Вакуумированная скважина вертикального дренажа Советский патент 1983 года по МПК E03B3/06 

(54; ВАКУУМИРОВАННАЯ СКВАЖИНА ВЕРТИКАЛЬНОГО Изобретение относится к забору подземных вод и может быть использовано при устройстве скважин вертикального др нажа на орошаемых и осушаемых землях на стройплошадках или территориях подвергающихся подтоплению. Известна конструкция скважины вертикального дренажа, включающая оголово кондуктор, колонну обсадных труб, фильт ровую колонну и погружной I насосный агрегат, подвешенный на колонне водоподъемных труб. Бурение скважины осуществляют роторным способом с обратной промывкой. Объединенную колонну обсадных и фильтровых труб после спуска обсьтают песчано-гравийной смесью по аатрубной кольцевой щели с поверхности- земли Cl 1 Недостатками данной скважины являю ся высокая металлоемкость вследствие наличия водоподъемных труб, трудоемкос монтажа и демонтажа труб при смене на сосного агрегата. Кроме того, для введения спуско-подъема колонны водоподъе

ДРЕНАЖА ных труб над скважиной необходимо устанавливать вышку или использовать автокран. В процессе работы скважина постоянно снижает дебит. Одной из причин снижения дебита является вьгаос с водой из водоносного пласта и фильтровой обсьшки песка и заиление им фильтровой колонны. Оседание песка в нижней части фильтровой колонны происходит из-за недостаточной скорости движения воды. Во время перерывов в работе скважины осевший в ее фильтровой колонну мелкий песок цементируется присутствующими в де химическими соединениями и уплотдается. Для востановления ттроизводйтель-. ности скважину периодически приходится чистить с помощью эрлифта или водоструйной установки. При этом затраты достигают 2О-ЗО% первоначальной стоимости скважины. Известна также конструкция вакуумированной скважины, включающая оголовок с сальниками, колонну обсадных труб, фильтровую колонну, погружной насос3100ный агрегат, оснащенный кабелем и кана том, и устройсгвог разделяющее скважину по высоге на две часги - напорную и всасывающую, наход5т1уюся под вакуумом С 2 По сравнвшпо с вышеопясанной эта конструкция имеет меньшую металлоемkocib. Вакуумирование позволяет понижать уровень воды за стенкой скважины в большей степени и тем самым увелкчиaaiii приток воды к ней. При этом возможно выполнять фильтровую колонну; меньшей длины. Однако, вследствие резкого и жесткого воздействия на водоносный пласг и фильтровую обсыпку при включении насосного агрегата в работу, вьгаос песка в фильтровую колонну ваку умированной скважины происходит в большей степени и более длительно, чем в фильтровую колонку обычной скважины. Как и обычные, вакуумированная скважин постепенно заиливается и ее также приходится чистагь. Наиболее блнакой к предлагаемому яв ляется конструкция вакуумированной сква жнны, включающая оголовок с сальником, колонну обсадных труб и фильтровую колон с отстойником, соединенные между собой посредством конического переходника, .погружной1 насосный агрегат с верхним расположением электродвигателя, размещенный в колонне водоподъемных труб и оснащенный кабель-канатом, и два уплотнения, одно :,из которь раположено между насосным. агрегатом и колонной водоподъемных труб, а другое - между водоподъемной и обсадной колоннами труб З. В этой конструкции скважины уплотне ние, расположенное между насосным агре гатом и колонной водоподъемных труб, разцеляег полость скважины на две час ги, напорную и всасьшающую Однако в целом конструкция этой сква жины нерациональна, так как вследствие наличия колонны водоподъемных труб она металлоемка. Применение колонны водоподъемных труб вынуждает увеличивать диаметр обсадной колонны. В процессе работы скважина такой конструкция заиливается. Целью изобретения является предотвра щение заиления, путем размыва осадкя вфильтрованной колонне и упрощение конструкции скважины. Указанная цель.цостигается тем, что вакуумированная скважина вертикального дренажа, включающая оголовок-с сальником, колонну обсадных труб, фильтровую ко4лонну и отстойник, соединенные между собой посредством конического п еход,ника, погружной насосный агрегат, оснащенный кабель-канатом, и уплотнение, раэделяюшее скважину на напорную и всасывающие части, снабжена промывным трубопроводом, смонтированным с внещней стороны фильтровой колонны, сообщающим напорную часть скважины и отстойник, погружной насосный агрегат установлен на коническом переходнике, а уплотнение размешено между погружным насосным агрегатом и коническим переходником. На чертеже схематически представлена предлагае гая вакуумнрованная скважина вертикального дренажа. Вакуумированная скважина вертикального дренажа предлагаемой конструкции включает оголовок - I с сальником 2, колонну обсадных труб 3 и фильтровую колонну 4 с