Устройство для очистки фильтров водозаборных скважин Советский патент 1984 года по МПК E03B3/15 

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано для очистки внутренней гголости фильтров от накопившихся твердых частиц, а также для разглинизации фильтров водозаборных скважин. Известно устройство для очистки фильтровой трубы буровой скважины, содержащее открытую снизу взрывную камеру, запальную свечу, соединенную кабелем с генератором импульсов тока, а также газогенератор, заполненный веществом, образующим при взаимодействии с водой взрывчатую газообразную смесь. Очистка фильтров с помощью указанного устройства производится ударной волной и гидродинамическим потоком, создаваемыми взрывом ацетилена в рабочей камере, связанной с фильтром flj. К недостаткам данного устройства относятся значительные затраты времени на очистку фильтров, обусловленные спускоподъемными операциями, частичной разборкой и зарядкой его после каждого взрыва. Известно также устройство для очистки фильтровых труб водозаборных скважин, содержащее газогенератор, снабженный трубками с обратными клапанами, в полости которого смонтированы электроды, а также взрывную камеру с разгонной трубкой и свечой поджига. Положительным качеством указанного устройства является то, что с его помощью можно очищать фильтры на любой глубине, не извлекая устройство на поверхность для перезарядки после каждого выстрела. Устройство отличается надежной работой при очистке фильтров 2J. К недостаткам указанного устройства относится низкий коэффициент полезного действия. Это юбусловлено тем, что энергия взрыва водородно-кислородной смеси, идущая на формирование ударной волны и гидропотока, только частично переходит в полезную работу и идет на разруп1ение кольмотанта. Значительная чать энергии теряется бесполезно, распространяясь после взрыва в радиальном зазоре между устройством и стенками фильтра. Здесь необходимо отметить, что зазор необходим для все скважинных снарядов и назначается из условий исключения застревания их п скпгь жине.Кроме того, к недостаткам устройства относится создание при работе незначительной по высоте зоны активного возлей ствия на фильтр и прилегаюп1ие породы, Объясняется это тем, что из условий равно мерной обработки полотна фи.пьтров суще ствует оптимальное расстояние между нижним обрезом взрывной камеры и отражателем, которое для данного устройства не превышает 1,2-1,3 фильтра. Цель изобретения - повышение эффективности в работе устройства путем увеличения зоны активного воздействия на фильтр и создания на внешней поверхности фильтра встречных импульсов гидродинамического давления. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки фильтров взрывная камера выполнена в виде системы колпаков, снабженных установленными с возможное-тью вертикального перемещения патрубками отвода газовой смеси, нижние кромки- которых размещены над нижними кромками колпаков, при этом разгонная трубка выполнена с калиброванными отверстиями. Такое выполнение устройства позволяет максимально использовать энергию, переносимую ударными волнами и гидропотоком в осевом направлении между устройством и стенкой фильтра. Причем КПД устройства значительно возрастает за счет интерференции ударных волн, движущихся во встречных направлениях после детонации газовой смеси одновременно во всех колпаках. В то же время сокращается необходимое количество газовой смеси для очистки I пог. м фильтра. Применение патрубков, низ которых способен перемещаться относительно нижнего обреза колпаков, позволяет обеспечить регулирбвание величины очистного импульса при каком угодно большом времени электроНа чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Устройство для очистки фильтров водозаборных скважин состоит из газогенератора 1 с расположенными в его полости электродами 2, отражателя 3, обратного клапана 4, нижнего колпака 5 с разгонной трубкой 6, свечи 7 поджига, патрубка 8 отвода газовой смеси, промежуточного колпака 9 с патрубком 10 отвода газовой смеси, верхнего колпака 11 с патрубком 12 и калиброванных отверстий 13 и 14. Устройство работает следующим образом. Источник постоянного т.ока (не показан) подает напряжение на электроды 2 газогенератора 1. Выделяющиеся на электродах 2 газы кислород и водород - пробулькивают через слой электролита, собираются под отражателем 3 и когда давление здесь превысит гидростатическое давление в стволе скважины плюс давление срабатывания обратного клапана 4, он открывается и газы попадают в разгонную трубку 6, барботируя через слой воды. По мере работы газр1генератора 1 последовательно наполняются газовой смесью разгор|ная трубка 6 и нижний колпак 5 до отметки, определяемой нижним обрезом патрубка 8 отвода газовой смеси. Отсюда газовая смесь движется вверх и по патрубку 8 отвода газовой смеси попадает в проме жуточный колпак 9, наполняет его и по патрубку 10 поступает в верхний колпак 11 откуда лишняя газовая смесь удаляется через патрубок 12 отвода газовой смеси. Как только вся система заполняется газовой смесью, источник постоянного тока начинает подавать напряжение на свечу 7 поджига, которая воспламеняет газовую смесь, нагревая близлежащие слои до температуры горения. Образующиеся в процессе горения смеси пары воды, все увеличиваясь в объеме и отталкиваясь от закрытого конца разгонной трубки 6, ускоряют фронт горения до детонационных скоростей уже на участке разгонной трубки между свечей 7 поджига и верхним обрезом верхнего колпака II. Таким образом, когда фронт детонации достигает верхнего калиброванного отверстия 13, он, распространяясь в радиальном направлении, проходит через калиброванное отверстие 13 в полость верхнего колпака 11 и вызывает детонацию находящейся там газовой смеси. Далее детонационная волна, движущаяся вниз по разгонной трубке 6, проникает через отверстие 14 в промежуточный колпак 9 и вызывает детонацию находящейся там смеси. После этого ударная волна попадает в нижний колпак 5 и инициирует детонацию в нем. Здесь необходимо отметить, что в действительности газовая смесь детонирует практически одновременно, так как скорость движения фронта детонации в разгонной трубке 6 составляет около 3000 м/с, а расстояние между крайними калиброванными отверстиями в реальном устройстве не более 1,5 м. После взрыва источник постоянного тока переключается со свечи 7 поджига на электроды 2 газогенератора 1 и вновь повто ряется процесс заполнения колпаков, поджига газовой смеси и ее детонации. Взрыв газовой смеси вызывает в воде ударную волну и гидропоток, которые, действуя совместно, приводят к эффективной очистке фильтра в месте установки устройства. Причем в радиальном зазоре между рабочей камерой и стенкой фильтра происходит интерференция ударных волн, движущихся во встречных направлениях. Возникающие при этом ударные волны с удвоенной ампли; тудой воздействуют на фильтр и вызывают его очистку. Таким образом, вся область фильтра, заключенная между отражателем 3 и нижним обрезом верхнего колпака 11, подвергается эффективному воздействию ударных волн и гидропотока, Патрубки 8, 10 и 12, отвода газовой смеси, предназначены не только для транспортировки газовой смеси, но и для дОзироваиия ее определенного количества в колпаках 5, 9 и 1 Ь Регулирование величины очистного импульса в предлагаемом устройстве может легко осуществляться путем перемещения патрубков 8, 10 и 12 отвода газовой смеси в вертикальном направлении. Устройство для очистки фильтровых труб водозаборных скважин способно очищать фильтры всех конструкций, установленные на любой глубине. Применение изобретения позволяет зна чительно сократить время на очистку фильтров и повысить Коэффициент полезного действия использования энергии взрыва.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРОВ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН, содержащее газогенератор, взрыв;ную камеру, отражатель ударной «олны, разгонную трубку со свечой поджига,. обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства путем увеличения зоны активного воздействия на фильтр и создания встречных импульсов. гидродинамического давления, взрывная камера выполнена в виде системы колпаков, снабженных установленными с возможностью вертикального перемещения патрубками отвода газовой смеси, нижние кромки которых р;азмещены над нижними кромками колпаков, при этом разгонная трубка выполнена с калиброванными отверстиями. СО О) О1 ел ел