ФИЛЬТР СКВАЖИННЫЙ Российский патент 2001 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования скважин на воду.

Известен фильтр скважинный с отклонителями гравия, которые располагаются на боковой поверхности фильтра в шахматном порядке. Изготавливают такие фильтры путем штампования листового материала с последующей его вальцовкой и сваркой. Каркасы фильтров имеют проходные отверстия, которые перекрыты "мостами", козырьками участками металла другого профиля. В промышленном выпуске фильтров в Германии выпуск фильтров из штампованных материалов с отклонителями гравия занимают основное место [2]. Производство этих фильтров нормировано стандартом DIN 4922 [1]. Как правило, такие каркасы устанавливают в скважины на воду различного целевого назначения с контуром гравийной обсыпки расчетной крупности. В каркасах фильтра типа "мост" высота проходного отверстия под "мостом" равна среднему диаметру гравия отсыпки. Предполагают, что при устройстве гравийной обсыпки с применением каркасов фильтров с отклонениями гравия исключается их прямое наложение на фильтрующие отверстия. Большинство исследователей считает, что этим сводится к минимуму заклинивание фильтрующих отверстий каркаса гравийными частицами. В результате значительно уменьшаются гидравлические сопротивления каркаса фильтра с наложенными гравийными частицами. Расчеты по определению скважности выпускаемых серийно фирмой NOLD фильтров штампованных c отверстиями типа "мост" с использованием листового материала из стали, меди, бронзы толщиной 2.5 - 8 мм показывают, что она составляет для различных каркасов от 4,97 до 27,33%.

Наиболее близким аналогом изобретения является фильтр с мостообразными фильтрующими отверстиями [2, стр. 19]. Недостатком фильтра с мостообразными фильтрующими отверстиями (в дальнейшем прототип) является недостаточная скважность каркасов фильтров, так как внешняя поверхность отклонителей является глухой и не принимает участия в пропуске воды внутрь фильтра. Недостаточная скважность каркаса вызывает повышенные гидравлические сопротивления фильтрации воды и способствует механическому и химическому кольматажу фильтров скважин на воду, сокращению сроков их эксплуатации.

Технический результат изобретения - увеличить скважность каркасов фильтров с отверстиями типа "мост".

Данный технический результат достигается устройством на ровных площадках "мостов", имеющих ширину 5 - 7 мм, выдавливанием дополнительных "мостов" с фильтрующими отверстиями высотой, равной высоте основных "мостов". Ширина дополнительных "мостов" составляет 3 мм при толщине листа металла до 4 мм и 4 мм при толщине листа 5 - 8 мм. Боковые поверхности дополнительных "мостов" являются дополнительной скважностью для пропуска фильтрующейся воды в скважину. При толщине листового металла 3 мм [2], высоте отверстия под "мостом" 2 мм скважность типового каркаса фирмы NOLD составляет 18,1%. При устройстве на ровной полосе основного "моста'' дополнительного "моста" шириной 3 мм такой же высоты, как и основного "моста", скважность каркаса фильтра увеличится в 1,7 раза и достигнет 30,77%.

По данным исследований проницаемости каркасов фильтров с отверстиями типа "мост" [2, стр. 56] установлено, что она прямо пропорциональна скважности. Предлагаемая конструкция повышает проницаемость фильтров с отверстиями типа "мост", а следовательно, характеризуется более высокими значениями критических скоростей фильтрации, которые определяют длительность и устойчивость эксплуатации скважин во времени.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 дан разрез стенки каркаса фильтра по оси "мостов",
на фиг. 2 - расположение отклонителей гравия на внешней поверхности каркаса фильтра в плане.

На приведенных чертежах:
1 - листовой металл; 2 - высота отверстия под основным "мостом"; 3 - основной "мост"; 4 - дополнительный "мост"; 5 - перемычка между основными "мостами" по вертикали; 6 - перемычка между основными "мостами" по образующей.

Выдавливание "мостов" с внутренней стороны листового металла происходит при одной установке листа за две чередующиеся операции. Вначале выдавливают дополнительные "мосты", затем - основные, после устройства фильтрующей части листы вальцуют, сваривают. На концевых участках длиной 176 - 182 мм при диаметрах каркасов до 470 мм методом холодной штамповки с использованием специальных обжимных головок формируют соединительные муфты и нишпели [3]. При больших диаметрах каркасов фильтров соединение звеньев между собой - электросварное. Длина отдельных звеньев фильтров 2 - 4 м. После устройства каркасы фильтров покрывают антикоррозионными материалами.

Работает фильтр следующим образом.

В пробуренный ствол скважины опускают каркас фильтра проектной длины на необходимую глубину, устраивают контур гравийной обсыпки, после чего скважину прокачивают, осуществляют строительную откачку для формирования устойчивого обратного гравийного фильтра.

Источники информации
1. Bieske E. Schlitzbruckenfilterrohre (neach der Uberazbeitung DIN 4922) Technische Berichte I.E. Nold und Co, 1965,, N 247.

2. В.С.Алексеев, Е.Никольская. Зарубежный опыт конструирования и расчета фильтров скважин на воду. ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия гидрогеология, инженерная геология, т. 2, М., 1972, стр. 19, 56.

3. Е. М. Гаврилко, В. С.Алексеев. Фильтры буровых скважин, изд. 2, М., 1976, стр. 40.

Изобретение относится к области водоснабжения и дренажа для оборудования водоприемной части скважин в неагрессивных и агрессивных средах. Обеспечивает увеличение скважности каркасов фильтров с отверстиями типа "мост". Сущность изобретения: на ровных площадках "мостов" выдавлены дополнительные "мосты" с фильтрующими отверстиями высотой, равной высоте основных "мостов". 2 ил.

Фильтр скважинный с отклонителями гравия типа "мост", расположенными по его боковой поверхности, отличающийся тем, что на ровных площадках "мостов" выдавлены дополнительные "мосты" с фильтрующими отверстиями высотой, равной высоте основных "мостов".