Вакуумный трубчатый колодец Советский патент 1955 года по МПК E03B3/12 E03B5/04 F04B47/00 F04F1/08 

Производительность трубчатых колодцев с фильтром, опущенным в маломощный водоносный слой, в значительной мере зависит от на.тичия условий, облегчающих нритекание воды к фильтру из водоносного слоя при всасывающем ходе порщня насоса, соединенного с фильтром.

В известных колодцах условия иритекания воды к фильтру из водоносного слоя затрудненъ, что и снижает их производите.тьность.

В описываемом колодце притекание воды к фильтру облегчено.

Колодец имеет ту особенность, что, с увеличения производительности и предотвращения образования депрессионной кривой, нагнетательная труба изолирована от фильтра двухконусной муфтой с juanaHO.M, а от атмосферного воздействия - кольцевым замком из цемента или сухой нороннсовой глины.

На чертеже насос изображен в нродольном разрезе.

В пробуренную до требуемой отметки скважину, обсаженную трубами 1, опущена колонна из труб 2, снабженная на нижнем конце патрубком 3 с приваренным к нему

насосным ци.тиндром 4, диаметр которого несколько меньше, чем у труб 2. Патрубок 3 соединен с нижней трубой 2 колонны при но-мощи 1ильзы 5. На нижнем конце цилиндра 4 навернута двухконусная муфта 6 с клапаном в ней, выполненная из антикоррозионного металла. В пн чний конец муфты ввернут цилиндрический фильтр 7 также из антикоррозиоиного мета.чла. Щелевая оболочка фильтра изготов тена из тонколистовой нержавеюшей ста,лн. Присоединение фильтра 7 к муфте 6 осуществлено при помощи резьбоBOto оголовка 8, приваренного изнутри к щелевой оболочке фи.тьтра.

Расположение насосного пи.тиндра 4 по высоте скважины должпо быть таким, чтобы нижний конец его был не менее, чем на 100 мм ниже ожидаемого динамического уровня воды в водоносном слое.

После спуска в скважину колонны из труб 2 в сборе с насосным цнлиндром и фильтром производится подъем обсадных труб 1 до динамического уровня с одновременной засыпко в кольцевое пространство между стенками цилиндра и скважины крупнозернистого песка или гравия, причем этой засыпки можно не делать в , если водоносный содержит крупнып песок.

Дальне1 1ШИ 1 подъем обсадных труб и окончательное их .извлечение сопровождается заливкой кольцевого пространства мелоду стенками цилипдра и скважины глинистого или цементного раствора, образующих замок, изолирующий фильтр сверху от влияния атмосферного давления.

При бурении скважип роторным способом - без обсадки трубами - пространство между колонной из труб 2 и стенкой скважины засыпается до отметки динамического уровня воды песком или гравием. Выше динамического уровня это пространство заливается цементиым или глинистым раствором.

В цементный раствор добавляются замедлители схватывания цемента. Наилучшим для целей заливки слулхнт саморасширяющийся цемент.

После установки в скважину насосной колонны с насосом и фильтром и засыпки и заливки раствором замка в колодец спускается водоподъемное устройство, состоящее из .(ИТОГО чугунного плунжера 9, нагнетательного клапана JO, стержня Л с ограничительной гайкой 12, конусного седла 13, всасывающего клапана 14, втулки 15, чугунного стакана 16, а также утяжеляюнлей вес плунжера 9 чугунной болванки 17, присоединяемой к плунжеру при помощи стержня 18 и имеющей ушко /Р, к которому крепится трос-тяга .

Вес чугунной болванки оиределяется из расчета преодоления пл}нжером гидравлического соиротивлепия клапана 10 при ходе вниз, а также случайных местных механических сопроти1В.лений.

Конус седла 13 притерт к верхнему конусу муфты 6. Кольцевые литые чугунные клапаны М и 10 идгеют в нижней части форму усеченных конусов, притертых к соответствугощим кольцевым канавкам плунл ера 9 и седла 13.

Как в плунжере, так и в седле 13 для прохода воды сделаны окиа 2Л, разделенные перемычками. Клапаны взаимодействуют с ограничителями 22 их хода, приваренными

соответственно к стержню 18 и втулке J5.

