Фильтр водозаборной скважины Советский патент 1982 года по МПК E03B3/18 

вает его гидравлическоесопротивление и снижает дебит скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является фильтр водозаборной скважины, содержащий корпус, выполненный в виде двух концентрично расположенных перфорированных труб, объединенных в нижней части сдвоенным колпаком, гравийную засыпку между ними, тарельчатый козырек, закрепленный на верхнем торце внутренней перфорированной трубы, вертикальную трубу, размещенную внутри корпуса и датчики уровня воды. При этом вертикальная труба размещена с зазором к отверстию во внутреннем колпаке и снабжена подвижным подпружиненным клапаном и связанным с ним через подвижный ыток магнитным фиксатором, который,в свою очередь, связан электрической цепью с датчиком уровня воды ,2 .

Данная конструкция фильтра частично устраняет недостатки, присущие описанной конструкции. Однако размещ ние нижнего конца вертикальной трубы у отверстия внутренней стенки колпака с.небольшим зазором при перекрыто клапаном отверстии внутренней перфорированной трубы вызывает движение воды и частиц гравия в скважину через вертикальную в процессе регенерации указанного фильтра. В то же время наблюдается проникновение в ствол скважины вместе с движущимися через фильтр потоком воды частиц песка из прифильтровой зоны, что приводит к таким отрицательным явлениям как возникновение гравийных пробок, образованию пустот и увеличению размров пор между зернами гравия, позышенному содержанию песка в отбираемо воде, повышенному износу водоподъем,ного оборудования и повышению гидралического сопротивления фильтра. Наличие же электромагнитного фиксатора и подвижного подпружиненного клапана на вертикальной трубе не гарантирует безотказную работу известного фильтр вследствие возможного выхода их из строя, что, в свою очередь, требует сложных ремонтных работ, связанных с выполнением таких трудоемких опе раций, как извлечение из ствола скважины водоподъемного оборудования и фильтровой колонны.. .

Целью изобретений является повышение надежности работы фильтра и исключение захвата песка из прифильтровой зоны при регенерации.

Поставленная цель достигается.тем что фильтр водозаборной скважины, содержащий корпус, выполненный в виде двух концентрично расположенных перфорированных труб, объединенных в нижней части сдвоенным колпаком, гравийную засыпку между ними, тарель

чатый козырек, закрепленный на верхнем торце внутренней перфорированной трубы, вертикальную трубу, размещенную внутри корпуса, датчики уровня воды, снабжен догголнительным трубопроводом, сообщающим вертикальную трУбу с нагнетательным трубопроводом погружного насоса, управляемыми за Порными устройствами, установленными на дополнительном и нагнетательном трубопроводах, и электромагнитными |реле, при этом вертикальная труба закреплена на внутреннем колпаке корпуса, а тарельчатый козырек выполнен в виде плоского кольца с отверстиями и закреплен на верхних торцах перфорированных труб.

На чертеже представлен фильтр, общий вид.

Фильтр состоит из наружной 1 и внутренней 2 концентрично расположенных труб, имеющих на своей поверхности круглую или щелевую перфорацию 3, пространство между которыми заполнено мелким гравием 4. В нижней части закреплен сдвоенный колпак 5 сферическ й Ф9РМЫ с отверстием в центре внутренней его стенки. Концентричность расположения колпака и труб обеспечивают перемычки 6. Внутри фильтра-также концентрично установлена вертикальная труба 7, которая снабжена направляющими фонарями 8 и соединена в нижней части с внутренней стенкой сдвоенного колпака, сообщаясь с ним через отверстие. Верхняя часть вертикальной трубы 7 имеет опорную коническую пяту 9 с обрезйненной внутренней поверхностью, на которую свободно установлен ;дополнительный трубопровод 10, сообщающийся с нагнетательной трубой 11 погружного насоса. Нагнетательная труба 11 и дополнительный трубопровод 10 имеют управляемые запорные устройства 12.и 13, выполненные в виде электромагнитных клапанов или управляемых задвижек, размещенных у устья скважины, которые снабжены электромагнитными реле 14 и 15, связанными с запорными устройствами 12 и 13 через электрические датчики уровня воды .16 и 17, установг ленные в скважине 18 над погружным насосом 19. Тарельчатый, козырек 20 выполнен в виде кольца, снабжен 6т.верстиями 21 в пределах кольцевого пространства между трубами 1 и 2 и соединен с ними, перекрывая зазор.

Фильтр работает следующим образом.

