Устройство для сооружения гравийного фильтра водозаборной скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B43/02 

Изобретение относится к эксплу-атации подземных вод и может быть использовано при строительстве водозаборных скважин в песчаных водоносных горизонтах.

Известно устройство для создания гравийного фильтра водозаборной скважины, включающее фи.льтр, спускаемый в скважину на колонне бурильных труб и конический башмак

Недостатком известного устройства является обязательное полное удаление породы с забоя на поверхность, использование привозных материалов,, для обсыпки фильтра, а также нарушение сплошности обсыпки при производстве работ, что влечет за собой значительные материальные затраты на сооружение скважин.

Известно также устройство для создания гравийной обсыпки в расширенном забое глубоких скважин,включающее бурильные трубы, фильтровый каркас, шаровый и обратный клапаны, смесительную воронку, вибросито 23.Недостатком известного устройства является применение сложного,комплекса оборудования для работы устройства, наличие системы клапанов, которые ненадежны при перекачке пульпы, использование привозных м териалов для обсыпки и невозможность создания качественной гравийной обсыпки без прослоев с равномерно распределенной структурой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является устройство для сооружения гравийного фильтра

10 водозаборной скважины, состоящее из фильтрового каркаса, гравиепитателя с воронкой, установленной на нагнетательной линии, бурильных труб, гравиераспределителя с окнами, саль15ников, центральной трубы, клапанов и опорных колец t lНедостатком известного устройства является применение сложного комп20 лекса оборудования для производства работ, использование привозных материалов для обсыпки и получениене-большого контура обсыпки.

Цель изобретения - повышение качества гравийной обсыпки и снижение

25 стоимости сооружения фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сооружения гравийного фильтра водозаборной скважины, включающее фильтровый кар30кас, центральную трубу, сальник и

насос, снабжено всасывающей трубой, сообщающей насос с центральной трубой и гидроциклонами, установленными над фильтровым-каркасом, включающими входные, сливные и песковые патрубки, при этом входные патрубки соединены с центральной трубой, сливные )с всасывающей трубой, а песковые с затрубным пространством фильтрового каркаса.

На фиг Л представлено устройство в стадии формирования гравийного фильтра; на фиг.2 - гравийный фильтр водозаборной скважины.

Устройство для создания гравийного фильтра водозаборной скважины состоит из перфорированного трубчатого фильтрового каркаса 1, внутри которого установлена по всей высоте фильтра центральная труба 2 с открытым нижним концом, имеющая в верхней части сальник 3. Гидроциклоны 4 смонтированы в верхней части перфорированного трубчатого фильтрового каркаса таким образом, что его входные патрубки 5 соединены с центральной трубой, сливные патрубки 6 соединены с всасывающей трубой 7 насоса (не показан), а песковые патрубки 8 направлены в затрубное пространство фильтрового каркаса. После фор- мирования гравийной обсьтки 9 фильтр оборудуют сальником 10 и пробкой 11.

Устройство работает следующим образом.

Устройство на бурильных трубах монтируется в обсаженный ствол скважины. За счет разряжения, создаваемого насосом во всасывающей трубе 7 (фиг.1), водопесчаная смесь (пульпа) из нижней части фильтрового каркаса 1 по центральной трубе 2 поднимается вверх и через входные патрубки 5 попадает в гидроциклон 4, где происходит разделение частиц водонасосной породы по крупности. Мелкие частицы уносятся потоком через сливные патрубки 6 по всасывающей трубе 7 насоса на поверхность, а крупные - через песковые патрубки 8 поступают в затрубное пространство фильтрового каркаса 1. В процессе откачки водовмещающая порода прифильтровой зоны проседает, начиная с верхней части фильтра, и прифильтровая зона за полняется крупными частицами породы.

Правильный гранулометрический состав обсыпки устанавливается расчетом по данным механического состава пладта и размером фильтра.

Вынос пульпы производится до тех пор пока крупные частицы породы не образуют сплошной контур 9 вокруг фильтрового каркаса 1 (фиг.2), Образование контура 9 вокруг фильтрового каркаса 1 контролируется по содержанию частиц водоносной породы в

воде, выносимой на поверхность. Отсутствие частиц водоносного пласта в откачиваемой воде, которые согласно расчета должны быть вынесены, сигнализирует об окончании образования контура гравийной обсыпки и прекращения откачки.

После окончания откачки всасывающая труба 7 вместе с гидроциклонами 4 и центральной трубой 2 поднимают на поверхность, а фильтровый I каркас 1 оборудуют сальником 10 и пробкой 11,

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что процессы образования гравийного фильтра и строительной откачки идут одновременно и непрерывно без привлечения сложного комплекса оборудования (эрлифты, гидроэлеваторы, вибросита) и привозных материалов обсыпки.Фракционный состав обсыпки может регулироваться, а контур создается без прослоев с равномерно распределенной структурой и больших размеров,

Использование предлагаемого устройства при строительстве скважин обеспечиваетполучение экономического эффекта за счет увеличения производительности скважин, использования для обсыпки пород водоносного пласта и снижения эксплуатационных затрат на оборудование.

Расчетная сумма экономического эффекта от применения предлагаемого устройства на одной скважине составляет 0,5-1,0 тыс.руб.

Формула изобретения

Устройство для.сооружения гра7 вийного фильтра водозаборной скважины, включающее фильтровый каркас, центральную трубу, сальник и насос, отличающееся тем, что, с целью повышения качества гравийной обсыпки и.снижения стоимости сооружения фильтра, устройство снабжено всасывающей трубой, сообщающей насос с центральной трубой, и гидроциклонами, установленными над фильтровым каркасом, включающими входные сливные и песковые патрубки, при этом входные патрубки сообщены с центральной трубой, сливные - с всасывающей трубой, а песковые - с затрубным пространством фильтрового каркаса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин, М., 1976, с, 249,

2.Там же, с. 275.

3,Бурение и освоение высокодебитных скважин на воду. М., Колос .1973. с, 50-51 (прототип).

фиг.