УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ВОДОЗАБОРНОГО ТРУБЧАТОГО КОЛОДЦА Российский патент 2012 года по МПК E03B3/00 

Изобретение относится к средствам сооружения водозаборов, в частности, из подземных источников в сельской местности, дачных участках, фермерских хозяйствах и частных подворьях.

Известны станки ударного бурения скважин (А.А.Авруцкий, М.Г.Кривенко Справочник мастера ударно-канатного бурения, Госгортехиздат, 1959, стр.58-59, рис.16-17). Они предназначены для бурения скважин большого диаметра до 300 мм и на большую глубину в сотни метров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту являются средства для сооружения трубчатых водозаборных колодцев ручным способом (Журнал «Лесное хозяйство», №4, 1959, С.И.Дундиков Упрощенная технология забивки трубчатого колодца). Для этого на выбранном месте для колодца роют шахту размером 0.8×0.8×1.0 м и устанавливают в нем фильтровую трубу с острым наконечником, и, установив в центре шахты, засыпают грунтом. Затем, присоединив к фильтру трубу, на нее свободно надевают бабу весом 25-30 кг. На расстоянии 1 м от фильтра на трубе болтами укрепляют стальной хомут - подбабок, состоящий из двух половин, а выше его на 1,5-2 метра устанавливают второй хомут с двумя блоками. После этого забивают трубу в грунт, поднимая бабу за обе веревки. Падая, баба ударяет по нижнему хомуту и заглубляет трубу. По мере заглубления колодца подбабок и хомут с блоками передвигают вверх по трубе. Заглубив первую трубу, навинчивают следующую и т.д. В процессе забивки проверяют, не появилась ли вода в трубе. Для этого в трубу опускают на шнуре отрезок тонкой трубки, который при соприкосновении с водой издает характерный звук. Забивку труб производят до тех пор, пока фильтр не погрузится в водоносный слой и уровень воды в трубе не будет на 0,5-1,0 м выше верхнего края фильтра. После этого забивку труб прекращают и откачивают воду до полного осветления ручным поршневым насосом, который закрепляют на верхнем торце забитой трубы.

Несмотря на то, что рассматриваемая технология позволяет вручную сооружать водозаборный колодец, она является несовершенной и трудоемкой. Подбабок не имеет жесткой связи с забиваемой трубой и при ударах проскальзывает по трубе. Хомут с блоками для подъема бабы при резких нагрузках тоже проскальзывает по трубе. Поэтому забить фильтровую трубу на глубину более 7-8 метров удается. Кроме того, поршневым насосом поднимать воду с глубины более 8 метров тоже практически невозможно.

Задача изобретения - обеспечить глубину забивки трубчатого колодца на несколько десятков метров и обеспечить подъем воды с глубины нескольких десятков метров.

Технический результат достигается тем, что подбабок выполнен в виде короткого составного элемента забивной колонны труб только большего диаметра, чем у трубы, и соединенного резьбой с трубами. По мере заглубления труб в грунт этот переходник переносят вверх. Бабу же выполняют в виде кольцевого груза с боковыми ручками, чтобы с ней мог управиться один рабочий. При этом одновременно уменьшают диаметр забивной трубы до 30…40 мм.

Для подъема воды из такого забивного колодца используют водоструйный насос. При этом вход воды из водоносного горизонта в фильтровую трубу производится ниже расположения водоструйного насоса. А в забитую в грунт трубу помещают трубку меньшего диаметра, и она соединяется с развернутым на 180 градусов выходом через сопло нагнетаемой воды в камеру смешения. Сопло совмещают с входным отверстием или отверстиями фильтровальной трубы. При нагнетании воды с поверхности она истекает через сопло с большой скоростью. При этом у фильтровального отверстия понижается давление и формируется вакуум, за счет которого подсасывается вода из водоносного пласта. В камере смешения рабочий и подсасываемый потоки смешиваются и по каналу забитой в грунт колонны труб поднимаются на дневную поверхность.

Устройство для сооружения трубчатых водозаборных колодцев изображено на прилагаемых к описанию чертежах. На чертеже 1 изображено устройство в момент забивки фильтровой трубы в грунт. На чертеже 2 устройство изображено в момент откачки воды из водоносного пласта.

Устройство для сооружения трубчатых колодцев при забивке фильтровой трубы в грунт состоит из колонны коротких забивных труб 1, длиной каждая не более 1 м, с острым наконечником 6 и фильтровой водоприемной трубой 5, подбабника 4, выполненного в виде резьбового переходника забивных труб, груза 2 для нанесения ударов по подбабнику 4 с ручками 3. Устройство в момент откачки воды состоит из колонны забитых в грунт труб 1 с острым наконечником 6 и фильтровой водоприемной трубой 5, которая имеет входные отверстия для воды 7. В фильтровой трубе размещен водоструйный насос, состоящий из сопла 8 и камеры смешения 9 таким образом, чтобы участок между соплом и камерой смешения с входными отверстиями 7 фильтровой трубы 5 совпадали. Фильтровая водопринимающая труба 5 отделена от водоподъемной колонны труб 1 жесткой водонепроницаемой перегородкой 12, в которой размещена камера смешения водоструйного насоса. В трубе 1 размещена трубка 10, которая соединяет насос 11, установленный на дневной поверхности с соплом 8 водоструйного насоса.

Устройство работает следующим образом. Начальная сборка забивной колонны труб состоит из острого наконечника 6, фильтровой водоприемной трубы 5, резьбового переходника 4 и одной трубы 1. Затем ударами заглубляется наконечник в грунт, примерно, на полметра, чтобы колонна сохраняла вертикальное положение без удерживания ее руками. После этого груз 2, удерживаемый за ручки 3, одевается на трубу 1 и опускается на резьбовой переходник 4. В таком состоянии колонна труб готова для забивки в грунт. Один рабочий, удерживая груз 2 за ручки 3, поднимает его и с дополнительным ускорением от мускульных усилий наносит удар по резьбовому переходнику 4. От таких ударов колонна труб погружается в грунт. По мере заглубления колодца переходник 4 переносят вверх. Он всегда расположен между самой верхней трубой и последующей. В процессе забивки проверяют, не появилась ли вода в трубе. Забивку производят до тех пор, пока фильтр не погрузится в водоносный слой. Предпочтительно фильтр располагать следует у нижней границы водоносного слоя. После этого забивку труб прекращают и приступают к откачиванию воды из колодца. Для этого в водоподъемные трубы 1 опускают центральную трубку 10 и соединяют с соплом 8 водоструйного насоса, а на поверхности эту трубу соединяют с нагнетательным патрубком насоса 11. Схема подъема воды показана на чертеже 2.

Насос 11 всасывает воду из емкости 13 и нагнетает по трубе 10 через сопло 8 в камеру смешения 9. Высокоскоростная струя воды, истекающая из сопла 8, формирует вакуум и увлекает за собой воду, находящуюся в фильтровой водоприемной трубе 5. В опорожняющуюся фильтровую трубу 5 через отверстия 7 поступает новая порция воды из водоносного слоя. А из камеры смешения 9 вода истекает в полость водоподъемных труб 1 и под напором струи из сопла движется вверх и складируется в сборной емкости 13.

Таким образом вода из забивного трубчатого колодца поднимается вверх на несколько десятков метров.

Устройство содержит острый наконечник, фильтровую водоприемную трубу, колонну водоподъемных труб, груз для нанесения ударных нагрузок по колонне забивных водоподъемных труб и элемент для восприятия ударных нагрузок. Элемент выполнен в виде переходника в забивной колонне с резьбовым соединением соседних труб. Водозаборный колодец снабжен водоструйным насосом. Внутренний объем водоприемной фильтровой колонны отделен от внутреннего объема водоподъемной трубы жесткой водонепроницаемой перегородкой, в которой размещена камера смешения водоструйного насоса. Изобретение обеспечивает глубину забивки трубчатого колодца на несколько десятков метров, а также подъем воды с глубины нескольких десятков метров. 2 ил.

Устройство для сооружения трубчатого водозаборного колодца, содержащее острый наконечник, фильтровую водоприемную трубу, колонну водоподъемных труб, груз для нанесения ударных нагрузок по колонне забивных водоподъемных труб, элемент для восприятия ударных нагрузок, отличающееся тем, что элемент для восприятия ударных нагрузок выполнен в виде переходника в забивной колонне с резьбовым соединением соседних труб, водозаборный колодец снабжен водоструйным насосом, а внутренний объем водоприемной фильтровой колонны отделен от внутреннего объема водоподъемной трубы жесткой водонепроницаемой перегородкой, в которой размещена камера смешения водоструйного насоса.