Устройство для очистки скважин на воду Российский патент 2022 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к устройствам, применяемым при очистки скважин, в частности для очистки и восстановления скважин питьевой воды.

В настоящее время для восстановления и очистки скважин применяется множество устройств, применение которых основано на разрыхлении или размывании твердого грунта или загрязнений, забивших скважину и последующего удаления этого грунта, а также загрязнений. Так, например, известен способ очистки скважин с помощью устройства, представляющего собой стальную трубу с механическим клапаном с одной стороны. Клапаны могут быть различной конструкции, например, шариковый или лепестковый, возможны и другие конструкции (Желонка: разновидности продукта для чистки скважины / [Электронный ресурс] - URL: https://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/skvazhina/zhelonka/ (дата обращения 26.10.2021)). Для очистки скважины с помощью такого устройства, его сбрасывают на дно скважины с некоторой высоты. При этом в нижнюю часть устройства попадает засоряющий грунт, выпадение которого задерживается клапаном. За несколько сбрасываний нижняя часть трубы заполняется грунтом, ее вытаскивают, грунт извлекают, затем очистку продолжают. Недостатком такого устройства является большая трудоемкость очистки. Известно также использование устройства для очистки скважин с помощью использования двух насосов: с помощью одного насоса в скважину подают воду и размывают грунт/ил на дне скважины, с помощью другого откачивают пульпу (Как почистить скважину своими руками/ [Электронный ресурс] - URL: https://m-stone.ru/inzhenernye-sistemy/vodosnabzhenie/chistka-skvazhiny-svoimi-rukami-kak-prochistit-skvazhinu-na / (дата обращения 26.10.2021)). Недостатком этого устройства является низкая производительность способа с указанным устройством и ограничение по очистке с крупнозерновых фракций грунта.

Наиболее близким (прототипом) по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является устройство, которое часто называют эрлифтом или аэрлифтом. В общем виде устройство представляет собой две линии, выполненные в трубах, по одной линии нагнетают в скважину под давлением жидкость (воду) или газ (воздух), с помощью которых размывают твердые загрязнения, отложения, а по другой линии - трубе откачивают пульпу. При этом линия нагнетания или напорная линия заканчивается полым стержнем, через который идет размывание твердых донных отложений (Эрлифт для скважины/ [Электронный ресурс] - URL: https://чистая-скважина.рф/chistka-skvazhinyi-metodom-erlifta / (дата обращения 26.10.2021)). Недостатком этого устройства являются ограничения по удалению крупнозернистых фракций загрязнений.

Решаемой задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала технических средств устройств для очистки скважин. При этом назначением заявляемого изобретения является осуществление устройства для очистки скважин.

Достижение указанного технического результата в заявляемом изобретении достигается за счет осуществления устройства для очистки скважин на воду, включающего полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением и линию отведения пульпы, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции пульпы, линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями, при этом вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается.

Заявляемое изобретение имеет следующие, общие с ближайшим аналогом существенные признаки: полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением и линию отведения пульпы.

Отличают заявляемое изобретение от прототипа следующие существенные признаки:

- на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции отводимой из скважины пульпы,

- линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями,

- вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается.

Приведенные существенные признаки являются отличительными от прототипа, т.к. каждый из них не содержится в совокупности существенных признаков прототипа, т.е. не присутствуют в перечне признаков, осуществляемых в прототипе, и не являются их характеристикой.

Для однозначного и более полного понимания описания устройства для очистки скважин на воду (устройства очистки) далее приведены пояснения и уточнения, использованных выше понятий и терминов, а также раскрытие признаков изобретения с указанием причинно-следственных связей их осуществления.

Заявляемое устройство представляет собой совокупность конструкционных элементов, объединенных единым творческим замыслом и выполненных как единое техническое решение, предназначенное для очистки скважин, прежде всего скважин на воду, от ила, песка, камней и других загрязнений размером до 50 мм, а в некоторых случаях и больше, за счет организации в скважине восходящего турбулентного потока, подхватывающего загрязнения на нижнем уровне скважины и направляющего их вверх. Поток может быть организован текучей средой, прежде всего средой на основе воды и ее смесей, а также на основе газообразной смеси, в основном воздуха. (К текучим средам относятся газ и жидкость - Научно-технический энциклопедический словарь / [Электронный ресурс] - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4704/ТЕКУЧАЯ / (дата обращения 26.10.2021)).