Сборка и спуск водоподъемного устройства производятся следующим образом. Через осевое отверстие плунл ера пропускается стержень 11, имеющий приваренную к нему упорную шайбу 23. На винтовую нарезку верхнего конца стержня // навертывается стерл еиь J8 с клапаном 10. Затеи на стержень // снизу надевается конусное седло 13 с ввернутой в него вт лкой 15 и всасывающим клапаном 14, после чего па стерл ень 11 навертывается упорная гайка 12, а потом на нижнюю часть резьбы втзлки 15 навертывается стакан 16. Между стержнем 11 я стенкой отверстия во втулке 15 имеется кольцевой зазор шириной около 2 мм для обеспечения свободного, без трения, движения стержня П вместе с плуил ером и для прохода воды, вытеспяемо (или засасываемой) из стакана стерл нем 11.

После этого на стерлсень 18 навертывается чугунная болванка 17, к ушку которой крепится гибкая тяга-трос 20, присоединяемая к штоку паземного приводного механизма плунжера. В случае работы на штангах болванка 17 не , так как щтанга при помощи резьбовой муфты присоединяется иепосредствепно к стерл ню 18.

Собранное таким образом на поверхности земли водоподъемное устройство спускается на тяге в колонну пз трзб 2 до тех пор, пока конусное седло 13 не войдет в верхний конус муфтьт 6, а плунжер не сядет па верхний торец этого седла.

Возвратно-поступательное движение плунл :ера, передаваемое ему через гибкую (трос) или л есткую штангу от приводного механизма, совершается вместе с закрепленным в нем стерл нем //, свободно прохоДЯ1ЦИМ по втулке /5 и в стакане 16. При этом гайка 12 на стерл :не 11 в крайних верхнем и положепиях не доходит до нижнего торца втулки 15 и дна стакана 16 на соответствующую величину.

Уплотнение плунжера в цилиндре достигается небольшим {порядка 0,1-0,2 мм) диаметральным зазо,ром между ними, а также наличием на боковой поверхиости плунже,ра гидравлического лабиринта с кольцевыми канавками.

При ходе вверх плунжер 9 создаст в фильтре 7 вакуум, величина которого при хорошо выполненном из цементного или глинистого раствора замке над фильтром может достигать до 8,5 м водяного столба, что вместе с возможным в маломощных водоносных пластах понижением динамического уровня от статического до 0,5 м даст общее значение вакуума до 9 м, а следовательно, значительно улучцн-1т условия притекаиия воды к фильтру из водоносного слоя равномерно но всей его высоте.

Описанный трубчатый колодец обеспечивает таюке благонриятные условия для образования вокруг пхелевой оболочки фильтра естественного фильтра и повышения его работоспособности. Поскольку диаметр труб 2 несколько больне диаметра п.гунжера, а тем более Д1 аметра седла 13 всасывающего клапана, то подъем плунжера вместе с седлом из насосного цилиндра вдоль колонны труб 2 в то время, когда она заполнена водой в результате пред1пествуюн1ей работы насоса.

вызовет проход воды обратно в водоносный слой, что обеспечит взрыхление и промывку окружаюгцей снаружи фильтр зернистой породы и обеспечит при последующей работе насоса прохождение через щелевую оболочку более мелких расчетных (})ракций вместе с элементами «зарастания фильтра.

Неоднократный сброс столба воды при строительной откачке колодца будет способствовать скорейшему образованию естественного фильтра, а периодические сбросы воды в период эксплуатации обеспечат нарастание естественного фильтра.

Предмет и з о б р е тения

Вакуумный трубчатый колодец с нагнетательной трубой, служащей одновременно обсадной, и установ.тенным в колодце глубоководным насосом, отличающийся тем, что, с целью уве.чичения производительности и предотвращения образования денрессионной кривой, нагнетательная труба изолирована от фи.пзтра двухконусной муфтой с клапаном в ней и от атмосферного воздействия кольцевым замком из цемента или сухой порошковой глины.

1

2i.:A

e