ионообменную смолу (7), датчик электропроводности (9), электронное управляющее устройство (13) с запоминающим устройством (18) для выполнения способа эксплуатации установки для водоподготовки, автоматически регулируемое разбавительное устройство (11) для смешения потока смешанной воды V(t)verschnitt из первого, умягченного частичного потока V(t)teil1weich, и второго, выведенного из сырой воды частичного потока V(t)teil2roh.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и пищевой промышленности и может быть использовано при круглогодичной утилизации отходов консервных комбинатов для орошения и повышения плодородия почвы.

Изобретение относится к обеззараживанию воды или иной жидкости. Устройство обеззараживания воды содержит безэлектродные полые толстостенные сферические лампы - шарики 6, заполненные инертным газом, облучаемые СВЧ-резонатором-индуктором 7, запитываемым через контактные клеммы 8.
Изобретение может быть использовано в нефтяной промышленности для обезвоживания нефти. Способ разделения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия включает обработку эмульсии ультразвуком, при этом предварительно определяют оптимальные частоты ультразвукового воздействия в зависимости от размера капель воды в эмульсии, позволяющие достичь минимальной доли воды в нефти.

Изобретение предназначено для получения доброкачественной питьевой воды и может быть использовано для очистки воды из водопровода и природных пресноводных источников от механических взвесей, органических и неорганических соединений с сопутствующим ее обеззараживанием, в том числе в полевых условиях, как с использованием емкости с очищаемой водой, так и непосредственно из источников.

Изобретение может быть использовано для очистки бытовых и производственных сточных вод с глубоким окислением азота аммонийных, нитратных и нитритных солей, удаления фосфора фосфатов и органических загрязнений. Способ включает биологическую очистку сточных вод в аэротенке, имеющем последовательно чередующиеся анаэробную, аэробную, аноксидную, вторую аэробную зоны, внешний рецикл возвратного ила из вторичного отстойника в анаэробную зону. Сжатый воздух подают в аэробную и вторую аэробную зоны, при этом исходную сточную воду направляют в анаэробную и аноксидную зоны. После второй аэробной зоны сточные воды направляют во вторую аноксидную зону и третью аэробную зону. Внутренний рецикл осуществляют из третьей аэробной зоны в аноксидную зону. Для осуществления способа исходную сточную воду направляют в соотношении 50÷60% в анаэробную зону, 30÷40% в аноксидную зону и 0÷20% во вторую аноксидную зону. Возвратный активный ил после отстаивания перекачивают из вторичного отстойника в анаэробную зону в соотношении 50÷100% от объема поступающих на очистку сточных вод. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод от азота, фосфора и органических соединений, интенсификацию процессов биологической очистки, увеличение окислительной мощности системы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при оборудовании артезианских скважин с гидроаккумуляторами и бетонными резервуарами для хранения воды. Также может быть использовано на артезианских скважинах с водонапорными башнями и металлическими емкостями при их герметизации. Способ предотвращения появления оксидов двух- и трехвалентного железа в воде артезианских скважин заключается в установке оголовка, обеспечивающего герметизацию обсадной трубы от проникновения кислорода воздуха, а также герметичный ввод кабеля и водоподъемной трубы при входе в оголовок. Техническим результатом является уменьшение содержания общего железа в скважинах, обсаженных металлическими трубами, до значения менее 0,3 мгл, то есть обеспечивается соответствие ГОСТу «Вода питьевая».

Наверх