Лоток фильтрационный Советский патент 1982 года по МПК E03B3/18 

(54) ЛОТОК ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ

1

Изобретение относится к геологоразведочным работам и может быть использовано для исследования на моделях фильтров, применяемых для оборудования гидрогеологических скважин.

Известна установка для исследования противопесочных фильтров, включающая перфорированный цилиндр,.имитирующий забой скважины, шламовый насос для подачи жидкости с песком, отстойник для отделения песка и гидроциклон 1.

Недостатками известного устройства являются сравнительно узкая область исследований и невозможность имитировать реальные условия работы фильтров в скважинах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является лоток фильтрационный, включающий корпус с трубой для подвода воды, крыщку корпуса, днище с центральным отверстием, сообщенным с трубой для отвода воды, концентрично которому внутри корпуса установлен фильтр и перфорированная перегородка.

В лотке для осаждения просачивающегося через фильтр песка установлен отстойник. В дне лотка установлены пьезометрические датчики для замера потерь напора воды в зоне, прилегающей к фильтру. Расход воды, протекающей через фильтр, замеряется расходомером. По замеренным величинам потерь напора, расхода и длительности выпадания песка в отстойник судят о качестве работы фильтра в скважине 2. Однако этот лоток для исследования фильтров недостаточно точно моделирует условия работы фильтра в скважине. Так, известно, что водоносный горизонт находит10ся под мощным горным давлением, которым уплотнен песок, а разница проницаемости между уплотненным и рыхлым песком в зоне песок-фильтр составляет примерно 70 %. Аналогичным образом влияет и другой фактор. В процессе бурения гидрогеологических скважин пользуются глинистыми J(или иными) растворами для укрепления стенок скважин от оползания. При этом происходит глинизация пород по радиусу скважины на

2Q глубину от 1 до 100 мм. Водопроницаемость песчаных пород значительно снижается. В практических условиях при установке фильтра пытаются различными способами разглинизировать прифильтровую зону и восстановить проницаемость. Это влияет на последующую работу фильтра, степень и характер этого влияния на существующих лотках установить невозможно. Невозможность моделирования на существующем лотке реальных условий работы фильтра в скважине не позволяет выра-ботать квалифицированные рекомендации по применению фильтров в различных гидрогеологических условиях. Это приводит к необходимости бурить дополнительные контрольные скважины или вводить в расчеты запасов водных ресурсов ощибочные данные, а следовательно, затрачивать дополнительные средства. Целью изобретения является повыщение достоверности результатов испытаний за счет приближения условий испытаний к реальным условиям работы фильтров в скважине. Поставленная цель достигается тем, что фильтрационный поток, состоящий из корпуса, соединенного с трубой для подвода воды, крышки корпуса, днища с центральным отверстием, сообщенным с трубой для отвода воды, концентрично которому внутри корпуса установлены фильтр и перфорированная перегородка, снабжен стаканом, охватывающим фильтр и установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения, патрубком для отвода промывочной жидкости, сообщенным со стаканом, прижимным диском, размещенным между стаканом и перфорированной перегородкой, подпружиненными тягами, соединяющими прижимной диск с днищем лотка, трубой для подвода промывочной жидкости, сообщенной с полостью между стаканом и фильтром. На чертеже изображен предлагаемый лоток. Лоток фильтрационный для исследования фильтров содержит корпус 1, днище 2 и трубу 3 для подвода воды. В днище 2 выполнено центральное отверстие 4, концентрично которому установлен фильтр 5, а также перфорированная перегородка 6. В крышке 7 установлен стакан 8, соединенный с патрубком 9 для отвода промывочной жидкости. Стакаы 8 широкой своей частью охватывает фильтр 5 и установлен с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси. Между стаканом 8 и перегородкой 6 установлен прижимной диск 10, соединенный подпружиненными тягами 11 с днищем 2. Полость 12 между фильтром 5 и стаканом 8 сообщена щелью 13, выполненной в дне 2, с трубой 14 подачи промывочной жидкости. Гайками 15 можно менять давление на песок 16, расположенный между перфорированной перегородкой 6 и фильтром 5. Внутренняя полость фильтра 5 соединена с трубой 17 для отвода воды. Лоток работает следующим образом. Модель фильтра 5 устанавливается в лотке. Вода подводится по трубе 3, проходит через перфорированную перегородоку 6, песок 16, фильтр 5 и сливается через трубу 17. Для того чтобы имитировать работу фильтра в условиях глинизации стенок скважины, трубы 3 и 17 перекрывают, стакан 8 опускают вниз до упора его в днище лотка. После этого пропускают глиняный (или иной) раствор по трубе 14 через щель 13, стакан 8 и на слив по патрубку 9 (указано стрелками). При этом медленно со скоростью равной скорости проходки скважины, стакан 8 поднимают вверх, постепенно открывая песок вокруг фильтра. Глинораствор просачивается в слой песка и глинизирует его подобно глинизации стенок скважины в реальных условиях. После окончания глинизации обратной промывкой (прокачиванием воды) или иными способами производят разглинизацию и после этого исследуют работу фильтра, пропуская чистую воду. Для моделирования горного давления на песок, засыпанный вокруг модели, на него укладывают прижимной диск 10. Тягами 11 и гайками 15 создают давление на песок, соответствующее горному давлению на водоносный горизонт в скважине. Поскольку в начальный момент прокачки воды через фильтр идет утечка песка и диск 10 оседает, пружины тяг разжимаются. Если по условиям опыта горное давление необходимо поддерживать постоянно, то гайки 15 подтягивают, следя, чтобы длина пружин не менялась. Использование предлагаемого лотка позволит выработать более достоверные рекомендации по подбору и установке фильтров в скважине. Снижение затрат на бурение контрольных скважин или перебуривание скважин по причине неправильного подбора фильтра и метода разглинизации позволит получить экономический эффект, исчисляемый сотнями тысяч рублей. Формула изобретения Лоток фильтрационный, содержащий корпус, соединенный с трубой для подвода воды, крыщку корпуса, днище с центральным отверстием, сообщенным с трубой для отвода воды, концентрично которому внутри корпуса установлены фильтр и перфорированная перегородка, отличающийся тем, ято, с целью повышения достоверности результатов испытаний за счет приближения условий испытания к реальным условиям работы фильтра в скважине, лоток снабжен стаканом, охватывающим фильтр и установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения, патрубком для отвода промывочной жидкости, сообщенным со стаканом, прижимным диском, размещенным между стаканом и перфорированной перегородкой, подпружиненными тягами, соединяющими прижимной диск с днищем лотка, трубой для подвода промывочной жидкости, сообщенной с полостью между стаканом и фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Башкатов Д. Н., Роговой В. Л. Бурение скважин на воду. М., 1976 (прототип).