Основой замысла заявляемого технического решения является конструктивная организация напорной линии, а линия отведения загрязнения при этом реализуют между стенкой скважины и устройством очистки за счет выполнения контролируемого зазора между стенкой скважины и накопителями. При этом одновременно происходит отделение из пульпы и фракционирование крупных твердых частиц на накопителях, а также вывод мелкой фракции загрязнений с жидкой частью пульпы.

Напорная линия организована путем подачи текучей среды под давлением по трубопроводу или шлангу от насоса или компрессора к загрязнениям скважины через полый стержень. Полый стержень (стержень) является основным элементом устройства очистки и в рабочем положении размещен на ее конце напорной линии. Концы стержня следует различать функционально: один конец предназначен для подсоединения напорной линии текучей среды (сторона/конец подсоединения), а другой конструктивно оформлен для истечения текучей среды под давлением (рабочий конец). Сторона подсоединения может быть свободной от конструктивных изменений, а может быть выполнена с фланцами, резьбой и другими элементами подсоединения к напорной линии. Конструктивное оформление рабочего конца стержня предполагает возможность реализации функций размывания и разрыхления загрязнений скважины. Для этого на конце стержня выполняют различные конструктивные решения и приспособления. Возможно также выполнение рабочего конца без конструктивных изменений в виде простого цилиндрического окончания, что позволяет подсоединять к нему различные дополнительные устройства: клапаны, фрезы, разрыхлители и другое. Полый стержень, как правило изготавливают из труб, преимущественно из труб круглого сечения. Он может быть как цельным - из одной трубы, так и составным. В последнем случае части соединяют с помощью резьбовых соединений, различных посадок, механических соединений и, наконец, сварки.

Выход текучей среды из полого стержня направлен в сторону загрязнений скважины, а именно вниз и/или по бокам скважины. Поток текучей среды направленный под давлением на загрязнения размывает их и образует в скважине пульпу. За счет давления текучей среды пульпа движется вверх скважины. На внешней стороне полого стержня выполнены накопители для загрязнений - твердой фракции пульпы.

Таким образом движение пульпы вверх происходит между накопителями и стенкой скважины, а именно в пространстве между полым стержнем с накопителями и внутренней поверхностью скважины. При этом максимальная скорость пульпы или частиц пульпы осуществляется именно в зазоре между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя. Выше накопителя скорость пульпы резко снижается и подъемная сила, действующая на частицы, падает. Такая характеристика процесса позволяет организовать разделение и отвал частиц на накопители по размерам - на более низкие ярусы выпадают более крупные частицы. Таким образом происходит фракционирование частиц загрязнений по размерам. За внутреннюю поверхность скважины следует принимать внутреннюю поверхность обсадной трубы. В пространстве между стенками обсадной трубы и внешней поверхностью накопителей движется вверх пульпа, а расстояние между ними (зазор) обуславливает направленную вверх силу давления на частицы пульпы. Результирующая силы тяжести и давления вверх для частиц увеличивается пропорционально соотношению D²/D³, где D - средний диаметр частицы, поэтому более тяжелые и крупные частицы оседают на накопителях, расположенных внизу стержня, а самые мелкие и легкие удаляют из скважины с потоком воды.

Фракционирование частиц можно усилить с помощью организации заданной скорости пульпы в зазоре между стенкой скважины и внешней поверхностью накопителей. При этом целесообразно изменять, а именно увеличивать, зазор вверх по ярусам. В этом случае скорость в зазорах по мере повышения положения ярусов будет снижаться, что способствует выпадению (отвалу) более крупных частиц на нижних ярусах, средних частиц на более высоких ярусах и удалению мелких частиц вместе с пульпой изливом или откачиванием. Увеличивать зазор можно монотонно от яруса к ярусу, а можно и ступенчато по группам ярусов. Последнее имеет смысл при большом количестве ярусов на полом стержне. Естественно, что на характеристики процесса кроме зазора влияют также мощность и производительность насосов.

