ФИЛЬТР ВОДОЗАБОРНОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2003 года по МПК E03B3/18 E21B43/08 B01D29/62 B01D35/16 

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

Известен фильтр водозаборной скважины (см. а.с. 1661306, МКИ Е 03 В 3/18, БИ 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 недостаточная эффективность промывки eгo от кольмаганта из-за слабого гидродинамического воздействия гибкого шланга на фильтрующее покрытие.

Известен фильтр водозаборной скважины (см. патент РФ 2131962, МПК 7 Е 03 В 3/18, Е 21 В 43/08, БИ 17, 1999), содержащий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, расположенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия в пределах Г-образных скоб, выполненных с отверстиями, и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, на внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону движения промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, причем насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и cвоими выходными отверстиями направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия.

Недостатком данного фильтра является незначительное повышение производительности скважины из-за недостаточной эффективности промывки фильтра.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности скважины путем установки в полости эластичного шланга в пределах Г-образных скоб пульсаторов из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, а отверстия в Г-образных скобах выполнены волновидной формы, расширяющимися в сторону фильтрующего покрытия.

Технический результат достигается тем, что в фильтре водозаборной скважины, содержащем опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, расположенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия в пределах Г-образных скоб, выполненных с отверстиями, и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, на внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону движения промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, причем насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и cвоими выходными отверстиями направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия, в полости эластичного шланга в пределах Г-образных скоб установлены пульсаторы из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, а отверстия в Г-образных скобах выполнены волновидной формы, расширяющимися в сторону фильтрующего покрытия.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого фильтра, на фиг.2 - развертка внутренней поверхности насадки с винтообразными канавками, а на фиг.3 - пульсатор из биметаллических пластин дважды изогнутой формы.

Фильтр состоит из опорного каркаса 1, выполненного в виде перфорированной трубы, на которую навита проволочная спираль 2, фильтрующего покрытия 3, выполненного в виде сетки из нержавеющей стали или латуни. На фильтрующем покрытии 3 установлены Г-образные скобы 4, в которых заключен размещенный по спирали и заглушенный снизу эластичный шланг 5, выполненный, например, из мягкой резины, тонкого полиэтилена, водонепроницаемого брезента и т.п. Верхний конец эластичного шланга через ствол скважины выведен на поверхность земли и открыт для соединения с источником давления с насосом (не показан). К эластичному шлангу 5 присоединены насадки 6 с расширяющимися в сторону движения промывного вещества соплами, на внутренней поверхности которых размещены винтообразные канавки 7. Горизонтальная полка 8 Г-образной скобы 4 жестко закреплена на перфорированной трубе 1. Вертикальная стойка 9, имеющая отверстия 10, сообщается с горизонтальной полкой 8 Г-образной скобы 4 посредством отверстий 10. Горизонтальная полка 8 имеет отверстия 11 для протекания промывного вещества сверху вниз между фильтрующим покрытием и пластом. В полости эластичного шланга b в пределах Г-образных скоб 4 установлены пульсаторы 12 из биметаллических пластин 13, 14, 15 и 16 дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось 17. Отверстия 10 и 11 в Г-образных скобах выполнены волновидной формы 18, расширяющимися в сторону фильтрующего покрытия внутрь скобы 4.

Предлагаемый фильтр работает следующим образом.

В начальный период работы скважины эластичный шланг 5 находится в плоском состоянии. При снижении производительности скважины из-за начала кольматации эластичный шланг 5 присоединяется к нагнетательному патрубку насоса. В эластичный шланг под давлением подается промывное вещество в виде ингибированного раствора химического реагента (кислоты). При этом эластичный шланг расширяется в пределах расстояния между вертикальной стойкой 9 Г-образной скобы 4 и фильтрующим покрытием 3. Одновременно с расширением эластичного шланга промывное вещество вытекает из насадок 6, закручиваясь за счет винтообразных канавок 7, размещенных на внутренней поверхности их сопловой части, в режиме пульсации под действием пульсатора 12, установленного в полости эластичного шланга в пределах Г-образных скоб 4, выполненных из биметаллических пластин 13, 14, 15 и 16 дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось 17, работающих за счет разницы температур холодной подземной воды и относительно теплого раствора промывного вещества, подаваемого с устья скважины. При этом происходит разрушение продуктов кольматанта на фильтрующей поверхности 3 за счет волнового воздействия промывного вещества под действием насадок, направленных в его сторону. Кроме того, промывное вещество, вытекая из отверстий 10 и 11, имеющих волновидную форму 18, в виде вихрей, закруток и волн, имеющих усиленную энергию, под действием насадок, направленных в сторону водоносного пласта, оказывает гидродинамическое и химическое воздействие на кольматированный водоносный пласт. Промывное вещество вызывает также эффект дифракции, создавая обратную волну, и оказывает аналогичное воздействие на фильтрующее покрытие 3. Эластичный шланг 5 в промежутке между двумя соседними насадками 6 испытывает силу закрутки промывного вещества. Это вызывает колебание и вибрацию эластичного шланга 5 и соответственно механическое воздействие на фильтрующее покрытие 3. В свою очередь промывное вещество усиливает очищающую способность устройства за счет закрученных насадками 6 волн и обеспечивает более эффективное химическое воздействие промывного вещества на фильтрующее покрытие 3 и водоносный пласт.

В процессе промывки фильтрующих элементов частицы пласта приходят во взвешенное состояние, соприкасаясь между собой, истираются и создают естественный фильтр из песчаных частиц, а продукты кольматанта, взвешиваясь и имея меньшую плотность, чем частицы песка, поднимаются вверх и уходят в неэксплуатируемый геологический пласт.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в комплексном использовании физических, химических, гидродинамических и вибрационных сил за счет эффекта закрутки потока промывного вещества и пульсации, вызываемых винтообразными канавками и биметаллическими пластинами, для повышения производительности скважин.

Изобретение относится к сооружению и эксплуатации водозаборных скважин и предназначено для увеличения их производительности. Технический результат заключается в повышении производительности скважины. Фильтр водозаборной скважины содержит опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, расположенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия в пределах Г-образных скоб, выполненных с отверстиями, и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, на внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону движения промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки. Насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и своими выходными отверстиями направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия. В полости эластичного шланга в пределах Г-образных скоб установлены пульсаторы из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, а отверстия в Г-образных скобах выполнены волновидной формы, расширяющимися в сторону фильтрующего покрытия. 3 ил.

Фильтр водозаборной скважины, содержащий опорный каркас с фильтрующим покрытием, снабженный эластичным шлангом, расположенным в виде спирали на внешней стороне фильтрующего покрытия в пределах Г-образных скоб, выполненных с отверстиями, и заглушенным снизу, верхний конец которого открыт для соединения с источником давления, на внешней поверхности фильтрующего покрытия расположены на эластичном шланге насадки с соплами, расширяющимися в сторону движения промывного вещества, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные канавки, причем насадки расположены по внешней стороне фильтрующего покрытия в шахматном порядке по высоте фильтра и своими выходными отверстиями направлены одна в сторону водоносного пласта, а другая - в сторону фильтрующего покрытия, отличающийся тем, что в полости эластичного шланга в пределах Г-образных скоб установлены пульсаторы из биметаллических пластин дважды изогнутой формы количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, а отверстия в Г-образных скобах выполнены волновидной формы, расширяющимися в сторону фильтрующего покрытия.