СПОСОБ ПОДЪЕМА ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды с механическими примесями, и может быть использовано при водоснабжении из подземных источников для чистки колодцев и скважин от песка, глины и ила, поступающих из водоносного пласта, а также при добыче полезных ископаемых через скважины и при строительстве скважин, особенно в сельской местности при дачном огородничестве и садоводстве.

Известен способ подъема воды (SU 1214859 А, 03.05.1982). Он включает погружение под уровень воды водоприемного сопла, из которого вода под действием гидростатического давления устремляется вверх по подъемной трубе. Недостатком этого способа является отбор воды практически от свободной поверхности ее в скважине. Это не оказывает никакого влияния на накопление на дне скважины песка и ила, поступающих из водоносного горизонта при высачивании воды из стенок скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ подъема воды путем вытеснения ее из скважины силой тяжести водоподъемного устройства, балласта и/или осевым усилием (SU 2412379 А, 25.06.2009). Недостатком этого способа подъема воды является отбор воды со свободной поверхности ее в скважине. Это не позволяет удалять со дна скважины накапливающийся песок и ил, который поступает в скважину при высачивании воды из водоносного горизонта через стенки скважины.

Задача изобретения - производить очистку скважины от песка и ила, которые накапливаются иногда в больших количествах и препятсвуют высачиванию воды из водоносного пласта, что приводит к снижению дебита скважины, иногда и к прекращению водоотдачи.

Технический результат достигается тем, что в способе подъема воды из скважины путем создания весом водоподъемного устройства, балласта и/или осевого усилия избыточного давления на поверхность воды корпусом водоподъемника, имеющим водоприемное сопло и гидравлические уплотнения на боковой поверхности, согласно изобретению отбор воды производят у дна скважины после предварительного рыхления и взмучивания осадков путем возвратно-поступательного движения водоподъемного устройства у дна скважины, при котором динамическое воздействуют корпусом водоподъемника на отложения в скважине для их рыхления и взмучивания. Причем корпус водоподъемника поднимают на такую высоту над дном скважины, чтобы объем воды в скважине на участке от дна скважины до водоприемного сопла был в несколько раз больше объема водоподъемной трубы, а вес водоподъемника с балластом выполняют значительно больше веса жидкости в подъемной трубе. Последнее условие гарантирует выход воды с механическими взвесями по водоподъемной трубе на дневную поверхность, так как давление на поверхность воды в скважине превысит гидростатическое давление в водоподъемной трубе, а объем вытесняемой воды из скважины превысит объем воды в водоподъемной трубе, который возвращается в скважину при перемещении водоподъемного устройства вверх в исходное положение.

Пример осуществления способа

Способ подъема воды реализуется в устройстве, изображенном на прилагаемом чертеже и состоящем из водоподъемной трубы, корпуса с водоприемным соплом и гидравлическими уплотнениями на боковой поверхности, механизма для возвратно-поступательного и поворотного движения подъемных труб.

Подъем воды с целью чистки скважины от песка и ила производят следующим образом. В обсадную трубу 3 скважины погружают на водоподъемной трубе 2 корпус, содержащий на торце остроконечные шипы 4, водоприемное сопло 1 и гидравлические уплотнения 5 на его боковой поверхности, до упора в дно скважины. Затем производят подъем и опускание до дна скважины водоподъемной трубы 2 с водоприемным соплом 1 при одновременном периодическом поворачивании с помощью ручек 7 водоприемного сопла 1 вокруг вертикальной оси симметрии. При этом высоту подъема водоприемного сопла 1 от дна скважины выполняют такой, чтобы объем воды в скважине на участке от дна скважины до сопла 1 был больше объема водоподъемной трубы 2, предпочтительно в несколько раз, а вес водоподъемной трубы с корпусом принимают больше в несколько раз веса жидкости в подъемной трубе.

Устройство для подъема воды

Известно устройство для подъема воды. Оно содержит водоприемное сопло, камеру смешения и подъемные трубы (SU 1214859 А, 03.05.1982). Недостатком этого устройства является забор воды вблизи свободной поверхности ее в скважине. Это не позволяет удалять из скважины оседающие на дно песок и ил.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (SU 2412379 А, 25.06.2009). Оно содержит корпус с водоприемным соплом и гидравлическим уплотнением на боковой поверхности, камеру смешения, имеющую связь с атмосферой, водоподъемные трубы. Недостатком этого устройства является также отбор воды со свободной поверхности, что не препятствует осаждению песка и ила на дно скважины.