Накопители твердой фракции пульпы или твердые частицы загрязнений представляют собой емкости для накопления указанных твердых частиц (накопители). Форма этих накопителей может быть разная: чашки, корзины, лодочки, желоба и другие объемные формы, а также лепестковые ярусы. Последние выполняют из лепестков, которые представляют собой отбортованные пластины формой аналогичной сектору круга и расположенные рядом друг с другом. Предпочтительным в конструкции накопителей является выполнение в их днище и боковинах перфораций различной формы, а также выполнение днища в конусообразной форме. Перфорации в днище накопителей можно заменить выполнением зазоров между полым стержнем и накопителями. При выполнении перфораций в днище учитывают их влияние на изменение динамики потока в зазорах. Указанные выше емкости можно также изготавливать из проволоки, сетки, винтовых пружин. В этих случаях расчетная динамика потока пульпы в зазорах восстанавливается по мере закрытия днищ накопителей. Накопители закрепляют на внешней стороне полого стержня на разном расстоянии по высоте от конца полого стержня, преимущественно ярусами. При этом в ярусе может быть выполнен как один, так и несколько накопителей. Накопители могут быть выполнены огибающими полый стержень по окружности, а также ассиметрично относительно полого стержня, т.е. с одной стороны. Ярус может содержать как один, так и несколько накопителей. Минимальное количество ярусов составляет два, меньшее количество не обеспечивает производительности и необходимой для отведения частиц гидродинамики. Максимальное количество ярусов размещения накопителей определяется шириной скважины, мощностью насоса, планируемой производительностью по объему отводимых пульпы и твердых частиц, размером твердых частиц пульпы и составляет 2-6 ярусов на 1 метр длины полого стержня. Закрепление накопителей на стержне съемное. Для такого закрепления на внешней поверхности полого стержня выполнены специальные посадочные места, а накопители содержат соответствующие крепежные элементы. В качестве посадочных мест могут быть выполнены, например, скобы, а в качестве крепежных элементов - крюки, штифты, шпильки. В случае сварного соединения посадочным местом является выбранное место на стержне или специальное утолщение, а крепежным элементом является край отверстия или также утолщение. После заполнения накопителей твердыми частицами, песком, илом полый стержень с накопителями извлекают из скважины, накопители очищают, затем полый стержень с очищенными накопителями опять помещают в скважину и продолжают процесс очистки.

Полый стержень представляет собой протяженный полый стержень круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Один конец этого стержня присоединен к трубопроводу или шлангу напорной линии, а второй является рабочим и через него вытекает текучая среда, струи которой направляют на загрязнения скважины с целью их размывки. Возможно также изготовление рабочего конца стержня скошенным, с зубцами, в виде фрезы, утяжеленным для механического разрыхления донного грунта и загрязнений, а также разрушения каменных вывалов в открытой части ствола скважины. Все эти конструктивные элементы предназначены для разрыхления донного грунта, донных загрязнений, вывалов, попадания грунта и других предметов. Также боковые стенки полого стержня в его окончании могут содержать перфорации для размывания загрязнений боковыми струями. Аналогично участки с перфорациями могут быть выполнены на ограниченной площади концевой части полого стержня на различной его высоте. В данном случае боковыми струями будут смывать боковые загрязнения скважины. Отверстия перфораций, как правило, выполняют круглой формы диаметром 5-10 мм. Для усиления давления боковых струй конец полого стержня может быть заглушен, содержать клапан или запорную арматуру. Длина полого стержня не лимитируется и зависит от конкретных задач: заданного веса стержня, заданной прочности и твердости с учетом веса накопителей, а также необходимости разрыхления грунта. На практике длина стержня преимущественно колеблется от 0,7 до 3 м.

Полый стержень, накопители, посадочные места и крепежные элементы преимущественно изготовлены из сталей различных марок, в том числе из нержавеющих марок сталей. Тем не менее указанные конструктивные элементы могут быть изготовлены из других металлических сплавов, например, алюминиевых сплавов, латуни, бронзы, а также полимерных и композиционных материалов. Полый стержень может также представлять собой специальную конструкцию, сочетающую свойства гибкого и твердого изделия, например, аналогичного свойствам гибкого кронштейна или упрочненного брезентового шланга.

Заявляемое изобретение является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания устройства, состоящего из конструктивных элементов - полого стержня, накопителей, а также посадочных мест и крепежных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом вся совокупность существенных признаков данного изобретения - системы конструктивных элементов объединена единым творческим замыслом, а именно реализацией устройства очистки скважин на воду за счет совмещения напорной линии, устройств накопления загрязнения, а также линии отведения пульпы в одном устройстве. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и единой функциональной взаимосвязи, а их совместное использование приводит к созданию нового устройства, позволяющего достичь технического результата путем реализации заявленного назначения.