отстойником, соединенные м€(жду собой посредством конического перехода 5, погружной насосный агрегат 6 с верхним расположением электродвигателя, оснащенный кабель-каналом 7, уплотнение 8, разделяющее полость скважины на две части - напорную и всасывающую, и промывной трубопровод 9, смонтированный с внешней стороны фильтровой колонны 4, параллельно ей. Верхний конец промывного трубопровода 9 присоединен к колонне обсадных ipy6 3 выше уплотнения 8, а нижний - к фильтровой колонне 4 над ее опорной пятой 10. Верхний конец 1фомывного трубопровода 9 с целью обеспечения возможное га перекрытия может быть присоединен также к оголовку I скважины. В этом случае, при включении насосного агрегата 6 из работы, промывной трубопровод 9 можно использовать и в качестве пьезометра. Строительство вакуумированной скважины вертикального дренажа предлагаемой конструкции осуществляют вращательным способом с обратной промывкой или ударным способом. При этом водоносный пласт вскрывают на всю его мощность. По достижении проектной глубины приступают к монтажу и спуску фильтровой колонны 4. Нижнюю часть ее длиной О,3 м выполняют из неперфорированной грубы, к которой прикрепляют нижний конец промывного трубопровода 9, центрирующий фонарь 11 и опорную пяту Ю. Промывной трубопровод 9 собирают параллельно фильтровой колонне 4 и прикрепляют к ней. Вьшолняюг его из коррооионно-сгойких груб, например попиэгиленовых или оцинкованных стальных, с внутренним диаметром не более 15 мм, По окончании монтажа фильтровой колонны 4 ведут сборку и спуск колонны обсадных труб 3. При этом стыки труб выполншотся водонепроницаемыми. Колонну о(5садных труб 3 с фильтровой колонной 4 соединяют с помощью коничес кого переходника 5. К обсадной трубе 3 выше места расположения уплотнения 8 прикрепляют- верхний коней водоподаюшего трубопровода 9. Затем опущенную в скважину колонну фильтровых 4 и обсадных 3 труб обсьшают песчано-гравийной смесью и с помощью эрлифта проводят строительную откачку с целью формирования гравийного фильтра. После этого, с помощью лебедки на кабель-канате 7, в скважину опускают погружной насосный агрегат 6, и устанавливают на конический переходник. Уплотнительный элемент 8, размещенный на торце корпуса насоса прижимается массой насосного arperaift 6 и гидростатическим давлением к поверх ности конического переходника 5 и надеж но разделяет скважину по высоте на две части, в верхней из которых при работе насоса 6 создается высокое давление и она служит водоподъемной колонной, а в нижней низкое - вакуум. Вакуумированная скважина вертикального дренажа работает следующим образом. При включении насосного агрегата 6 в работу в фильтровой колонне 4 скважины создается вакуум, вследствие чего в нее из водоносного пласта начинает пос тупать вода, с которой выносится и мелк песок. Поток воды, пройдя через насос 6 транспортирует его по колонне обсадных труб 3 и выносит на поверхность. Часть песка, поступающего в фильтровую колонн 4 через ее нижнюю часть, могла бы осесть, но этого не гфоисходит за счет непрерывного взвещиваюш его струей воды, вытекающей в нижнюю часть полости фильтровой колонны 4 из промывного трубопровода 9. Диаметр водоприемного отверстия, ерез которое вода поступает в промьшой трубопровод 9, назначают Ю-15 мм, тобы расход воды через него составлял е более О,3-О,5 л/с. Внедрение предлагаемой конструкции акуумированной скважины вертикального ренажа обеспечивает экономию средств, настоящее время на очистку пескующих кважин. По ориентировочным подсчетам кономический эффект составляет ЬООООО руб в год на одну скважину. Формула изобретения Вакуумированная скважина вертикального дренажа, включающая оголовок с сальником, колонну обсадных труб, фильтровую колонну и отстойник соединенные |4ежду собой посредством конического переходника, погружной насосный агрегат, оснащенный кабель-канатом, и уплотнение, разделяющее скважину на напорную и ;всасьшающие части, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения заиления путем размыва в фильтровой колонне и упрощения конструкции скважин она снабжена промывным, смонтированным с внешней стороны фильтровой колонны, сообщающим напорную чать скважины и отстойник, погружной насосный агрегат установлен на коническом переходнике, а уплотнение размещено между погружныК насосным агрегатом и коническим переходником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Приложение к инструкции по проектированию строительных систем, ч. 1У Дренаж на орошаемьпс землях. ВСН-11-8-74. Альбом конструкций горизонтального, вертикального и комбиниро - ванного дренажа. М., Минводхоз СССР 1976. 2,Авторское свидетельство СССР N 79412О, кл. Е ОЗ. В 3/О6 1981. 3,Авторское свидетельство СССР ,№ 408054, кл. Е 04 D 13/10 1973.