Устройство для уменьшения пескования скважины Советский патент 1989 года по МПК E03B3/06 

того к седлу 3, поступает в верхнюю рабочую полость 9 клапана 2, затем в нижнюю камеру 14 управляющего клапана 12 и через отверстия 18 - в водоподъемную колонну с малым расходом. После заполнения водоподъемной колонны водой мембрана 15 прогибается вверх и затвор 16 закрывается. После этого в полости 9 клапана 2 давление возрастает, поршень 8, сжимая пружину 7, упирающуюся в перегородку 6, отжимает вниз запорный злемент 4, и вода начинает с возрастающим расходом через прорези и отверстие 11 поступать в водоподъемную колонну. При остановке насоса пружина 7 возвращает запорный элемент 4 в исходное положение, под действием пружины 17 в верхней камере 13 управляющего кла- пана 12 затвор 16 открьшается; и дальнейший сброс воды происходит через управляющий клапан 12 и дросселирующий канал 5. Нижняя камера 14 управляющего клапана 12с помощью сбросного канала 19 сообщена с нижней полостью 10 клапана 2 через отверстие 20 и с затрубным пространством. 1з.п. ф-лы, 2 ил,

Изобретение относится к области водоснабжения, дренажа и мелиорации и может быть использовано при подъеме подземных вод из пескующих скважин. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение потерь напора, а также повышение регулирующей и пропускной способности. Корпус устройства 1 монтируется на напорном патрубке насоса вместе с колонной водоподъемных труб. При пуске насоса вода через дросселирующий канал 5 внутри запорного элемента 4, прижатого к седлу 3, поступает в верхнюю рабочую полость 9 клапана 2, затем в нижнюю камеру 14 управляющего клапана 12 и через отверстия 18 в водоподъемную колонну с малым расходом. После заполнения водоподъемной колонны водой мембрана 15 прогибается вверх и затвор 16 закрывается. После этого в полости 9 клапана 2 давление возрастает, поршень 8, сжимая пружину 7, упирающуюся в перегородку 6, отжимает вниз запорный элемент 4, и вода начинает с возрастающим расходом через прорези и отверстие 11 поступать в водоподъемную колонну. При остановке насоса пружина 7 возвращает запорный элемент 4 в исходное положение, под действием пружины 17 в верхней камере 13 управляющего клапана 12 затвор 16 открывается, и дальнейший сброс воды происходит через управляющий клапан 12 и дросселирующий канал 5. Нижняя камера 14 управляющего клапана 12 с помощью сбросного канала 19 сообщена с нижней полостью 10 клапана 2 через отверстие 20 и с затрубным пространством. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относится к водоснабжению, дренажу и мелиорации и может быть исйользовано при подъеме подземных вод из пескующих скважин.

Цель изобретения - повышение на- дежности и уменьшение потерь напора, а также повьш1ение регулирующей и пропускной способности.

На фиг. 1 изображено устройство для уменьшения пескования, продоль- ный разрез; на фиг. 2 - запорный элемент.

Устройство для уменьшения пескования скважины состоит из корпуса 1, установленного на колонне водоподъем ных труб, внутри которого расположен клапан 2 в виде цилиндра с седлом 3, в котором размещен запорный элемент 4 с дросселирующим каналом 5 внутри, перегородка с отверстием 6 и пружина 7, подпружинивающая поршень 8 запорного элемента 4 относительно перегородки 6. Поршень 8 разделяет цилиндр корпуса 1 на верхнюю 9 и нижнюю 10 рабочие полости, а ниже перегородки 6 в корпусе 1 выполнено отверстие 11 На корпусе 1 установлен управляющий клапан 12, состоящий из верхней 13 и нижней 14 камер, разделенных мембраной 15, соединённой с затвором 16 и подпружиненной пружиной 17. Нижняя камера 16 управляющего клапана отверстием 18 сообщена с колонной водоподъемных труб, а с помощью сбросного канала 19 - с нижней полостью 10 клапана 2 через отверстие 20 и

с затрубным пространством. Запорный элемент 4 клапана 2 выполнен в виде съемного стакана с наклонными проре зями 21 на боковой поверхности, площадь которых увеличивается снизу вверх,.;а угол,наклона равен среднему углу подхода потока при номинальном расходе скважины.

Устройство работает следующим образом.

Устройство монтируется на напорном патрубке насоса вместе с колонной водоподъемных труб и опускается на 1,5-2 м ниже динамического уровня воды. Запорный элемент 4 в исходном состоянии с помощью пружины 7 прикат к седлу 3, а затвор 16 управляющего клапана 12 под действием пружины 17 открыт. При пуске насоса вода с малым расходом через дросселирующий канал 5 поступает в верхнюю полость 9 клапана 2, а затем в нижнюю камеру 14 управляющего клапана 1 и через отверстие 18 в водоприемную колонну. При этом ликвидируется пиковая нагрузка по расходу для пуска насоса. После заполнения водоприемной колонны водой под-действием перепада давлений мембрана 15 прогибается вверх и затвор 16 закрывается. В результате в верхней полости 9 клапана 2 давление возрастает, поршень 8 под действием давления отжимает вниз запорный элемент 4, при движении которого вода начинает с возрастающим расходом поступать через про

рези 21 в его боковой поверхности и отверстие 11 в водоподъемную колонн При движении запорного элемента 4 вниз вход и выход потока происходит под одним углом, чем достигается снжение потерь напора за счет меньшей турбулизадии потока. При достижении крайнего нижнего положения запорног элемента устройство начинает пропускать расход, требуемый по условиям эксплуатации. При этом исключается попадание песчаных частиц в управляющий клапан 12, его засорение и отказы.

При остановке насоса давление в верхней полости 9 падает, и по мере падения уровня воды в водоподъемной колонне пружина 7 возвращает запорный элемент 4 в исходное положение. В то же время затвор 16 под действием пружины 17 открывается и дальнейший сброс воды из колонны происходит через управляющий клапан 12 и дросселирующий канал 5 запорного элемента 4.

В зависимости от вида водонасыщен ного грунта, наличия и состояния обсыпки фильтра скважины запорный элемент -4 выполняется с различной площадью и числом прорезей 21. Для мелкозернистых песков число прорезей в нижней части запорного элемента будет меньше, также как и угол наклона с целью максимальной возмож- ности снижения начального расхода. Суммарная площадь прорезей 21 при полностью выдвинутом запорном элементе 4 определяет величину подаваемого расхода и при необходимости ее уменьшения (для приведения в соответствие дебита скважины и подачи насоса) запорный элемент ввинчивается вверх по резьбе канала 5. Тем самым регулируются степень сжатия пружины 7 и величина хода поршня 8.

Устройство позволяет локализовать пульсации давления, возникающие при запуске насоса в границах напорного патрубка, не вызывая колебательно го процесса, приводящего к возникновению знакопеременных нагрузок на при- фильтровую зону. При закрытом запорном 4 элементе клапана 2 ликвидируется резкое нарастание расхода с производительностью Bbmie номинальной, характерное для момента разгона насоса и приводящее к интенсивному выно10

15

. . 35 40 45

470880

су песка. Тем самым устраняется одна из главных причин пескования.

Выполнение запорного элемента 4 в виде съемного стакана позволяет повысить регулирующую способность, печив постепенное увеличение расхода и возможность подбора замены для скважин с различным составом водоносных пород. Уменьшение интенсивности песскования конкретной скважины произво- i

дится подбором величины хода поршня.

Выполнение пропускных отверстий 21 запорного элемента 4 в виде нак- j oHHbix прорезей, площадь которых переменна по его высоте, позволяет при неизменной боковой поверхности получить большую поверхность окон с лучшими гидравлическими характеристиками, повысить регулирующую и пропускную способность, уменьшить потери напора за счет сквозного прохода потока без существенного изменения угла подхода.

Применение устройства позволяет обходиться без обратного клапана, иметь свободную от воды водоподъемную колонну, что облегчает ее демонтаж, особенно в зимний период и улучшает санитарное состояние скваж шы, а также окружающей территории.

20

25

30

5 0 5

0

5

Формула изобретения

а нижняя полость сообщена с верхней камерой управляющего клапана и. затру бным пространством.

14

1470880

выполнен в виде съемного стакана с наклонными прорезями на боковой поверхности, причем площадь прорезей увеличивается снизу вверх, а угол наклона равен среднему углу подхода потока при номинальном расходе скважины ,

QJUS.t