При открытом запорном устройстве 13 и закрытом 12 вода, откачиваемая насосом 19, по трубе 11 поступает в ствол скважины 18 через перфорированные трубы 1 и 2 и гравий 4 по кольцевому зазору между внутренней перфорированной трубой 2 и вертикальной 7, т.е. устройство работает как обычный гравийный фильтр. В процессе эксплуатации скважины фидьтр, задерживая механические примеси, содержащиеся в воде, кольматируется, и его водопропускная способность постепенно уменьшается, а водоподъемник отбирает воду с постоянным расходом. Это обстоятельство вызывает понижение динамического уровня воды, и в этот момент, когда пропускная способност фильтра уменьшилась настолько, что Т1еобходима его регенерация, электри- ческий датчик 17, размещенный Над на сосом 19, оказавшись на воздухе в ре зультате понижения уровня воды в скважине, подает сигнал на включение электромагнитного реле 15, которое включает реле времени 14, установлен ное на периодическое включение и отключение через определенные промежут ки времени. От реле 14 сигнал подает ся на управляемые запорные устройств 12 и 13,.в результате чего задвижка или клапан 13 на нагнетательном труб проводе 11 закрывается, а запорное устройство 12 на дополнительном труб проводе 10 постепенно открывается. Вода из нагнетательного трубопровода 11 устремляется вниз по дополнитель ному трубопроводу 10, вертикальной трубе 7 через отверстие внутренней станки колпака в кольцевое простр нтство между сдвоенным колпаком 5 и перфорированными трубами 1 и 2 фйльт|тра. Вследствие малых площадей внутреннего сечения труб 10 и 7, а также кольцевого пространства между перфорированными трубами 1 и 2, поток воды движется в них с большой скоростью и давлением, взвешивая в пространстве под тарельчатым козырьком 20 частигда гравия 4, которые под действием потока, трения о стенки труб и соударения друг от друга отмываются от загря нений. Поток воды, движущийся под давлением в порах между гравием 4 вверх через отверстия козырька 21 и в стороны сквозь перфорацию труб 1 и 2, препятствует втеканию воды и проникновению с ней песка из прифильтровой зоны в скважину через фильтр Периодическая же синхронная работа запорных устройств 12 и 13, которую обеспечивает реле времени 14, со дает пульсацию потока воды в кольцевом зазоре между перфорированными трубами 1 и 2, что способствует перемещению слоя гравия 3 в вертикальном направле НИИ, а также лучшей его отмывке. Выло носу гравия 3 в ствол скважины 18 препятствует тарельчатый коаырек 20, соединенный с трубами 1 и 2 фильтра. По мере восстановления водопропуск- ной способности фильтра в процессе его регенерации в один из моментов, когда запорное устройство 13 на нагнетательном трубопроводе открыто, а устройство 12 на дополнительной трубе закрыто, за счет увеличения притока вода к скважине 18 через фильтр уровень воды в ней восстанавли вается, электрический датчик 16 затапливается и подает сигнал на отключение электромагнитного реле 15, а оно, в свою очередь, отключает реле 14 и управляемые запорные устройства 12 и 13,, связанные с последним. С этого момента фильтр работает в обычном |1эксплуатационном режиме до следующей регенерации. Соединение вертикальной трубы фил&тра со сдвоенным колпаком и нагнетательным трубопроводом насоса обеспечивает его регенерацию без захвата воды из водоносного пласта и перемещения гравия в стволе скважины что исключает проникновение песка как В гравийную засыпку, так и в скважину через фильтр при его регенерации, а также уменьшает износ водоподъемного оборудования. Размещение автоматики для регене- : рации фильтра у устья скважины значительно облегчает его монтаж, эксплуатацию и ремонтно-восстановительные работы в сквс1жине. Указанные преимущества кроме тото, снижают число аварий насосносилового оборудования, повышают надежность и срок службы скважины. Формула изобретения Фильтр водозаборной скважины, содержащий корпус, выполненный в виде двух концентрично расположенных перфорированных труб, объединенных в нийсней части сдвоенным колпаком, гравийну.ю засыпку между ними, тарельчатый козырек, закрепленный на верхнем торце внутренней перфорированной , вертикальную трубу, размещенную внутри корпуса, датчики уровня воды и погружной насос, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы фильтра и исключения захвата песка из прифильтровой зоны при регенерации, фильтр снабжен дополнительным трубопроводом, сообщающим вертикальную трубу с ;нагнетательным трубопроводом погружного насоса, управ 1яемыми запорными устройствами, установленными на дополнительном и нагнетательном трубопроводах, и электромагнитными . реле, при этом вертикальная труба закреплена на внутреннем колпаке корпуса, а тарельчатый козырек выполнен в виде плоского кольца с отверстиями и закреплен на верхних торцах перфорированных труб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 478915, кл. Е 03 В 3/18, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 798252, кл. Е 03 В 3/18, В 01 D 37/04, 1981 (прототип).