В ходе изучения уровня техники устройств для очистки скважин на воду не выявлены технические решения, существенные признаки которых по отдельности или в какой-либо совокупности совпадают с отличительными существенными признаками заявляемого изобретения и позволяют достичь заявляемого технического результата. Таким образом, подтверждено отсутствие известности влияния отличительных существенных признаков заявляемого изобретения на заявленный технический результат.

Следует также обратить внимание, что использование всей заявленной совокупности существенных признаков, в том числе совокупности отличительных признаков, для получения заявленного технического результата не следует явным образом для специалистов из уровня техники, т.к. не является объединением, изменением или совместным использованием сведений, содержащихся в уровне техники, и/или общих знаний специалиста.

Действительно, использование всей совокупности существенных признаков заявляемого изобретения для целей реализации назначения не следует для специалистов явным образом из уровня техники за счет использования следующих технических решений:

- размещение на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса съемных накопителей твердой фракции отводимой из скважины пульпы,

- организация и реализация линии отведения пульпы между стенкой скважины и накопителями,

- увеличение расстояния между стенкой скважины и накопителями вверх по линии отведения пульпы для формирования и организации эффективного гидродинамического потока.

Здесь следует заметить, что указанные существенные признаки дополняют друг друга и повышают эффективность очистки скважины: правильная организация гидродинамического потока позволяет добиться максимального заполнения накопителей, что снижает количество перезагрузок и очисток накопителей, а также способствует повышению выхода мелких частиц с пульпой за счет ее откачивания или излива из верхней части скважины. Все это сокращает общее время очистки. При этом достижения оптимального гидродинамического потока добиваются подбором давления подаваемой текучей среды, а также зазоров между стенкой скважины и накопителями на каждом уровне ярусов.

Данное техническое решение является промышленно применимым в области очистки и восстановления скважин питьевой воды. Применение и использование заявляемого устройства не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено как специалистами, так и обычными потребителями. При осуществлении заявляемого технического решения используют устройства, приборы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления изобретения являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются механические средства, станочное оборудование и ручной инструмент механической обработки. Указанная выше совокупность существенных признаков заявляемого изобретения и их раскрытие позволяет сделать вывод о достижении заявленного технического результата путем реализации заявленного назначения.

Приведенное выше описание показывает, что осуществление отличительных от прототипа существенных признаков, в том числе их характеристик, обеспечивает реализацию назначения заявляемого изобретения, а именно, очистку скважин на воду. При этом показано, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, позволяющая достичь заявленного технического результата, отличается от совокупности существенных признаков аналогов, прототипа, а также и других известных источников данных, т.е. не известно применение данной совокупности существенных признаков с реализацией заявленного назначения или с получением заявленного технического результата. Другими словами, заявляемое изобретение не известно из уровня техники.

Эффективного осуществления заявленного технического результата достигают также в следующих нижеперечисленных модификациях описанного выше устройства, характеризующих частные случаи его выполнения:

1. Описанное выше устройство очистки скважин на воду (устройство), отличающееся тем, что полый стержень выполнен составным.

2. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен скошенным, под углом к его центральной оси.

3. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен с перфорациями.

4. Устройство, отличающееся тем, что на ограниченном участке полого стержня выполнены перфорации.

5. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен в виде клапана.

6. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня напорной линии конструктивно оформлен как разрыхлитель.

7. Устройство, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня выполнены посадочные места для крепления накопителей твердой фракции пульпы.

8. Устройство, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы содержат крепежные элементы для присоединения к внешней стороне полого стержня.

9. Устройство, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы выполнены в виде емкостей с перфорациями в днище и боковинах.

Приведенные модификации заявляемого изобретения являются техническими решениями, т.к. представляют собой частные решения задачи достижения заявленного технического результата путем реализации устройства для очистки скважин на воду, состоящего из конструкционных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом совокупность существенных признаков данного изобретения -совокупность устройств и конструкционных элементов объединена единым творческим замыслом. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи.

Указанные выше модификации заявляемого изобретения являются промышленно применимыми, т.к. могут быть применены в области устройств для очистки скважин на воду. Применение и использование таких устройств не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено специалистами с соответствующей подготовкой. При осуществлении изобретения используют устройства и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления изобретения являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются металлообрабатывающие станки и сборочный монтаж.

Описание заявленного изобретения проиллюстрировано на фигурах 1-4.