Задача изобретения производить очистку скважины от песка и ила, которые накапливаются на дне скважины из водоносного пласта путем разрушения и взмучивания осадка с последующей выдачей на дневную поверхность воды с механическими взвесями.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее корпус с водоприемным соплом и гидравлическим уплотнением на боковой поверхности, а также водоподъемную трубу, согласно изобретению снабжено механизмом для возвратно-поступательного движения водоподъемной трубы, ручками для поворота водоподъемной трубы вокруг вертикальной оси симметрии, а торец водоприемного сопла снабжен остроконечными шипами для разрушения скопления осадков. Объем водоподъемной трубы меньше объема вытесняемой жидкости.

Устройство для подъема воды изображено на прилагаемом чертеже. Устройство содержит корпус с водоприемным соплом 1, подъемную трубу 2, механизм 8 для возвратно-поступательного движения водоподъемной трубы 2 с водоприемным соплом 1. Водоприемное сопло 1 имеет на торце остроконечные шипы 4, а на боковой поверхности корпуса гидравлические уплотнения 5. Водоподъемная труба 2 на дневной поверхности имеет хомут 6 с ручками 7. Механизм для возвратно-поступательного движения выполнен в виде ворота 8 со штурвалом 10 на его торце. Ворот 8 смонтирован на раме 11.

Устройство работает следующим образом. В скважину 3 опускается воротом 8 водоподъемная труба 2 с водоприемным соплом 1 на нижнем ее конце, подвешенные на тросе 9. При длинной колонне подъемных труб, состоящей из нескольких соединенных резьбой труб, трос закрепляется на ней с использованием вертлюга. При достижении свободной поверхности воды сопло 1 передает вес водоподъемных труб 2 и, если требуется, балласта на поверхность воды, создавая избыточное давление. Под действием избыточного давления вода через сопло 1 поступает в подъемную трубу 2 и движется по ней до дневной поверхности, где изливается в приемную емкость 12 или котлован. По мере опорожнения скважины от воды водоприемное сопло опускается вниз до соприкосновения с дном скважины. При медленной скорости опускания водоприемного сопла оно может погружаться без излива воды на дневную поверхность.

При достижении дна скважины остроконечные шипы 4 сопла 1 внедряются в песчано-илистые осадки на дне и разрушают их. Поворотом хомута 6 за ручки 7 взмучиваются продукты разрушения. После этого воротом 8 подъемную трубу поднимают в зависимости от глубины и диаметра скважины, например, на 0,2-0,5 м и опускают в свободном падении. При этом все придонные взвеси выдаются на дневную поверхность по трубе 2. Попадание их в ствол скважины ограничивается гидравлическим уплотнением 5. Эти операции повторяются до полной очистки скважины от песка и ила.

Способ подъема воды и устройство для его осуществления могут быть применены в водоснабжении из подземных источников, а также при добыче полезных ископаемых через скважины и при строительстве скважин, особенно в сельской местности при дачном огородничестве и садоводстве. Способ подъема воды из скважин за счет создания избыточного давления на поверхность воды в скважине весом корпуса водоприемного сопла с водоподъемными трубами и при необходимости балласта. Забор воды производят в придонной части скважины с предварительным или одновременным рыхлением отложений песка и ила на дне скважины и взмучиванием этих отложений. Устройство для осуществления способа содержит водоприемное сопло с элементами гидравлического уплотнения на боковой поверхности его корпуса, водоподъемные трубы. Оно снабжено механизмом возвратно-поступательного движения сопла с водоподъемными трубами, торец сопла снабжен элементами рыхления отложений песка и ила на дне скважины, а водоподъемные трубы на дневной поверхности снабжены хомутом с ручками для обеспечения поворота труб относительно вертикальной оси. Способ и устройство для его осуществления позволяют чистить скважины от накопления в них песка и ила в процессе эксплуатации этих скважин и этим предотвращать снижение дебита из-за засорения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подъема воды из скважин за счет создания избыточного давления на поверхность воды в скважине весом корпуса водоприемного сопла с водоподъемными трубами и при необходимости балласта, отличающийся тем, что забор воды производят в придонной части скважины с предварительным или одновременным рыхлением отложений песка и ила на дне скважины и взмучиванием этих отложений.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее водоприемное сопло с элементами гидравлического уплотнения на боковой поверхности его корпуса, водоподъемные трубы, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом возвратно-поступательного движения сопла с водоподъемными трубами, торец сопла снабжен элементами рыхления отложений песка и ила на дне скважины, а водоподъемные трубы на дневной поверхности снабжены хомутом с ручками для обеспечения поворота труб относительно вертикальной оси.