Фильтр в.л.сотникова и н.а.золотой Советский патент 1981 года по МПК E03B3/18 

(Stt) ФИЛЬТР СОТНИКОВА В.Л. - ЗОЛОТОЙ Н.А.

I

Изобретение относится к технике добычи подземных вод из скважин в целях питьевого или промышленного водоснабжения, строительного или мелиоративного водопонижения (вертикальный дренаж) и ирригации. Изобретение может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, а именно: водоснабжении, строительстве, сельском хозяйстве, где требуется вести откачку подземных вод из скважин, каптирующие водоносные пласты которых сложены преимущественно мелко и среднезернистыми песками и дебитом порядка 30-200 л/с.

Известны фильтры, включающие в себя опорный каркас с перфорацией и загрузку из сыпучего материала, преимущественно гравия П.

Недостатком этих фильтров являются сравнительно низкие эксплуатационные и технико-экономические показатели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является фильтр, включающий в себя цилиндрический трубчатый каркас с перфорацией, гравийную обсыпку, отстойник и погружной насос 22 .

Недостатком данного фильтра, как и вышеуказанных, является сравнительно низкая эффективность.

Цель изобретения - повышение экс10плуатационных и технико-экономических показателей работы скважины.

Поставленная цель достигается тем, что каркас фильтра выполнен в виде расширяющегося снизу вверх усеченно15го конуса, площади поперечных сечений которого в любой точке, начиная с высоты, равной одному метру от верха отстойника, и соотношение радиусов верхнего и нижнего оснований усечен30ного конуса подчиняются определенным математическим зависимостям.

Учитывая вышесказанное, наиболее эффективная работа скважины достигается, когда площадь поперечного сечения усеченного конуса на любом расстоянии от его основания будет подчиняться следующей математической зависимости( и + где - площадь поперечного сечения внутренней полости каркаса фильтра в любом сечении по его длине начиная с сечения расположенного на расстоянии 1 м от верха отстойника скважины; u)e( - площадь поперечного сечения внутренней полости каркаса фильтра расположен ного на расстоянии 1 м от верха отсто ника; ,5 см/с - минимально допустимая скорость вос ходящего потока от качиваемой подземной воды во внутренней полости кар каса фильтра в его сечении расположен ном на расстоянии 1 м от верха отсто ника; , м/с - максимально допустимая скорость вос ходящего потока от качиваемой воды во внутренней полости каркаса фильтра в самом верхнем его сечении по длине; 2 - полная длина каркаса фильтра, принимаемая по расчету;а 1 м - расстояние от верха отстойника сква жины, до того поперечного сечения каркаса фильтра от куда он начинает расширяться, а его площадь становится переменной; а X « Е - текущая координата любого поперечного сечения внутренней полости каркаса . фильтра в указанных пределах. а ось X принимается центральная ось кважины, а ее положительное направение снизу вверх. При соблюдении условия (1) скоость восходящего потока откачиваемой одземной воды во внутренней полости аркаса фильтра становится возможным скусственно повышать, а особенно в амых нижних сечениях каркаса фильта длиной от А до 20 м, тогда частиы песка или глины будут постоянно ыноситься вместе с восходящим потоом откачиваемой воды и, далее,будет ыноситься на поверхность, а не осажаться в отстойник скважины; причем, на будет плавно повышаться от Uo 1A,0-18,5 см/с, до V 0,5-1,0 м/с. Сообщение же радиусов верхнего и ижнего оснований усеченного конуса каркаса фильтра должно подчиняться следующей математической зависимости: I ге U Uq . /2 Го Ь . Ve где Ге - значение радиуса верхнего основания усеченного конуса каркаса фильтра; РЛ - значение радиуса нижнего основания усеченного конуса . каркаса фильтра. На фиг. 1 изображена скважина, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1.о Фильтр состоит из перфорированного каркаса 1, закрепленного на обсадной колонне 2, отстойника 3, закрытого снизу пробкой , и гравийной обсыпки 5. Отстойник фильтра заглубляется в водоупорный пласт 6, который подстилает водоносный пласт 7, состоящий в основном из средне и мелкозернистых песков с включениями гравия и гальки и, в свою очередь, покрыт толщей покровных мелкоземов 8. Фильтр работает следующим образом. После пуска погружного насоса (не показан), который обычно устанавливается в надфильтровой обсадной колонне 2 в самой нижней ее части, при соответствующем понижении уровня подземной воды в воронке депрессии устанавливается необходимый расчетный дебит водозаборной скважины. Во

внутренней полости каркаса фильтра формируется восходящий поток откачиваемой подземной воды (показано стрелками), который движется снизу вверх.

Вследствие конусности фильтра око рость восходящего потока воды повышается, что позволяет существенно повысить дебит скважины и снизить ее заиление.

Экономический эффект от внедрения фильтра предлагаемой конструкции составит ОО руб. на одну скважину. Формула изобретения

Фильтр, включающий в себя каркас с перфорацией, гравийную обсыпку, от854б2

стойник и погружной насов,о т л и чающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных и техникоэкономических показателей работы 5 скважины, каркас фильтра выполнен в виде обратного усеченного конуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе to

15 2. Авторское свидетельство N- , кл. Е 03 В 3/2i.

Фиг.

Фиг. г