Фиг. 1 - общий вид устройства для очистки скважин на воду.

Фиг. 2 - устройство с накопителями в виде корзин и скошенным концом полого стержня.

Фиг. 3 - устройство с накопителем в виде желобов и перфорациями в нижней части полого стержня.

Фиг. 4 - устройство с накопителем в виде лепестков и зубцами в конце полого стержня.

Фиг. 5 - устройство с ассиметричным расположением полого стержня и накопителей.

На указанных фигурах приведены следующие обозначения:

1 - полый стержень

2 - напорная линия подачи текучей среды

3 - конец стержня для подсоединения напорной линии

4 - рабочий конец стержня

5 - перфорации

6 - съемный накопитель

7 - посадочный элемент

8 - крепежный элемент

9 - внутренняя сторона обсадочной трубы

10 пространство между стенкой трубы и накопителем (линия отведения пульпы)

11 - выполнение рабочего конца в виде зубцов

12 - выполнение конечной части полого стержня скошенным

13 - направление текучей или газовой среды

14 - соединитель напорной линии и полого стержня

15 - накопитель в виде лепестков

Заявляемое изобретение осуществляют следующим образом.

Согласно заявляемому техническому решению, устройство для очистки скважин на воду в качестве основного элемента содержит полый стержень 1, который подсоединен к напорной линии подачи текучей среды под давлением 2. Подсоединение к напорной линии осуществлено на функционально и конструктивно подготовленном для этого конце стержня 3. Противоположный конец стержня конструктивно оформлен для истечения текучей среды под давлением и является рабочим концом 4. Конструктивное оформление рабочего конца стержня предполагает реализацию функций размывания и разрыхления загрязнений скважины. По его боковой части рабочего конца, а также ограниченными участками по его длине могут быть выполнены перфорации 5 для организации боковых струй очистки. Отверстия перфораций, как правило, выполняют круглой формы диаметром 5-10 мм. На внешней стороне стержня размещены ярусами съемные накопители 6. Накопители могут быть выполнены в различной форме, например, в виде чашки, корзины, лодочки, желоба, а также лепестков. Лепестки представляют собой отбортованные пластины формой аналогичной сектору круга и расположенные рядом друг с другом. Для крепления накопителей на внешней стороне полого стержня выполнены посадочные элементы 7 и соответственно на накопителях крепежные элементы 8. Накопители закрепляют на внешней стороне полого стержня на разном расстоянии по высоте от конца полого стержня. При этом на ярусе может быть выполнен как один, так и несколько накопителей. Накопители могут быть выполнены огибающими полый стержень по окружности, а также ассиметрично относительно полого стержня, т.е. с одной стороны. Ярус может содержать как один, так и несколько накопителей. Минимальное количество ярусов равно двум. Первый - нижний ярус выполняет функцию рассекателя поднимающегося потока эмульсии (воды и пульпы) для направления отбившихся частиц об стенки скважины в верхние загружаемые ярусы и остаточного выпадения и загрузки в нижние. Описанная конструкция размещена внутри обсадочной трубы скважины и предназначенной для ее очистки. Между внутренней стороной обсадочной трубы 9 и стенками накопителей организовано специальное пространство, которое является пространством для отведения пульпы или линией отведения пульпы 10. По этой линии осуществляют вывод загрязнений из скважины с одновременным фракционированием твердых частиц пульпы на накопителях. Конечная часть полого стержня может быть выполнена фигурной для организации направленного потока под давлением на загрязнения. Также конечная часть полого стержня может быть выполнена в виде зубцов 11, фрезы 13, со скошенным концом 12, а также с утяжелением. Во всех этих случаях рабочая часть стержня может содержать перфорации.

Функционирование изобретения осуществляют следующим образом.

