СПОСОБ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В МАЛОВОДНЫХ И АРИДНЫХ ЗОНАХ Российский патент 2000 года по МПК E03B1/00 E03B3/12 E03B7/00 

Описание патента на изобретение RU2151243C1

Изобретение относится к области разведки подземных водных запасов, сооружения водосистем и водоснабжения потребителей.

В настоящее время в данной области жизненно важной человеческой деятельности известны принципиальные направления решения данной технологической задачи, наиболее представительным из которых можно считать способ водоснабжения потребителей, включающий проходку скважин в водоносный горизонт, отвод и подачу воды потребителям по магистральному и локальным трубопроводам /1/.

Этот способ имеет существенные и очевидные недостатки, заключающиеся в том, что каждая отдельная скважина работает автономно на мономагистральный водовод и расход воды по нему существенно зависит от суточных, календарных и сезонных колебаний дебита скважины и насыщенности водоносного горизонта, зависящего от количества осадков, миграции грунтовых вод, что нарушает процессы снабжения водой питьевых целей, поливочной и технической воды.

Наиболее близким по технической сущности является способ водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах, включающий поиск, разведку и подсчет запасов воды, добычу и подачу ее потребителям /2/.

Обладая более совершенной системой разведки, добычи и подачи воды из водоносных горизонтов потребителям, данный способ имеет и существенные недостатки: во-первых, способ не имеет ни метода, ни технических средств для точного определения контура водосодержания и запаса воды в водоносном горизонте; не имеет средств для фиксирования контура по площади и высоте горизонта; во-вторых, способ нуждается в наличии водозапорной арматуры и нагнетающих насосов для поддержания давления и движения воды по трубопроводу, что создает турбулентные потоки в сечении трубопровода и вызывает повышенную коррозионность стенок трубопровода и провоцирует образование колоний железистых бактерий и нарастание нежелательной микрофлоры, снижая в конечном счете качество подаваемой воды и понижая общую культуру этого процесса.

Технический и социальный результат данного изобретения заключается в существенном повышении надежности и качества водоснабжения с учетом процессов водосодержания водоносного горизонта; а также в повышении общей культуры процесса водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах.

Этот технический результат в изобретении достигается за счет того, что способ водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах, включающий поиск, разведку и подсчет запасов воды, добычу и подачу ее потребителям, предусматривает вести поиск и разведку, а также подсчет запасов воды при максимальных и минимальных значениях фаз лунно-солнечных приливов, после разведки водоносного пласта производят фиксирование контуров водных запасов в минимальные значения фазы лунно-солнечного прилива путем подачи по периметру контролируемого водного запаса полиэлектролитного гидрогеля с коэффициентом набухания не менее 2•104, в оконтуренном участке проходят сеть скважин с помощью реактивных буровых аппаратов за счет разрушения грунтов энергией сжатого рабочего агента, устья скважин соединяют в единую замкнутую водораспределительную систему, причем трубопровод системы разбивают на отдельные участки так, что начало водозабора каждого участка находится выше уровня сливного отверстия на величину, обеспечивающую подачу воды самотеком - методом сифона - и регулируют водоподачу потребителям питьевой воды, поильной воды и поливочной воды, в том числе технической воды, с помощью запорно-регулирующей арматуры, при этом трубопроводы выполняют из упругоподатливого морозоустойчивого материала, а стенки внутренней части трубопроводов покрывают бионейтральным материалом с низким коэффициентом трения.

При этом трубопроводы, подающие воду потребителям, выполняют из прессованного полиэтилена, армированного сетчатой капроновой трубой.

А стенки внутренней части трубопроводов, транспортирующих воду, покрывают фуллеренофторопластом.

Изобретение по его указанной совокупности существенных признаков исследовано на соответствие критериям изобретения, в том числе на уровень решенной технической задачи. При этом во внимание были приняты источники информации в данной и родственных областях человеческой деятельности. Так в источниках /3/, /4/, /5/ выявлены отдельные признаки, порознь используемые в различных технических процессах, как: соединение в систему отдельных ниток сточной жидкости; проходка нескольких водозаборных скважин; подача воды и регулирование подачи ее потребителям с помощью запорно-регулирующей арматуры.

