Типы и конструкции фильтров гидрогеологических скважин

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Типы и конструкции фильтров гидрогеологических скважин

28.07.2020

Анализ зарубежной и отечественной литературы и изучение патентов показали, что совершенствование конструкций фильтров идет по пути обеспечения интенсивного водоотбора без пескования даже в случаях каптажа скважинами водоносных горизонтов в тонко- и мелкозернистых породах, применения в этих конструкциях новых материалов, придания конструкции большей технологичности в изготовлении. Последнее обстоятельство в связи с выпуском фильтров в промышленных условиях едва ли не превалирующее, приводит к созданию конструкций, не отвечающих требованиям обеспечения минимальных гидравлических сопротивлений.

Наиболее распространена классификация фильтров В.М. Гаврилко, учитывающая принцип усложнения водоприемных поверхностей, согласно которой выделяются следующие группы конструкций:

а) фильтры дырчатые и щелевые с одинарной поверхностью фильтрации, изготовляемые из труб различных материалов;

б) фильтры с двумя поверхностями фильтрации, состоящие из опорных трубчатых каркасов, покрытых сетками или тканями;

в) фильтры специальных конструкций, в которых или совсем отсутствуют трубчатые опорные каркасы, или они дополняются другими конструктивными элементами в виде проволочных спиралей, стержней, колец, насадок и т. п.;

г) гравийные фильтры как опускные, изготовляемые на поверхности земли, так и создаваемые на забое скважин, в которых в качестве фильтрующих элементов используются гравийные обсыпки, контактирующие с породой и заменяющие сетчатые или иные фильтрующие поверхности.

Эта классификация, положенная в основу действующих в нашей стране нормативных документов, не учитывает весьма важного аспекта — взаимодействия пород и фильтра в контактной зоне, а гидравлические исследования различных конструкций фильтров показывают, что основные потерн напора приходятся на контактную зону каркаса (водоприемную поверхность) и гравийной обсыпки (водовмещающих пород). С учетом этого действующего фактора соответствующая классификация была дана Н.Л. Карамбировым, выделившим частицезадерживающие фильтры, фильтры с отклонителем гравия и гравитационные конструкции.

Наибольшее распространение получили частице задерживающие фильтры, которые включают фильтры-каркасы и фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью. В этих конструкциях эффект предотвращения пескования достигается подбором размера отверстия относительно размера частиц водоносных пород или гравийной обсыпки, расчет ведется на формирование в контактной зоне естественного фильтра за счет сводообразующих частиц. В этих конструкциях неизбежны некоторые контактные гидравлические потери, достигающие максимума в случае фильтров с круглой перфорацией при размере частиц водоносных пород или гравийной обсыпки, соответствующей 50%-ному содержанию в пробе, равном диаметру отверстия. Контактные потери уменьшаются соответственно при увеличении размера контактирующих с фильтром частиц.

Фильтры с отклонителем гравия характеризуются наличием таких конструктивных элементов водоприемной поверхности, при которых исключается прямой контакт водоносных пород или гравийных частиц с фильтром. В качестве таких элементов используются мостообразные отверстия, козырьки и сложный профиль фильтровых отверстий, а также ребристая водоприемная поверхность.

В гравитационных конструкциях устраивают широкие водоприемные отверстия, в которых грунт удерживается от выноса в скважину под действием силы тяжести. К ним относятся колокольные, чашечные, тарельчатые, зонтичные, донные и другие конструкции. Особую группу составляют фильтры блочного типа.

Каждая группа фильтров имеет оптимальную область применения, в то же время в ряде случаев они взаимозаменяемы и в каждом конкретном случае применимость той или иной конструкции определяется значительным числом факторов: механической прочностью, коррозионной устойчивостью, экономичностью.

Фильтры скважин на воду должны обеспечивать свободный доступ воды в скважину, надежно защищать ее от пескования при минимальных гидравлических потерях, обеспечивать устойчивую работу скважин в течение длительных промежутков времени, а в случае кольматажа допускать возможность проведения восстановительных мероприятий с использованием различных реагентов-растворителей и т. д.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: