Фильтр восстающих дренажных скважин Советский патент 1986 года по МПК E21B43/08 

1

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть применено при осушении месторождений полезных ископаемых из подземных вьфаботок.

Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства

На фиг. 1 изображен фильтр, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Фильтр содержит каркас 1, выполненный из неразъемно соединенных между собой кольцевых секторов, обращенных вогнутой стороной к центральной части фильтра, на торцах секторов размещены пазы 2 и 3, которые выполнены с чередованием глубины. В пазы 2 уложена проволочная спираль i4, а в пазы 3 - спираль 5.

Фильтрующая поверхность может быть образована путем намотки и одной проволоки, пазы 2 и 3 выполнены разной глубины. Разность между глубинами соседних пазов определена зависимостью

h lfu-dgj (qd )r-b(b+2Jnp)

(1)

de« где

dnpa средний диаметр частицы дренируемой породы (фильтрующей обсыпки), мм; b - расстояние между соседними пазами, мм;

диаметр уложенной проволоки, мм;,

эмпирический коэффициент, равный 4,0-4,2 (определен экспериментально для высоко- дебитных скважин). Фильтр-работает следующим образом. При посадке фильтра в водоносный горизонт путем бурения восстающей скважины фильтровой колонной (не показано) силовой каркас 1 воспринимает нагрузку со стороны водовмещающей породы и передает нагрузку от бурового станка на режущий орган (не пока- зано).

После посадки фильтра в водоносный горизонт начинается взаимодействие в стационарном состоянии между водоприемной поверхностью и контактирующей с ней водоносной породой. Так как витки 4 и 5 спиральной обмотки, образующей водоприемную поверхность, смещены один относительно другого за счет неодинаковой глубины пазов 2 и 3, то создаются благоприятные условия для образования/сводовых структур из крупных частиц водовмещающей породы

йи

2456862

на зазорах между витками, и тем самым исключаются контактные гидравлические потери напора.

Вследствие отсутствия тупиковых 5 участков между силовым каркасом 1 и водоприемной поверхностью и наличии между ними зазора, превьшающего по размерам наиболее крупные размеры частиц водоносной породы, исключает- 10 ся накопление частиц породы между проволочной обмоткой и каркасом, что также повышает гидравлические свойства фильтра. Каркас фильтра, образованный кольцевыми секторами, способ- 15 ствует сохранению естественного направления фильтрационного потока подземных вод в водоносных породах к сооруженной скважине и не вносит дополнительных искажений в его струк

туру, тем самым снимается часть потерь напора в прифильтровой зоне прилегающих пород, приходящаяся на конструкцию каркаса. Поток жидкости из прилегающей породы по поровым каналам, созданным перемещением частиц относительно отверстий между витками проволочной обмотки, поступает на водоприемную поверхность и беспрепятственно принимается секторными элементами каркаса, откуда его откачивают по стволу скважины.

Пример . Рассмотрим применение фильтра в дренажной восстающей скважине Соколовского подземного рудника. Каркас фильтра вьшолнен из обсадной трубы диаметром 127 мм. Труба разрезана по осевой линии на три части и полученные трубчатые секторы жестко соединены сваркой вьтуклыми сторонами к центру фильтра, на продольных торцах ребер вьтолнены фрезеровкой пазы с чередованием глубины. Для условий дренажа крупнозер

45

нистых песков с d 1,5 мм при диаметре проволоки обмотки, равном 1 мм, и глубине наружных пазов, равной 1,2 мм, определяется, исходя из зависимости (1), разность между глу-. бинами пазов

h V4,2 1,5(4,2-1,5+2)-4(4+2)с

j;-V28,3 5,3 мм, таким образом .глубина внутренних па- 3ов составляет 5,3+1,,5 мм.

Длина фильтра выбрана на полови- ну мощности дренируемого водоносного пласта и составляет 4,5 м.

При сооружении восстающей скважины фильтровой колонной благодаря

312456864

жесткости конструкции сохраняется фигурация водоприемной поверхности, каркас фильтра, следовательно, и способствующая формированию естест- размер и геометрическая форма его венного высокопроницаемого песчанно- водоприемных отверстий, а также кон- го фильтра.

Фиг.2

Редактор Е. Папп

Составитель Е. Молчанова

Техред О.Гортвай Корректор Е. Сирохман

Заказ 3968/21Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4