На посадочные элементы полого стержня прикрепляют накопители используя его крепежные элементы. Накопители прикрепляют ярусами в количестве 2-6 ярусов на один метр стержня, исходя из конструкционной длины загружаемых накопителей. К верхнему концу полого стержня присоединяют линию подачи текучей среды. Собранную конструкцию помещают в предназначенную для очистки скважину на дно или на заданную высоту, после чего подают по напорной линии под давлением текучую среду, например, воздух и/или воду. Для усиления эффекта очистки скважин в качестве текучей среды можно использовать углекислоту, жидкий раствор бентонита, раствор ортофосфорной или лимонной пищевых кислот, которые способствуют разложению налета и загрязнений. При необходимости возможно также использование щелочных текучих сред. В зависимости от наличия перфораций и конструкции конца полого стержня организуют струи текучей среды под давлением, направленные на загрязнения. Для разрыхления, вымывания и разложения донных загрязнений можно использовать острие скошенного конца полого стержня, зубцы и фрезы на его конце. Воздействие указанных механических элементов на донные загрязнения осуществляют посредством колебательных горизонтальных, вертикальных, вращательных движений конструкции или кавитации жидкой, газообразной среды. Разрыхленный и/или размытый грунт и загрязнения под действием подаваемого по напорной линии давления образует с рабочим раствором пульпу, которая поднимается вверх. При этом происходит фракционирование на ярусах накопителей: более крупные фракции твердых частиц пульпы оседают на нижних ярусах накопителей, а самые мелкие и легкие удаляют из скважины самоизливом или верхней откачкой с помощью погружного насоса. После наполнения накопителей давление отключают, конструкцию с накопителями извлекают из скважины, накопители очищают и затем конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют таким образом до окончания очистки скважины.

Пример 1.

Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 133x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на одном конце которого выполнено конструктивное изменение, а именно конец скошен. Другой конец стержня имеет резьбу для подсоединения к напорной линии. Протяженность полого стержня составляет 0,7 м, диаметр 40x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют два яруса накопителей, выполненных в виде корзин. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде крючьев. В каждом ярусе крепят одну корзину в форме сектора окружности с углом в 120° и коническим днищем. При этом ось полого стержня смещена от оси скважины в сторону противоположную выступу корзины. Такое положение корзины позволяет увеличить зазор между стенкой скважины и нижней корзиной до 45 мм при выступе корзины 40-48 мм, зазор между корзиной верхнего яруса и стенкой скважины в этом случае составляет 25-33 мм. В данном случае выступ корзины практически равен (или немного больше) радиусу сектора корзины. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,2 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды или рабочего раствора, а также воздуха и опускают на страховочном тросике до дна скважины на глубину 25 м. Подсоединение воды и воздуха, рабочей жидкости осуществляют через трехходовой кран с помощью резьбовой муфты. После этого с помощью трехходового крана подают по напорной линии воздух под избыточным давлением 8-12 бар. Периодически с помощью трехходового крана переключают поток воды на поток воздуха под тем же давлением, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью страховочного тросика. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 2 мм откачивают из верхней части скважины с помощью центробежного насоса. Через 15 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзине нижнего яруса находились частицы размером 15-35 мм, в корзине верхнего яруса находились частицы 3-15 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины и извлечению отложений до паспортной глубины.

Пример 2.

Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 219x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на одном конце которого по боковой поверхности высотой 0,4 м выполнены перфорации в виде круглых отверстий диаметром 10 мм, сам конец заглушен и содержит зубцы. Зубцы служат щупом и разрыхлителем дна скважины для определения качества очистки и контроля заглушенной части или щебневой подсыпки путем проверки твердости: если зубцы не входят, а упираются с небольшим отскоком - работа считается выполненной и дно чистым. Конец подсоединения содержит кольцевой фланец. Протяженность полого стержня составляет 2,0 м, диаметр 80x4. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют 6 ярусов накопителей, выполненных в виде круговых желобов. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде фиксирующих шпилек. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,25 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды, воздуха, опускают на крепежном тросе до дна скважины на глубину 50 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя в нижнем ярусе составляет 30-40 мм, а в верхнем 40-50 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-4 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Подсоединение воды и воздуха осуществляют через трехходовой кран с помощью съемной муфты. После этого с помощью трехходового крана подают по напорной линии воду под избыточным давлением 10-14 бар. Периодически с помощью трехходового крана переключают поток воды, рабочего раствора на поток воздуха под тем же давлением, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежного троса, тем самым попеременно регулируя высоту для изменения потоков турбулентности и веера загружаемых частиц. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 5 мм откачивают из верхней части скважины с помощью винтового насоса. Через 30 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзинах 2 нижних ярусов находились частицы размером 15-30 мм, в корзинах 2 верхних ярусов находились частицы 2-10 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.

Пример 3.

Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 159x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на рабочем конце которого по боковой поверхности высотой 0,3 м выполнены перфорации в виде круглых отверстий диаметром 5 мм. Перфорации предназначены для выхода рабочей текучей среды. Сам конец заглушен и содержит зубцы для разрыхления и контроля твердости дна. Другой конец свободен от конструктивных изменений. Протяженность полого стержня составляет 2,0 м, диаметр 40x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют 5 ярусов накопителей, выполненных в виде чаш. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде фиксирующих шпилек. В каждом ярусе крепят 1 чашу, облегающую стержень. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,25 м, между ярусами 0,27 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды и опускают на крепежном тросе до дна скважины на глубину 70 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя в нижнем ярусе составляет 25-35 мм, а в верхнем 35-45 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-3 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Подсоединение воды осуществляют через кран с помощью съемной муфты. После этого подают по напорной линии воду под избыточным давлением 10-12 бар. Периодически изменяют напор потока воды, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежного троса. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 2-3 мм удаляют самоизливом с оголовка скважины. Через 20 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзине нижнего яруса находились частицы размером 15-35 мм, в корзине верхнего яруса находились частицы 2-10 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.

Пример 4.

Для проведения очистки скважины, содержащей донные и боковые загрязнения, с обсадной трубой 168x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, по боковой поверхности которого на участке длиной по высоте 50 см на расстоянии 0,25 м от конца выполнены перфорации диаметром 10 мм, сам конец заглушен и содержит фрезу с внешней стороны трубы - без изменения проходного диаметра. Другой конец свободен от конструктивных изменений. Протяженность полого стержня составляет 3,0 м, диаметр 68x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют ярусами накопители, выполненных в виде чашек. В нижней части крепят чашки частотой 6 ярусов на метр длины, в средней части - 5 чашек на метр, а в верхней части - 4 чашки на метр. Крепление чашек осуществляют крепежными элементами в виде крючьев и контрольных хомутов с упорным болтом в стержень. В каждом ярусе крепят 4 чашки в виде секторов круга без промежутков между ними. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,40 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воздуха и опускают на 2 крепежных тросах, до дна скважины на глубину 70 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителей в нижней части стержня составляет 20-30 мм, а в верхней части 28-40 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-4 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Контроль за натяжением тросов, расположением стержня с накопителями и выполнения рабочих действий механизмов происходит при помощи видео камеры подводного исполнения в реальном времени посредством передачи сигнала видеосвязи - кабелем на поверхностный монитор оператора очистки. Подсоединение воды осуществляют через электрический клапан с помощью резьбового соединения. После этого подают по напорной линии воздух под избыточным давлением 14-20 бар. Одновременно осуществляют вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежных тросов. Крепление устройства на 2 тросах позволяет также выполнять горизонтальные продольно-поперечные движения всей конструкцией (при соответствующем утяжелении конструкции и соблюдении формулы: сила, приводящая к вращению механизма натяжкой одного троса и вытравливания другого - меньше силы подъема всего устройства), что обеспечивает воздействие зубцов на донный грунт. Вращательное движение на фрезу передается от боковой шестерни ролика каната и механизма приведения вращения. Жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц до 2 мм откачивают из верхней части скважины с помощью центробежного насоса. Через 45 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзинах нижней части стержня находились частицы размером 15-30 мм, в корзинах верхней части находились частицы 2-15 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.

Приведенные в примерах данные наряду с изложенным выше описанием убедительно показывают реализацию назначения заявляемого изобретения и достижения таким образом технического результата при осуществлении совокупности всех заявленных существенных признаков.

Приведенные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения. Напротив, возможны также варианты и модификации описанных примеров в пределах объема прав, изложенных в формуле изобретения.

.Изобретение относится к устройствам, применяемым при очистке скважин, в частности для очистки и восстановления скважин питьевой воды. Устройство включает полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением, и линию отведения пульпы. На внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции пульпы. Линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями, при этом вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается. Расширяется арсенал технических средств. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для очистки скважин на воду, включающее полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением, и линию отведения пульпы, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции пульпы, линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями, при этом вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полый стержень выполнен составным.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня выполнен скошенным, под углом к его центральной оси.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня выполнен с перфорациями.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на ограниченном участке полого стержня выполнены перфорации.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня выполнен в виде клапана.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня напорной линии выполнен как разрыхлитель.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня выполнены посадочные места для крепления накопителей твердой фракции пульпы.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы содержат крепежные элементы для присоединения к внешней стороне полого стержня.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы содержат перфорации.