Фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью

28.07.2020

Фильтры-каркасы и фильтры с отклонителем гравия предназначены для установки в скважинах с гравийной обсыпкой, пройденных в крупнозернистых отложениях, а также в неоднородных породах, когда в процессе прокачки в прифильтровой зоне может быть образован естественный фильтр, предотвращающий суффозионные процессы при последующей эксплуатации скважин.

Однако в ряде случаев, в основном при гидрогеологических исследованиях, сооружении глубоких или наблюдательных скважин, при организации временного водоснабжения и водопонижения, когда устройство высокодебитных скважин большого диаметра с гравийными фильтрами является нерентабельным или технически затруднительным, применяются фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью.

В качестве водоприемной поверхности используются проволочные покрытия, сетки различного плетения — металлические и из пластмасс, а также тонкий штампованный лист с отверстиями различного профиля. При сооружении наблюдательных скважин применяются также стеклоткани и ткани из базальтового волокна. В качестве каркасов таких фильтров используются перфорированные трубы п конструкции с отклонителем гравия.

Для глубоких скважин фирмой «Johnson» выпускаются фильтры с проволочной водоприемной поверхностью и с каркасом из перфорированной трубы. В качестве обмотки используется профилированная проволока, наматываемая на подкладочные стержни. Фильтры изготавливаются секциями длиной от 1,2 до 6,1 м, десяти типоразмеров с наружным диаметром от 4,5 до 16,5". Для предотвращения электрохимической коррозии каркасы и водоприемная поверхность изготовляются из одного и того же металла или сплава.

Однако опыт сооружения глубоких скважин с установкой фильтров в коллекторах, приуроченных к тонкозернистым однородным пескам, показал, что даже при весьма малом размере отверстий фильтров или зазоре проволочной обмотки число пескующих скважин остается значительным. В связи с этим в США и в ряде других стран запатентована и освоена производством конструкция многослойного проволочного фильтра (МПФ), представляющего каркас из перфорированной трубы с двух-трехслойной проволочной обмоткой, промежуточными стержнями и различным зазором намотки, увеличивающимся по мере удаления от каркаса к водоносным породам.

Принцип действия этой конструкции связан с формированием естественного фильтра на каждой проволочной водоприемной поверхности, что практически моделирует работу многослойного гравийного фильтра. Величина зазора в каждом элементе проволочной обмотки нормируется в зависимости от зернового состава водоносных пород. Наружная проволочная обмотка предназначена для удерживания только крупных частиц песка, а расстояние между витками проволоки принимается соответствующим 5%-ному содержанию в пробе. Шаг проволоки среднего слоя принимается меньше наружного и вместе с тем больше, чем размер зерен, имеющих диаметр, соответствующий 25%-ному содержанию их по кривой зернового состава. Внутренний слой, если он есть, имеет еще меньший шаг н соответствует 50%-ному содержанию частиц в пробе. Разделение каждой водоприемной поверхности опорными стержнями обеспечивает создание в этой полой зоне естественного фильтра с соответствующим действующим диаметром в каждом конкретном случае.

При оборудовании скважин любого назначения большое распространение получили водоприемные поверхности из пластмассовых сеток, особенно из сарана (сополимера ПВХ), не имеющего запаха, вкуса и практически безвредного. Плотность этого материала 1,65—1,72 г/см3, модуль упругости 1000—1400 МПа, сопротивление на разрыв 140—350 МПа, продольное удлинение при натяжении 15—20%, водопоглощение в течение суток 0,1%. Сетку из сарана изготовляют просечно-вытяжным методом и используют на каркасах с отклонителем гравия (ребристые фильтры фирмы «Schonebecker») или на каркасах с открытой перфорацией.

Сетки из сарана производятся фирмой «G, Maiertaller» (ФРГ) с размером отверстий от 0,15 до 0,5 мм. Эта же фирма производит сетки для фильтров из нейлона, полиэтилена, тефлона. На производстве сетчатых фильтров в ФРГ специализируются фирмы «Ernst Sorst nnd Co» и «Schonebecker».

Применение металлических сеток в качестве водоприемной поверхности в фильтрах за рубежом играет подчиненную роль. Металлические сетки, в основном медные, применяются трех типов: квадратного, киперного и галунного плетения. При устройстве фильтров в грубозернистых отложениях фирмой «Nold» рекомендуется использовать сетчатые фильтры с квадратным плетением при толщине проволоки 1,25 и 1,4 мм и ширине отверстия соответственно 5 и 9 мм.

Эти же сетки применяются для водоприемной поверхности в качестве подкладки под сетки гладкого плетения и наматываются на каркас в два слоя.

При меньшем размере частиц пород водоносного горизонта, используются сетки киперного плетения, характеристика которых приведена в табл. 23.

Номенклатура сеток галунного плетения обеспечивает устройство фильтров в значительном диапазоне изменения гранулометрического состава песков. Характеристика сеток галунного плетения приведена в табл. 24.
Фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью

Все указанные сетки фильтров изготовляют из мягкой меди, а также из нержавеющей или оцинкованной стали.

Фирма «Nold» в качестве кожуха при устройстве гравийных фильтров использует крупноячеистые сетки из пластмасс, например, из полиамида высшего качества с размером отверстий от 1,25 до 8 мм при толщине проволоки от 0,8 до 2,0 мм.

Сетчатые фильтры наиболее широко используются при устройстве иглофильтров временного водопонижения. Водоприемная поверхность монтируется на щелевом каркасе с размером щелей 25x6 мм, защищается штампованным листом с круглой перфорацией диаметром 3 мм. Иглофильтры для водопонижения выпускаются длиной 115, 165 и 215 см с сетками галунного плетения. Их номинальный диаметр 40 и 50 мм.

В качестве каркасов и водоприемной поверхности в конструкциях иглофильтров используются пластмассы, главным образом ПВХ.

Во Франции фирмой «Pierre Joseph, Augustin Меуеr» запатентован фильтр, имеющий в качестве каркаса перфорированную трубу из достаточно прочного материала, окруженную гофрированной трубой, на которой расположены щелевые отверстия, соответствующие зерновому составу водоносной породы. В этой конструкции на водоприемной поверхности моделируется элемент, аналогичный отклонителю гравия, а также исключается необходимость подмотки проволоки или стержней между каркасом и водоприемной поверхностью.

На такого же рода принципе создан пластмассовый фильтр для скважин, запатентованный в США. Этот фильтр имеет полую рифленую внутреннюю часть и внешнюю часть, образованную фасонной проволокой, обмотанной вокруг каркаса. Между витками проволоки образуются щели для прохода воды.

В целом же следует отметить, что фильтры с дополнительной водоприемной поверхностью за рубежом применяются ограниченно, что связано с централизацией водоснабжения и созданием высокопроизводительных водозаборных и дренажных систем, в которых предпочтение отдается скважинам с гравийными фильтрами.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: