Устройство для декольматации фильтра и профильтровой зоны скважин на воду Советский патент 1983 года по МПК E03B3/18 

Изобретение относится к строител ству и эксплуатации водозаборов подземных вод, скважин вертикальных дренажей и скважин систем искусственного пополнения запасов подземных вод, а именно к устройствам для виброреагентной декольматации скважин на воду. Известно устройство для декольма тации фильтров и прифильтровых зон скважин на воду, включающее вибрато жестко соединенный с ним трубчатый корпус с равномерно расположенными на нем дисками, причем верхний диск по краям выполнен с кольцевой оправ кой и уплотнительным элементом, а также снабжен отверстиями, в которы установлены подпружиненные обратные клапаны l . Недостатками такого устройства являются большой расход реагента для создания оптимальных концентраций по всему стволу скважины и невы сокая степень декольматации прифильт ровой зоны, обусловленная невозможностью создания направленных гидродинамических потоков, нагнетающих раствор реагента в прифильтровую зон непосредственно по всей длине фильт ра. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для декольматации фильтра и прифиль ровой зоны скважин на воду, включаю щее вибратор, трубчатый корпус с перепускными окнами, обратный клапа в нижней части корпуса и равномерно расположенные вдоль корпуса резинометаллические диски, состоящие из верхнего подвижного и нижнего опорного металлических колец и расположенного между ними резинового кольца 2 . Недостатками известного устройст являются большой расход порошкообразного реагента (до 500 кг на сква жину) при создании оптимальных концентраций его раствора, так как в erd растворении участвует весь объем воды в стволе скважины, а также невысокая степень декольматации прифильтровой.зоны из-за отсутствия устройства, .позволяющего нагнетать раствор реагента в прифильтровую :3ону, так как приспособление для цир .куляции раствора, которым оборудован корпус устройства, позволяет декольматировать фильтр скважины, практически не декольматируя призабойную зону. Цель изобретения - уменьшение рас хода порошкообразного реагента и повышение степени декольматации фильтра и прифильтровой зоны. Поставленная цель достигается тем что устройство для декольматации фильтра и прифильтровой зоны скважин на воду, включающее вибратор, трубчатый корпус с перепускными окнами, обратный клапан в нижней части корпуса и равномерно расположенные вдоль корпуса диски, состоящие из верхнего подвижного, нижнего опорного металлических колец и расположенного между ними опорного кольца, снабжено жесткими обечайками, прикрепленными к каждому подвижному кольцу, и эластичными обечайками, прикрепленными к верхней кромке каждой жесткой обечайки, причем верхняя кромка каждой . эластичной обечайки прилегает к опорному кольцу вышерасположенного диска, перепускные окна в трубчатом корпусе выполнены под каждым из подвижных колец, а трубчатый корпус снабженспиралями из растворимого в кислоте материала, размещенными напротив окон, и заглушкой, установленной над верхними окнами, при этом нижние поверхности опорных колец и заглушки выполнены в виде обратного конуса. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство включает вибратор 1, жестко скрепленный с ним трубчатый корпус 2 с конической заглушкой 3, равномерно расположенные.вдоль по корпусу 2 резинометаллические диски, состоящие из верхнего подвижного 4 и нижнего опорного 5 с конической нижней поверхностью металлических колец, располож.енного между ними резинового кольца б, дистанционирующих втулок 7 и проходящих сквозь втулки крепежных шпилек 8 с гайками 9, жесткие обечайки 10, прикрепленные к каждому из подвижных колец 4, эластичные обечайки 11, прикрепленные -с помощью хомутов 12 к верхним частям обечаек 10 и своими верхними кромками свободно прилегающие к опорным кольцам 5 вышерасположенных дисков, фланец 13, расположенный на нижнем торце трубчатого корпуса 2, обратный клапан 14, прикрепленный к фланцу 13, перепускные отверстия 15, выполненные в стенках трубчатого корпуса 2 и расположенные непосредственно над каждым из подвижных колец 4, спирали 16, выполненные из растворимого в кислоте материала, намотанные на трубчатый корпус 2 над перепускными отверстиями 15, скважину 17, реаген 18 и фильтр 19. Устройство работает следующим образом. Перед спуском устройства в скважину 17 эластичные обечайки 11 и хомуты 12 приспущены до упора в резиновые кольца 6. .В нижнюю металлическую обечайку 10 засыпают в нужном количестве порошкообразный реагент 18, эластичную обечайку 11 поднимают до соприкосновения с вышерасположенным опорным :ольцом 5 и жестко крепят ее нижнюю часть хомутом 12 к металлической обечайке 10. После этого устройство погружают в скважину 17 с таким расчетом, чтобы над ее торцом находился следующий резинометаллический диск с прикрепленной к его подвижному кольцу 4 металлической обечайкой 10, в которую засыпают следующую порцию порошко(Образного реагента 18. Так последовательно загружают все Цеждисковые пространства кроме верхнего, расположенного напротив заглушки 3, после чего загруженную реагентом часть устройства размещают напротив обрабатываемого фильтра 19. При погружении устройства в скважину спираль 16 и эластичные обечайки 11 удерживают реагент от вымывания в необрабатываемую часть скважины, однако через неплотности в обратном клапане 14, спиралях 16 и местах прилегания эластичных обечаек 11 к опорным кольцам 5 вода поступает к порошкообразному реагенту 18 и постепенно растворяет его, образуя кислоту. Через расчетное время спирали 16 полностью растворяются в кислоте, вода начинает поступать к реагенту 18 в больших количествах, в результате чего он полностью растворяется. Воздух, остав шийся внутри трубчатого корпуса 2, при погружении устройства поднимается до заглуижи 3 и, двигаясь по ее конусной поверхности, удаляется через верхние перепускные отверстия 15 в незагруженное реагентом верхнее междисковое пространство. Воздух, оставшийся во всех междисковых пространствах, включая верхнее, движется вдоль конусных поверхностей опорных колец 5 и удаляется за пределы этих пространств через неплотности в местах прилегания эластичных обечаек 11 к опорным кольцам 5, а затем через зазоры между резиновыми кольцами 6 и фильтром 19. Полное удаление воздуха является необходимым условием эффективной виброобработки фильтра 19 и прифильтровой зоны. Полное же растворение порошкообразного реагента 18 не. является необходимым условием начала обработки скважин. Напротив, приведение вибратора 1 в действие ускоряет процесс

