Установка для реагентной обработки скважин Советский патент 1993 года по МПК E03B3/15 E21B43/27 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, систем вертикальных дренажей, а более конкретно - к устройствам для обработки скважин на воДУЦель предлагаемого изобретения - предотвращение загрязнения окружающей среды за счет нейтрализации реагента, использованного для обработки скважин на воду.

На чертеже приведена схема предлагаемой установки для реагентной обработки скважин.

Эта установка включает в себя опущенный в скважину 1, оснащенную фильтром 2 и отстойником 3, погружной скважинный

центробежный электронасос 4 с чехлом 5, реагентопровод 6 с краном 7, к которому крепится электронасос 4. реагентную емкость 8, сообщенную с реагентпроводом б соединительным трубопроводом 9, герметично установленные в реагентную емкость 8 кассеты 10 с герметичной крышкой 11, перфорированными верхней сеткой 12 и дном 13 каждая, между которыми размещено гранулированное или порошкообразное вещество 14, вертикально или наклонно установленный эжекторный блок, состоящий из напорного патрубка 15, обращенных вниз сопла 16, камеры смешения 17 и диффузора 18, приемной камеры 19 и установленного в верхней части приемной камеры

00

ю

2

СЛ

воздушника 20 с краном 21, присоединенный х приемной камере 19 эжекторного блока коллектор 22 с дном, имеющим уклон в сторону приемной камеры 19, и с потолочной частью, поднимающейся в сторону прием- ной камеры, перемычки 23, присоединенные к дну коллектора 22 и сообщающие его внутреннюю полость с верхними частями кассет 10, центробежный насос 24, всасывающим рукавом 25 сообщенный с источни- ком 26 чистой технической воды, а напорной стороной с помощью напорной задвижки 27 и напорного рукава 28 - с напорным патрубком 15, откэчной трубопровод 29 с краном 30, сообщающий придонную часть реагент- ной емкости 8 с приемной камерой 19 эжекторного блока, сбросную линию 31 с отстойником 32, оснащенным фильтрующей сеткой 33 и сливным краном 34, воздушник 35 с краном 36, установленный в верхней части соединительного трубопровода 9.

Установка работает следующим образом. В скважину 1 опускают центробежный электронасос 4 с чехлом 5 таким образом, чтобы нижние кромки чехла 5 находились над дном отстойника 3 скважины.

8 реагентную емкость 8 герметично ус- танааливают кассеты 10 с расчетным суммарным количеством нейтрализующего вещества 14. размещенного между нижни- ми 13 и верхними 12 сетками. Соединяют в соответствии со схемой все остальные элементы установки и закрывают краны 7, 30, 34, 36 и задвижку 27. Кран 21 оставляют открытым.

Включают центробежный касос 24, приоткрывают задвижку 27, затем включают электронасос 4 и приоткрывают кран 7, Ре- згентный раствор 37, ранее использованный для обработки скважины, подается по реагентопроводу 6 и соединительному трубопроводу 9 в реагентную емкость 8, а из нее, фильтруясь через нейтрализующее вещество 14 fe кассетах 10 по перемычкам 23 и коллектору 22 вместе с выделившимися в результате реакции нейтрализации газами И осадками, поступает в приемную камеру 19 эжекторного блока. При этом газовые пузыри стремятсй идти вдоль аосходящей потолочной части коллектора 22, а осадок будет скатываться по его наклонному дну.

Центробежный насос 24 через приоткрытую задвижку 27 по напорным рукаву 28 и патрубку 15 подает рабочую воду, забранную из источника технической воды 26 с по- мощью всасывающего рукава 25, к соплу 16. Вместе со струей рабочей воды в камеру смешения 17 и диффузор устремляются поступившие из коллектора 22 нейтрализованный реагент, образовавшиеся в

результате реакции твердый осадок, газ, а также атмосферный воздух, поступивший в приемную камеру 19 через воздушник 20 и кран 21.

При регулировке работы установки ном 7 и задвижкой 27 необходимо следить, чтобы производительность эжекторного блока 15,16,17,18,19 по жидкости несколько превосходила производительность электронасоса 4, что обеспечит стабильную работу установки в целом и увеличит степень разбавления сбрасываемого раствора технической воды.

Из диффузора 18 газожидкостная смесь и твердый осадок по сбросной линии 31 поступают в отстойник 32.

Основная часть твердого осадка 38 остается в отстойнике, а нейтрализованный реагент, пройдя через фильтрующую сетку 32, удаляется в зумпф или в водоем (не показаны).

Степень нейтрализации реагента контролируют в отстойнике любым известным способом. После завершения откачки нейтрализованного раствора кран 7 закрывают, электронасос 4 останавливают, закрывают кран 21, открывают краны 30,36 и при работающих центробежном насосе 24 и эжектор- ном блоке 15, 16, 17, 18, 19 производят откачку и сброс на сторону раствора, оставшегося в реагентной емкости 8.

Осадок 38, скопившийся в отстойнике 32, удаляется оттуда в предназначенное для этой цели место.

Количество кассет 10, устанавливаемых в реагентную емкость 8, определяется необходимым количеством нейтрализующего вещества 14.

Рассмотренное устройство в первую очередь предназначено для реакций нейтрализации, в результате которых возникают осаждающиеся твердые взвеси. Это достигается тем, что реакция осуществляется вне пределов скважины. Так, например, для нейтрализации сульфаминовой кислоты (используемой в качестве реагента для обработки скважин), может быть применен мел СаСОз:

2NH2SO3H + СаСОз (ЫНаЗОзЬ Ca J+HaO + COa t

Остаточная концентрация сульфаминовой кислоты после регенерации скважин обычно не превышает 2-4%.