При некоторой формальной схожести отдельных технических признаков известных решений и признаков изобретения, выполнив детальный предметный анализ между этими признаками, можно определенно и однозначно определить существенность отличий признаков данного изобретения от выявленных известных признаков. Действительно, в известных признаках нет никаких указаний на использование их в комплексной системе водоснабжения потребителей типа системы по данному изобретению, а при искусственном соединении известных признаков они не проявляют тех же свойств, как данное изобретение, и не способны достичь того же технического результата, как в данном изобретении, что указывает на соответствие разработанного способа критериям изобретения как оригинального научно-инженерного решения способа водоснабжения потребителей.

Описываемый способ водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах осуществляют следующим образом. На определенной территории осуществляют работы, включающие поиск и разведку водоносных горизонтов. Эти операции выполняют в установленные максимальные и минимальные значения фаз лунно-солнечных приливов, т.е. в период максимальной фазы лунно-солнечного прилива и в период минимальной фазы лунно-солнечного прилива. Именно в эти указанные периоды получают максимально достоверные сигналы от исследуемых водоносных горизонтов о наличии (или отсутствии) водосодержания и определяют водные запасы исследуемого горизонта. Контуры запасов воды в водоносном горизонте также определяют в указанные периоды значений фаз лунно-солнечного прилива. Для исключения миграции воды из выявленного контура и гарантии потребления подсчитанного запаса воды ведут фиксирование контура водных запасов. Для этого в минимальные значения фазы лунно-солнечного прилива по периметру контролируемого водного запаса в водоносный горизонт подают полиэлектролитный гидрогель, обладающий коэффициентом набухания не менее 2•104.

Когда указанными операциями контур и запасы воды в пласте взяты под контроль в оконтуренном участке, проходят сеть водозаборных скважин, выполняя эту работу преимущественно с помощью реактивных буровых аппаратов (конструкции А. И. Плугина), которыми проходят скважины за счет разрушения грунта энергией сжатого рабочего агента, истекающего под давлением из рабочего органа этого бурового аппарата; при этом конструкция и принцип работы реактивных буровых аппаратов (А.И. Плугина) позволяют проходить одновременно до десяти и более скважин в водоносный горизонт, что значительно сокращает время образования сети водозаборных скважин. Устья всех водозаборных скважин соединяют между собой в единую замкнутую водораспределительную систему, при этом единую магистраль водовода и трубопровод системы разбивают на отдельные участки так, что водозабор (начало участка трубопровода) каждого отдельного участка находится выше отверстия слива воды; и это превышение уровня выбирают из расчета подачи воды по трубопроводу самотеком - методом сифона; а регулирование подачи воды потребителям ведут с помощью запорно-регулирующей арматуры или непосредственно из резервуара слива воды между участками.

Воду подают потребителям для всех традиционных нужд: в качестве питьевой, поильной, поливочной и технической, при этом поливочную воду предпочтительно подавать по фитилям непосредственно к корневой системе культивируемых растений.

Учитывая, что трубопровод может проходить в зонах замерзания воды, под насыпями, скотопрогонами и т.п. преградами, его целесообразно выполнить из упругоподатливого морозоустойчивого материала, предпочтительно прессованного полиэтилена, армированного сетчатой капроновой трубой, а внутренние стенки такого трубопровода целесообразно покрыть бионейтральным материалом, имеющим низкий коэффициент трения, предпочтительно фуллеренофторопластом, что придает трубопроводу высокие гидродинамические и гигиенические качества в условиях маловодных и аридных зон.

Одним из наиболее значительных по эффективности процессом в данном способе является разведка водоносного горизонта и определение запасов воды. Этот процесс, как указано, ведут в установленные значения фаз лунно-солнечных приливов и за счет приема от исследуемого горизонта акустических, электромагнитных и тепловых сигналов, при этом получая или максимальные величины сигналов, или минимальные величины сигналов, совпадающие во времени приема, достоверно и точно фиксируют на карте участка расположение водоносного горизонта, определяют его контуры и подсчитывают запасы воды. После этого можно провести разведочное бурение на воду и, окончательно выбрать точки, где наиболее выгодно вести бурение эксплуатационных водозаборных скважин, используя для этого, как указано выше, реактивные буровые аппараты как более мобильные и эффективные технические средства для такого процесса, позволяющие существенно упростить процесс добычи воды и подачи ее потребителям по магистральному трубопроводу и по его локальным участкам.

Таким образом, разработанный способ водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах обладает отдельными оригинальными операциями и оригинальным, связанным в единое целое процессом поиска, разведки и добычи воды из водоносного горизонта, что позволяет повысить надежность системы водоснабжения, улучшить качество подаваемой воды и повысить в конечном счете техническую культуру системы водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах: степях, полупустынях, пустынях.

Источники информации
1. Клячко В.А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод., М., 1971.

2. DE, 3217560, E 03 B 3/00, 3/30; 24.11.1983 (прототип).

3. Федоров Н.Ф., Шифрин С.М. Очистка сточных жидкостей, Л., Стройиздат, 1975.

4. Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. проф. Черкинского С.Н. , М., Медицина, 1975.

5. SU, 1535606, C 02 F 1/08, 1988.

6. SU, 4029577, B 01 D 51/08, 1982.

Похожие патенты RU2151243C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗВЕДКИ И ОКОНТУРИВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ 1998
  • Плугин А.И.
  • Азизов А.М.
  • Асланов И.М.
  • Курицын А.Г.
RU2155976C2
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ 1999
  • Плугин А.И.
  • Попов Ю.В.
  • Погорелов А.Ю.
RU2166625C2
СПОСОБ СНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ И ВОДОСИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Плугин А.И.
  • Бурангулов Н.И.
  • Процаенко С.В.
RU2076920C1
ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТУРА И МОЩНОСТИ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 1999
  • Азизов А.М.
  • Асланов И.М.
  • Курицын А.Г.
  • Плугин А.И.
RU2152629C1
СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И ВЫРАБОТОК В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ 1999
  • Плугин А.И.
RU2169248C2
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДВОДНОГО БУРЕНИЯ 1998
  • Плугин А.И.
  • Погорелов А.Ю.
  • Попов Ю.В.
RU2149249C1
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН 1999
  • Плугин А.И.
  • Азизов А.М.
  • Курицын А.Г.
  • Киреева Е.Ф.
  • Степаненко А.И.
RU2167266C2
СПОСОБ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 2002
  • Плугин А.И.
  • Силантьева О.А.
RU2236516C2
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ 1999
  • Плугин А.И.
RU2161245C1
ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 1998
  • Плугин А.И.
  • Азизов А.М.
  • Асланов И.М.
  • Курицын А.Г.
  • Сильников М.В.
  • Степаненко А.И.
RU2155870C2

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В МАЛОВОДНЫХ И АРИДНЫХ ЗОНАХ

Изобретение относится к области водоснабжения. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и качества водоснабжения при значительном снижении затрат на подачу воды в систему потребителей. Способ включает поиск, разведку и подсчет запасов воды, добычу и подачу ее потребителям, поиск; разведку и подсчет запасов воды ведут при максимальных и минимальных значениях фаз лунно-солнечных приливов; после разведки водоносного пласта производят фиксирование контуров водных запасов в минимальные значения лунно-солнечного прилива путем подачи по периметру контролируемого водного запаса полиэлектролитного гидрогеля с коэффициентом набухания не менее 2•104. В оконтуренном участке проходят сеть скважин с помощью реактивных буровых аппаратов за счет разрушения грунтов энергией сжатого рабочего агента, устья скважин соединяют в единую замкнутую водораспределительную систему. Трубопровод системы разбивают на отдельные участки так, что начало водозабора каждого участка находится выше уровня сливного отверстия на величину, обеспечивающую подачу воды самотеком - методом сифона, и регулируют водоподачу потребителям питьевой воды, поильной воды и поливочной воды, в том числе технической воды, с помощью запорно-регулирующей арматуры. Трубопроводы выполняют из упругоподатливого морозоустойчивого материала, а стенки внутренней части трубопроводов покрывают бионейтральным материалом с низким коэффициентом трения. 2 з.п.ф-лы.

Формула изобретения RU 2 151 243 C1

1. Способ водоснабжения потребителей в маловодных и аридных зонах, включающий поиск, разведку и подсчет запасов воды, добычу и подачу ее потребителям, отличающийся тем, что поиск, разведку и подсчет запасов воды ведут при максимальных и минимальных значениях фаз лунно-солнечных приливов, после разведки водоносного пласта производят фиксирование контуров водных запасов в минимальные значения фазы лунно-солнечного прилива путем подачи по периметру контролируемого водного запаса полиэлектролитного гидрогеля с коэффициентом набухания не менее 2 х 104, в оконтуренном участке проходят сеть скважин с помощью реактивных буровых аппаратов за счет разрушения грунтов энергией сжатого рабочего агента, устья скважин соединяют в единую замкнутую водораспределительную систему, причем трубопровод системы разбивают на отдельные участки так, что начало водозабора каждого участка находится выше уровня сливного отверстия на величину, обеспечивающую подачу воды самотеком - методом сифона, и регулируют водоподачу потребителям питьевой воды, поильной воды и поливочной воды, в том числе технической воды, с помощью запорно-регулирующей арматуры, при этом трубопроводы выполняют из упругоподатливого морозоустойчивого материала, а стенки внутренней части трубопроводов покрывают бионейтральным материалом с низким коэффициентом трения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что трубопроводы выполняют из прессованного полиэтилена, армированного сетчатой капроновой трубой. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что стенки внутренней части трубопроводов покрывают фуллеренофторопластом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2151243C1

DE 3217560 A1, 24.11.1983
Способ разведки и эксплуатации месторождения подземных вод 1990
  • Островский Александр Борисович
  • Боревский Борис Владимирович
  • Боревский Леонид Владимирович
  • Горяев Владимир Иванович
  • Мелентьев Николай Яковлевич
  • Стрепетов Владимир Петрович
SU1719563A1
RU 94040680 A1, 20.06.1996
СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА И ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ 1995
  • Хлебников В.Н.
  • Ганиев Р.Р.
  • Якименко Г.Х.
  • Андреева А.А.
  • Бикбова А.А.
  • Ададуров Ю.Н.
  • Даринцев О.В.
  • Сиротинский А.С.
RU2097537C1
Способ производства холоднокатаной электротехнической стали 1981
  • Максутов Рашат Фасхеевич
  • Евстафьев Порфирий Петрович
  • Шаповалов Борис Николаевич
  • Фролов Виктор Иванович
  • Хорош Владлен Абрамович
  • Алчин Валентин Владимирович
  • Шварцман Лев Александрович
  • Петренко Алексей Григорьевич
  • Могутнов Борис Михайлович
  • Кононов Анатолий Александрович
  • Коробов Александр Григорьевич
  • Радин Феликс Александрович
  • Цырлин Михаил Борисович
  • Буторин Георгий Терентьевич
  • Беляев Владимир Сергеевич
SU996474A1
Прибор для очистки паром от сажи дымогарных трубок в паровозных котлах 1913
  • Евстафьев Ф.Ф.
SU95A1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА - БЛОКАТОРА МЕДЛЕННЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ 1999
RU2188635C2

RU 2 151 243 C1

Авторы

Плугин А.И.

Азизов А.М.

Асланов И.М.

Курицын А.Г.

Сильников М.В.

Степаненко А.И.

Даты

2000-06-20Публикация

1998-09-21Подача