Фильтр водозаборной скважины Советский патент 1981 года по МПК E03B3/18 B01D37/04 

(54) ФИЛЬТР ВОДОЗАБОРНОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к оборудов нию водоприемной части скважин,преимущественно к гравийным фильтрам, и может быть использовано, при добывании подземных вод из песчаных водо носных пластов. Известен фильтр водозаборной сква жины, содержащий двойные дырчатые трубы с гравийным заполнителем между ними l . Однако в процессе его эксплуатации вследствие кольматации гравийной обсыпки,- водопропускная способность фильтра снижается и, ввиду несовершенства конструкции, не восстанавливается, что приводит к постепенному уменьшению дебита скважины и выходу ее из строя. Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и дост гаемому результату является фильтр водозаборной скважины, включающий на ружную и внутреннюю перфорированные трубы с гравием между ними, закрепленный в верхней части внутренней трубы тарельчатый козырек и размеще ную внутри фильтра вертикальную трубу с клапаном 2 J. Однако жесткая связь клапана с 1массивной вертикальной трубой в ука i MMdi ij,ii,fiBi, 2р а- - - t - IT- fc F, и -А-яи: .-Е7..вт-..,.,„ занном фильтре вызывает необходимость их совместного перемещения вниз до упора клапана в торец внутренней перфорированной трубу, размещения всасывающего отверстия вертикальной трубы у поверхности гравия перед началом регенерации и перемещение вверх после восстановления пропускной способности фильтра, что требует значительных усилий для выполнения этих трудоемких операций. Кроме того, в таком фильтре отсутствует автоматический контроль момента начала регенерации, что не обеспечивает надежнрсть работы скважины, так как вызывает прекращение откачки воды или захват воздуха водоподъемником ввиду понижения уровня до всасывающего отверстия насоса в результате уменьшения притока воды к скважине через закольматированный фильтр. Несвоевременный же подъем вертикальной трубы с клапаном нерационально увеличивает продолжительность процесса восстановления пропускной способности фильтра. Цель изобретения - повышение надежности работы фильтра за счет автоматизации его работы.

Поставленная цель достигается тем, что фильтр снабжен взаимосвязанными датчиками уровня воды и магнитным фиксатором, связанным с клапаном, при этом вертикальная труба установлена неподвижно, а клапан установлен подвижно и подпружинен.

Принципиальная схема фильтра предтавлена на чертеже.

Фильтр состоит из наружной 1 и нутренней 2 концентрично расположенных труб, имеющих на своей поверхности круглую или щелевую перфорацию 3, пространство которыми заполнено р.5елким гравием 4, В нижней части труб закреплен сдвоенный колпак 5 сферической с отверстием в центре внутренней его стенки. Концентричность расположения труб и колпака обеспечивают перемычки 6. Внутри фильтра, также концентрично, установлена вертикальная труба 7, нижний, конец которой снабжен нап)авляющими фонарями 8 и расположен у отверстия Енутренней стенки колпака 5 с небольшим зазором. Вертикальная труба 7 снабжена жестко закрепленным на ней магнитным фиксатором 9, связанным через штоки 10 и пружину 11 с подвижным клапаном 12, и соединена лучевыми перемычками 13 с корпусом фильтра через закрепленное на ней ограничительное кольцо 14.

Б верхней части внутренней перфорированной трубы 2 расположен тарельчатый козырек 15, в плоскости ее верхнего торца на. вертикальной трубе 7 закреплено кольцо 16. МагнитнШй фиксатор 9 оснащен также электрическими датчиками уровня воды, установленными в скважине над насосом.

Фильтр водозаборной скважины работает следующим образом..

Под действием пружины 11 подвижный клапан 12 прижимается к ограничительному кольцу 14, размещенному так, что площадь кольцевого пространстпа между торцом внутренней перфорированной трубы 2 и нижней плоскостью подвижного клапана 12 равна площади кольцевого пространства между наружной поверхностью неподвижной вертикальной 7 и внутренней перфорированной трубы 2. Вода, откачиваемая насосом, поступает в это пространство и устройство работает как обычный гравийный фильтр. В процессе эксплуатации скважины, фильтр, задерживая механические примеси, содержащиеся в воде, кольматируется, т.е. его водопропускная способность постепенно уменьшается, а водоподъемник, погруженный под динамический уровень воды, отбирй.ет ее с постоянным расходом. Это вызьшает понижение динамического уровня, и в тот момент, когда пропускная способность фильтра уменьшается настолько, что необходима его регенерация, электрический-датчик, размещенный на определенной отметке над насосом под динг1мическим уровнем воды, оказавшись на воздухе в результате понижения столба воды в скважине, автоматически подает сигнал на включение 5 магнитного фиксатора 9. В результате этого штоки 10, перемещаясь в корпус фиксатора 9, увлекают за собой подвижный клапан 12 до упора его нижней плоскости в торец внутренней перфорированной трубы 2 и кольцо 16, перекрывающее щелевое отверстие между клапаном 12 и вертикальной трубой 7. Вода теперь проходит через вертикальную трубу 7, увлекая и частицы гравия 4, которые под действием потока, трения о стенки трубы и соударения друг о друга отмываются от загрязнений. Перемещение частиц гравия 4 вниз к отверстию вертикальной трубы 7.осуществляется под действием собственного веса, а перемещению их вверх препятствует тарельчатый козырек 15. При выходе же из вертикальной трубы 7 частицы гравия, теряя скорость, осаждаются по наклонной поверхности подвижного клапана 12 и тарельчатого козырька 15 в пространство между перфорированными трубами 1 и 2, а частицы взвеси выносятся насосом на поверхность. По мере восстановления водопропускной способности фильтра приток воды к скважине увеличивается, что, при постоянной подаче насоса, вызывает повышение уровня воды в скважине и, как

5 только он достигнет эксплуатационной отметки, второй электрический датчик, размещенный на отметке установившегося динамического уровня воды, затапливается и автоматически

Л подает сигнал на выключение магнитного фиксатора 9. В результате этого подвижный клапан 12 под действием пружины 11 возвращается в первоначальное положение до упора в ограничительное кольцо 14, и фильтр работает до следукадей регенерации.

Использование предлагаемого фильтра для оборудования водозаборных скважин обеспечивает по сравнению с 0 известным следующие преимущества:

а)жесткое закрепление вертикальной трубы внутри фильтра облегчает монтажные работы при установке его

в водоносный пласт;

б)применение подвижного клапана исключает необходимость перемещения вертикальной трубы, а наличие пружины и магнитного фиксатора обеспечивает автоматическую работу фильтра в период регенерации;

О в) вследствие того, что магнитный .-фиксатор оснащен электрическими датчиками уровня Воды, установленными в скважине, регенерация фильтра начинается и заканчивается своевре5 менно;