Фильтр для водопонизительных скважин Советский патент 1982 года по МПК E03B3/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при добьгае воды из буровых скважин для водоснабжения или при дренажных работах.

Известен кожуховый однослойный гравийный фильтр, содержащий внутреннюю перфорированную трубу и чехол из сетки с грав.ийной обсыпкой между ними Гравий (Засыпается на поверхности земли и фильтр в готовом виде опускается на забой 1).

Недостатком данного фильтра является то, что предшествующее бурение скважины в зоне установки- фильтров и последующая разглинйзация прифильтровой зоны связана с определенными затратами материальных средств и времени.

Известен также фильтр, закрепленный на бурильных трубах, проходящих через фильтр и заканчивающихся расширителем. В этом слу;чае в. пробуренную и промытую водой скважину опускают фильтр с использованием расширителя 2 .

Недостаток данной -конструкции фильтра состоит в существенных затратах, связанных с разглинизацией прифильтровой зоны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является фильтр для 5 водопонизительных скважин/ выполненный в виде перфорированного двойного корпуса с фильтрующим материалом, например с гравийной обсыпкой 3.

Недостаток указанного фильтра закjQ лючается в том,, что при бурении и

Jpднoвpeмeннoй посадке фильтра в водоносный горизонт происходит кольматация гравийной обсыпки, расположенной - между перфорированными трубами, что значительно .увеличивает сроки освоения скважин.Цель изобретения - сокращение затрат на освоение скважин путем жения кольматации фильтра. Поставленная цель достигается тем, что известный, фильтр для водопонизи- . тельных скважин, выполненный в виде перфорированного двойного корпуса с фильтрующим материалом, снабжен

25 перфорированным кожухом, кулачковой муфтой с храповым механизмом и сбрасывающим устройством, выполненным из основной и подшипниковой муфты и внутреннего кольца, коаксиально закрепленных внутри кожуха над фильтром и кинематически связанных L-образным рычагами. При этом основная муфта выполнена со спиральными пазами, в которых размещены верхние концы L-образных рычагов, а сами рычаги снабжены коле ными микропарами, опирающимися на подшипную муфту. На фиг. 1 показан фильтр/ продоль ный разарез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - сечение Б-Б на фиг. 1 при положении рычагов в зацеплении и в освобожденном состоянии соответственно; на фиг. 5 сечение В-в на фиг. 1; на фиг. 6 и 7 узлы 1 и 11 на фиг. 1. Фильтр (фиг. 1) для водопонизител ных скважин состоит из перфорированного кожуха 1, по образующей которог расположен однозахватный шнековый : нох 2, переходника 3 для закреплени на бурильной трубе 4, кулачковой муфты 5, снабженной храповиком 6, в выступы которого упираются шарики 7с пружинами 8 и регулировочными болтами 9 (фиг. 2). Кулачковая муфта 5 опираетсяна радиально-упорный подшипник 10. Ниж кулачковой муфты 5 на бурильной трубе 4 расположена основная муфта 11 с фасонными вырезами, например в виде спиральных пазов (фиг. 3 и 4), которые входят рычаги 12, круглые в своей верхней части. Рычаги 12 проходят через подшипниковую муфту 13, снабженную двусторонним подшипником 8фильтре ( фиг.1 и 5) по верхней образующей подшипниковой муфты 13 (фи. 6) выполнены направляющие кан ки 14, в которых размещены две (по количеству рычагов) диаметрально ра положенные колесные микропары 15. Рычаги 12 упираются своими нижни ми выступами в прорези внутреннего кольца 16, снабженного регулировочными болтами 17 с пружинами 18 (фиг На внутреннем кольце 16 закреплен фильтр, выполненный в виде перфорир ванного двойного корпуса 19 и 20 с фильтрующим материалом, например с гравийной обсыпкой 21. Ниже фильтра расположен шариковый клапан состоящий из упорного кольца 22, шарика 2 пластинчатой пружины 24, закрепленной в направляющих 25. Герметизация зазора и обеспечение подвижности фильтра относительно кожуха 1 осуще ствляется за счет шарикового соединения 26 с продольными пазами. Фильтр для водопонизительных скв жин работает следующим образом. При правом йращении (фиг. 1 и 3) вращающий момент через храповик 6 и кулачковую муфту 5 передается на перфорированный кожух 1, оборудован ный однозаходным цжековым ножом 2. Одновременно осуществляется подача воды через бурильную трубу 4 и шари ковый клапан. Вода, попадая на забой, способствует.размыву породы. Таким образом осуществляется подача фильтра на требуемую глубину в водоносном горизонте. Особо следует отметить, что при.этом перфорации кожуха 1 и фильтра не совпадают, т.е. перекрывают друг друга. При прокачке и освоении скважины шпинделю бурового станка (условно не показан) придается левое вращение (фкг,), Вращающий момент через бурильную трубу 4 передается на основную муфту, Ц . в этом случае рычаги 12, входящие своими нижними выступами в прорези внутреннего кольца 16, соединенного непосредственно с фильтром, выходят из зацепления. Фильтр под действием собственного веса опускается вниз на длину зазора шарикового соединения 26, причем происходит совпадение перфораций кожуха 1 и фильтра. С целью обеспечения устойчивости рычаги12 в своей средней части проходят через прорези подшипниковой муфты 13 и снабжены двумя диаметрально расположёнными колесными микропарами 15, двигающимися по направляющим канавкам 14, проточенным в подшипниковой муфте 13, при освобождении фильтра. Поскольку при использовании предлагаемого устройства снижаются затраты и время на спуско-подъемные операции, обсадку трубами в пределах водоносг ного горизонта, спуска, центровку и установку фильтра, его снабжение и последующую разглинизацию и прокачку, составляющие в сумме около 30% от стоимости 1 м скважины при буреНИИ с прямой промывкой глинистым раствором, то средний экономический эффект составит порядка 20-30 руб. на 1 п.м. скважины по водоносному горизонту. Формула изобретения 1. Фильтр для водопонизительных скважин, выполненный в виде перфорированного двойного корпуса с фильтрующим материалом, отличаюJP и и с я тем, что,с целью сокращения затрат йа освоение скважин путем снижения кольматации фильтра, он снабжен перфорированным кожухом, кулачковой муфтой с храповым механизмом и сбрасывающим устройством, выполненным из основной и подшипниковой муфты и внутреннего кольца, коаксиально закрепленных внутри кожуха над фильтрами и кинематически связанных L образными рычагами. 2. Фильтр по п. 1, о -т л и ч а ющ и и с я тем, что основная муфта выполнена со спиральными пазами, в

которых размещены верхние концы L-образных рычагов, и рычаги снабжены колесными микропарами, опирающимися на подшипниковую муфту.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Методические указания по изысканию подземных вод для железнодорожного водоснабжения. М., Оргтранстрой, 1959, с. 178, рис. 54.

2.Гаврилко В.М. и др. Фильтры буровых скважин. М., .Недра, 1976, с.273, рис. 136.

3.Технический прогресс-при строительстве скважин на воду. Материалы семинара. М., 1974, с. 93, рис.3.

Й-Я

Фиг.2

11

Фиг.5

19

ФигА