Исходя из этого (примем концентрацию сульфаминовой кислоты - 4%) был подсчитан расход мела на 1 п. м. скважин различного диаметра.

Наибольший интерес представляет оценка количества требуемого нейтрализующего вещества (мел) для скважины с внутренним диаметром 310 мм и высотой столба реагента в скважине 100 мм.

Потребное количество мела при этом составит 160 кг.

Для удобства обслуживания кассет с нейтрализующим веществом в данном случае целесообразно принять массу загрузки каждой кассеты мелом равной 16 кг.

Таким образом, для полной нейтрализации реагента понадобится 10 кассет, актив- ный объем каждой из которых при минимальном насыпном весе 1200 кг/м3бу- дет равен 0,01333 м3. Этому объему соответствует диаметр 0,2 м и высота 0,424 м.

Окончательные размеры каждой из кассет:

-наружный диаметр 212 мм;

-высота 600 мм;

-диаметр фланца 300 мм.

Кассеты целесообразно разместить в реагентной емкости в два ряда, по 5 штук в каждом, проложив между ними на соответствующей высоте коллектор, отводящий раствор в осадитель.

В этом случае размеры реагентной емкости будут близкими к нижеприведенным:

-длина 2100 мм;

-ширина 900 мм;

-высота 200-250 мм.

Общая высота сборки реагентной емкости с кассетами составит 750-8QO мм.

В соответствии с приведенной химиче- ской реакцией масса твердого осадка (NbhSOsfeCa составит 360 кг. Ориентировочные габариты отстойника составят 1,3 х 1,0 х 1,0м.

Для ускорения реакции нейтрализации целесообразно предусмотреть подогрев раствора в реагентной емкости и ее теплоизоляцию.

Все указанное на схеме оборудование должно быть размещено на прицепе. Кроме того, здесь же необходимо предусмотреть стеллажи для труб и шлангов, запасную емкость с чистой водой, а также пульт управления.

Использование предлагаемой устзнов- ки позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды за счет нейтрализации реагента, используемого для обработки скважин на воду, путем:

-применения герметичного крепления кассет с нейтрализующим веществом, расположенным между перфорированным дном и сеткой, и сообщения придонной части реагентной емкости с приемной камерой;

-использования вертикального или наклонного эжектора с обращенным вниз соплом, камеры смешения, диффузора, сообщенного со сбросной линией, приемной камеры с воздушником;

-использования коллектора с дном, имеющим уклон в сторону приемной каме- ры,и с потолочной частью, поднимающейся в сторону приемной камеры;

-применения перемычек, сообщающих кассеты с коллектором.

Таким образом, совокупность приве- денных признаков обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения

Установка для реагентной обработки скважин, содержащая реагентопровод, сообщенный с реагентной емкостью посредством соединительного трубопровода с краном, центробежный насос, всасывающий рукав которого соединен с источником воды, и эжекторный блок, имеющий сопло, сообщенное посредством напорного патрубка с напорным рукавом центробежного насоса, приемную камеру, сообщенную с реагентной емкостью посредством откачно- го трубопровода с краном, и размещенные последовательно камеру смешения, диффузор и сбросную линию, отличающаяся теми, что она снабжена погружным центробежным электронасосом, оборудованным чехлом и соединенным со свободным концом реагентопровода, кассетами с нейтрализующим веществом в виде гранул или порошка, нижней частью герметично установленными в реагентной емкости, перемычками, горизонтальным коллектором, соединенным с приемной камерой, и размещенным на сбросной линии отстойником, оборудованным внутри вертикальной фильтрующей сеткой, при этом эжекторный блок установлен вертикально или наклонно, а его сопло направлено вниз, кассеты выполнены с перфорированным дном и оборудованы установленной внутри них горизонтальной сеткой, между которой и перфорированным дном размещено нейтрализующее вещество, а в своей верхней части кассеты посредством перемычек обобщены с нижней частью горизонтального коллектора, дно которого выполнено с уклоном вниз в сторону приемной камеры, а потолочная часть - с уклоном вверх в ту же сторону, причем напорный рукав центробежного насоса оборудован задвижкой, а приемная камера и соединительный трубопровод в своих верхних частях оборудованы каждый воздушником с краном.

7 9 35 Jff n

УЧ.

l cl-FI; ,;.--.4.: -V; ;:i

J«

Л

J

Сущность изобретения: погружной центробежный электронасос оборудован чехлом и- соединенно свободным концом реагентпровода. Кассеты с нейтрализующим веществом в виде гранул или порошка нижней частью герметично установлены в реагентной емкости. Горизонтальный коллектор соединен с приемной камерой. На сбросной линии размещен отстойник, оборудованный внутри вертикальной фильтрующей сеткой. Эжекторный блок установлен вертикально или наклонно, его сопло направлено вниз. Кассеты выполнены с перфорированным дном и оборудованы установленной внутри них горизонтальной сеткой, между которой и дном размещено нейтрализующее вещество. В верхней части кассеты перемычками сообщены с нижней частью коллектора. Дно коллектора выполнено с уклоном вниз в сторону приемной камеры, потолочная часть - с уклоном вверх в ту же сторону. Напорный рукав центробежного насоса оборудован задвижкой. Камера и соединительный трубопровод в верхних частях оборудованы каждый воздушником с краном. 1 ил,, 1 табл СЛ С