растворения реагента и удаления воздуха.

При ходе устройства вниз обратный клапан 14 открывается и пропускает внутрь трубчатого корпуса 2 определенный объем грунтовой воды, которая поступает за;тем через перепускные отверстия 15 в междисковые пространства, смешивается с находящимся там реагентом 18 и, раздвинув верх0ние части эластичных, например, резиновых, обечаек 11 поступает к обрабатываемому участку фильтра 19, а затем продавливается в декольматируемую прифильтровую зону. Расположение перепускных отверстий 15

5 и верхних кромок эластичных обечаек 11 выбранф с таким расчетом, чтобы поступающая в междисковые пространства и протекающая по ним снизу вверх вода с максимальной эффектив0ностью растворяла порошкообразный реагент 18 и полученный раствор подавала к обрабатываемому участку фильтра 19. При ходе устройства вниз требуемое давление кислоты на

5 обрабатываемый участок позволяет развить работающая в качестве поршня заглушка 3. При ходе устройства вверх обратный клапан 14 захлопывается, удерживая набранную ранее

0 ,воду.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным Позволяет снизить количество порошкообразного реагента с 500 до 100-150 кг на скважину

5 благодаря тому, что его растворение происходит лишь в фильтровой части скважины. Это достигается введением в конструкцию жестких и эластичных обечаев, а также спиралей, изготовленных из растворимого в кислоте

0 материала, перекрывающих перепускные окна на трубчатом корпусе. Устройство также повышает степень декольматации .фильтра и прифильтровой зоны, выражающуюся в увеличении дебита

5 скважин в 1,5-2 раза за счет обратного клапана в нижней части трубчатого корпуса, заглушки, в его верхней части и расположенных непосредственно наж каждым из подвижных

0 колец в стенках корпуса перепускных окон. Указанные элементы позволяют генерировать импульсы давления на обрабатываемый участок фильтра и прифильтровой зоны, а также нагне5тать раствор в эту зону.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕКОЛЬМАТАции ФИЛЬТРА и приФильтровой зоны СКВАЖИНЫ НА воду, включающее вибратор, трубчатый корпус с перепускными окнами, обратный клапан в нижней части корпуса и равномерно расположенные вдоль корпуса диски, состоящие, из верхнего подвижного, нижнего опорного металлических колец и расположенного между ними резинового кольца, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода порошкообразного реагента и повышения степени декольматации фильтра и приФильтровой зоны, устройство снабжено жесткими обечайками, прикрепленными к каждому подвижному кольцу, и эластичными обечайками, прикрепленными к верхней кромке кажцой жесткой обечайки, причем верхняя кромка каждой эластичной обечайки прилегает к опорному кольцу вышерасположенного диска, перепускные окна в трубчатом корпусе выпол- . нены наж каждым из подвижных колец, а трубчатый корпус снабжен спираля(О ми из растворимого в кислоте материала, размещенными напротив окон, и заглушкой, установленной над верхними окнами, при этом нижние поверхности опорных колец и заглушки выполнены в виде обратного конуса. со сд j;: