Скважинный фильтр Советский патент 1989 года по МПК E03B3/18 

ел

со о о ьо

Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано при водопонижен1т и дренировании территории.

Цель изобретения - уменьшение пес кования и повьшение производительности фильтра с

На чертеже представлен скважинный фильтр.

Фильтр содержит трубчатый каркас 1 с отверстиями 2 перфорации и водоприемную поверхность 3, состоящую из слоев 4 волокнисто-пористого полимерного материала. Полимерный мате- риал выполнен со средним диаметром пор d (1-1,5)-d 50, где d go - диаметр частиц грунта 50%-ного по массе содержания. Средний диаметр волокон полимерного материала dg меньше или равен , а 1 dn/de 1,5, при этэм SOf- 4,27 dg, где От - толщина водоприемной поверхности, а - ее. плотность.

Скважинный фильтр работает следую пим образом.

Установленный в водоносном пласте фильтр принимает фильтрационный пото всей боковой поверхностью фильтра, причем фильтрация воды происходит вследствие поровой структуры водо- приемной поверхности в поперечном и продольном направлениях к отверстиям каркаса 1. При этом поровая структура водоприемной поверхности обеспечивает вынос из прифильтровой зоны части частиц грунта, что способствуе формированию устойчивого контактного слоя с повышенной проницаемостью. Чатицы грунта, выносимые из прифильтровой зоны, в зависимости от их диа- метра и поровой структуры элементарных слоев могут пройти сквозь фильтр а могут задерживаться внутри него, образовывая новую поровую структуру фильтра. Вынос частиц прекращается с образованием естественного обратного фильтра как в прифильтровой зоне, так и внутри фильтра.

Ввиду того, что водоприемная поверхность состоит из слоев с одина- ковым распределением размеров пор по диаметру, отложение частиц грунта происходит неравномерно по тола1ине фильтра, содержание частиц, отложенных в фильтре, уменьшается от наруж- ного слоя к внутреннему. В связи с этим формируется новый фильтр с переменной по TOjfinjiHe пористостью и водопроницаемостью, которые увеличиваются по направлению фильтра1Д1онного потока. В результате этого происходит более плавное изменение гидродинамики фильтрационного потока при переходе от водоприемной поверхности к отверстиям 2 каркаса 1 и внутри фильтра, что уменьшает гидравлические потери напора, т.е. улучшается производительность фильтра.

Оптимальные значения структурных параметров скважинного фильтра d, dg, о op определены в результате лабораторных исследований. На опытной установке моделировалась работа фильтра скважины в нестационарном режиме при работе фильтра в сложных (Кф 10-30 м/сут) и весьма сложных (к 10 м/сут) условиях, где K«- коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя. Опыты проводилась с двумя песками, мелкозернистым (dgo 0,10.мм, 2) и среднезернистым (djo 0,25 мм, RH 2,2), где k - коэффициент неоднородности грунта

-i°

(О

1 - ЬО , ,

к ц, -- , dgo и - диаметры частиц грунта, меньше которых в его составе содержится 60 и 10% по массе.

В результате лабораторных исследований получены зависимости, из которых определены оптимальные структурные параметры. При выходе за пределы указанных соотношений для диаметра пор материала и размеров частиц грун- та резко возрастает пескование фильтра или же происходит необоснованное снижение производительности фильтра. Этими же причинами обусловлено соотношение для диаметра волокон и пор материала. Соотношение для толщины водоприемной поверхности 8св и ее плотности ftp определено из экспериментальной зависимости с. учетом плотности полимерного материала, У 0,95 г/см . Принимая минимальную ве- личину пористости водоприемной поверхности и 0,65 можно определить максимальное значение плотности фильтра

If (1-п)-Ь 0,33 г/см и для пористости 0,84 минимальную плотность f 0,15 г/cм при меньшей плотности из-за рыхлой структуры водоприемной поверхности снижаются ее прочностные свойства.

Водоприемная поверхность может , быть получена, например, методом пневмозкструзин полимеров, в результате которого расплав полимера, диспергированный в потоке нагретого газа на отдельные элементарные волокна, наносят слоями 4 на вращающийся перфорированный каркас (трубу) 1, а также может быть получена в виде многослойных листов волокнисто-по- - ристой структуры, которые обора ива- ют вокруг перфорированного каркаса и фиксируют на нем.

Положительный эффект от применени изобретения достигается в результате определения поровой структуры и конструктивных параметров фильтра в зависимости от грунта водоносного пласта.

Правильный выбор поровой структуры и конструктивных параметров водоприемной поверхности способствует быстрому и качественному образованию естественного обратного фильтра в прифильтровой зоне и в самом фильтре что способствует повышению долговеч

ности и эффективности работы скплжя- ны в результате уменьшения ее Пескова ния и улучшения гидродинамических характеристик.

ормула изобретения

Скважинный фильтр, содержаг1ий перорированный каркас с размещенной на

нем водоприемной поверхностью, выполненной из волокнисто-пористого полимерного материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пескования и повышения производительности фильтра, водоприемная поверхность имеет средний диаметр пор djj (1-1,5)-dso, где й,- диаметр частиц грунта 50%-го содержания по весу, средний диаметр волокон полимерного материала dg меньше или равен djQ , а 1 с df,/d 1,5, причем 8cf If Я 27 d, где J(p- толщина водоприемной поверхности, а у ее плотность.

Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано при водопонижении из дренировании территорий. Целью изобретения является уменьшение пескования и повышение производительности фильтра. Установленный в водоносном пласте фильтр принимает воду всей боковой поверхностью, вследствие поровой структуры водоприемной поверхности 3 фильтрация происходит в ней как в продольном, так и в поперечном направлениях к перфорационным отверстиям 2 каркаса 1. Выполнение водоприемной поверхности 3 из слоев 4 волокнисто-пористого полимерного материала со средним диаметром пор D_N=(1-1,5)^.D₅₀, где D₅₀ - диаметр частиц грунта 50%-ного по массе содержания, при выполнении соотношений D_в≤D₅₀, где D_в - диаметр волокон

1Δ_N/D_в*981,5 и δ_фγ_ф≥4,27 D_в, где δ_ф и γ_ф - толщина и плотность водоприемной поверхности, приводит к быстрому и качественному образованию естественного обратного фильтра в прифильтровой зоне и водоприемной поверхности, что способствует уменьшению пескования и улучшению гидродинамических характеристик фильтра. 1 ил.