Фильтр в.л.сотникова и н.а.золотой

 

Союз Советсиин

Социалистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iu885462 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 01.04.80 (21) 2903318/29-26 с нрнсоеаинением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.81, бюллетень Рй 44

Дата опубликования описания 30. 11. 81 (51)М. Кл.

Е 03 В 3/18

Ркуанрстеенны11 квинтет

СССР ао данаи неебретенн11

N вткрытнй (53) УДК 628. .112.2(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Л. Сотников и Н.А. Золотая (7I) Заявитель (54) ФИЛЬТР СОТНИКОВА В.Л. - ЗОЛОТОЙ Н.А.

Изобретение относится к технике добычи подземных вод из скважин в целях питьевого или промышленного водоснабжения, строительного или мелиоративного водопонижения (вертикальный дренаж) и ирригации. Изобретение может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, а именно: водоснабжении, строительстве, сельском хозяйстве, где требуется вести откачку подземных вод из скважин, каптирующие водоносные пласты которых сложены преимущественно мелко и среднеэернистыми песками и дебитом порядка 30-200 л/с.

Известны фильтры, включающие в себя опорный каркас с перфорацией и загрузку из сыпучего материала, преимущественно гравия (11.

Недостатком этих фильтров являются сравнительно низкие эксплуатационные и технико-экономические показатели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является фильтр, включающий в себя цилиндрический трубчатый каркас с пер5 форацией, гравийную обсыпку отстойю ю ник и погружной насос (21.

Недостатком данного фильтра, как и вышеуказанных, является сравнительно низкая эффективность. то

Цель изобретения — повышение эксплуатационных и технико"экономических показателей работы скважины.

Поставленная цель достигается тем, что каркас фильтра выполнен в виде расширяющегося снизу вверх усеченного конуса, площади поперечных сечений которого в любой точке, начиная с высоты, равной одному метру от верха отстойника, и соотношение радиусов верхнего и нижнего оснований усечен" ного конуса подчиняются определенным математическим зависимостям.

Учитывая вышесказанное, наиболее эффективная работа скважины достига885462 ется, когда площадь поперечного сечения усеченного конуса на любом расстоянии от его основания будет подчиняться следующей математической зависимости где площадь поперечного сечения внутренней полости каркаса фильтра в любом сечении по его длине начиная с сечения расположенного на расстоянии 1 м от верха отстойника скважины; площадь поперечного сечения внутренней полости каркаса фильтра расположенного на расстоянии

1 м от верха отстойника; минимально допустимая скорость восходящего потока от"18, 5 см/с— качиваемой подземной воды во внутренней полости каркаса фильтра в его сечении расположенном на расстоянии

1 м от верха отстойника; максимально допустимая скорость восходящего потока от,О м/с—

v<=0,5-1 качиваемой воды во внутренней полости каркаса фильтра в самом верхнем его сечении по длине; полная длина каркаса фильтра, принимаемая по расчету; расстояние от верха отстойника скважины, до того поперечного сечения каркаса фильтра откуда он начинает расширяться, а его площадь становится переменной; а x B — текущая координата любого поперечного сечения внутренней полости каркаса

Фильтра в указанных пределах.

За ось X принимается центральная ось скважины, а ее положительное направление снизу вверх.

1О При соблюдении условия (1) скорость восходящего потока откачиваемой подземной воды во внутренней полости каркаса фильтра становится возможным искусственно повышать, а особенно в

>s самых нижних сечениях каркаса фильтра длиной от 4 до 20 м, тогда частицы песка или глины будут постоянно выноситься вместе с восходящим потоком откачиваемой воды и, далее, будет о выноситься на поверхность, а не осаждаться в отстойник скважины; причем, она будет плавно повышаться от 0 д =

14,0-18,5 см/с, до Vg= 0,5-1,0 м/с.

Сообщение же радиусов верхнего и нижнего оснований усеченного конуса каркаса фильтра должно подчиняться следующей математической зависи мости: гв f 0С (2) га а Ч, где re — значение радиуса верхнего основания усеченного конуса каркаса фильтра;

r — значение радиуса нижнего основания усеченного конуса каркаса фильтра.

На фиг. 1 изображена скважина, разрез A-А на фиг. 2; на фиг. 2 разрез Б-Б на фиг. 1. о

Фильтр состоит из перфорированного каркаса 1, закрепленного на обсадной колонне 2, отстойника 3, закрытого снизу пробкой 4, и гравийной обсыпки 5. Отстойник фильтра заглубляется в водоупорный пласт 6, кото4 рый подстилает водоносный пласт 7, состоящий в основном из средне и мелкозернистых песков с включениями гравия и гальки и, в свою очередь, покрыт толщей покровных мелкоземов 8.

Фильтр работает следующим образом.

После пуска погружного насоса (не показан), который обычно устанавливается в надфильтровой обсадной колонне 2 в самой нижней ее части, при

55 соответствующем понижении уровня подземной воды в воронке депрессии устанавливается необходимый расчетный дебит водозаборной скважины. 8о

8854 внутренней полости каркаса фильтра формируется восходящий поток откачиваемой подземной воды (показано стрелками), который движется снизу вверх. 5

Вследствие конусности фильтра ско-. рость восходящего потока воды повышается, что позволяет существенно повысить дебит скважины и снизить ее заиление.

Экономический эффект от внедрения фильтра предлагаемой конструкции составит 400 руб. на одну скважину.

Формула изобретения

Фильтр, включающий в себя каркас 15 с перфорацией, гравийную обсыпку, от62 6 стойник и погружной насов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных и техникоэкономических показателей работы скважины, каркас фильтра выполнен в виде обратного усеченного конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гаврилко B.Ì. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин. M., 1968.

2. Авторское свидетельство

N 337473, кл. Е 03 В 3/24.

885462

Тираж 780 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ l0478/43

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Задорожный

Редактор П. Макаревич Техред М,Надь Корректор Г. Решетник