Фильтры гидрогеологических скважин блочного типа

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Фильтры гидрогеологических скважин блочного типа

28.07.2020

Оборудование скважин фильтрами блочного типа позволяет избежать трудоемких операций по гравийно-песчаной обсыпке фильтров-каркасов, что особенно важно в случае глубоких скважин и каптаже тонкозернистых и плывунных песков.

Номенклатура фильтров блочного типа, выпускаемых за рубежом, в общем невелика. Основное направление их конструирования и производства связано с использованием в качестве наполнителя природного сортированного гравийно-песчаного материала и различных связующих веществ.

В ФРГ фильтры блочного типа с использованием в качестве связующего вещества эбонита выпускают три фирмы: «Willersinn-filter», «Hagusta» и «Nold».

Фирма «Willersinn» выпускает бескаркасные фильтры из гранулированного однородного гравия на основе эбонита в четырех вариантах с размерами частиц (в мм) 0,75—1,0; 1,5—2,0; 3,0—4,0; 4,0—6,0. Длина блоков 1 м, соединение их в колонну производят клеем и бандажными накладками из перлоновой ткани. Ниже приведены параметры этих фильтров.
Фильтры гидрогеологических скважин блочного типа

Фильтры фирмы «Willersinn» рекомендуется устанавливать в скважинах глубиной до 200 м.

Фирмой «Hagusta» организовано производство фильтров «Ферролит» из гранулированного гравия со связующим эбонитом на каркасе из стальной трубы, защищенной антикоррозийным эбонитовым покрытием.

Стандартная длина фильтров «Ферролит» 2,5 м. Секции соединяются в колонну с помощью фланцев и резьбы. В качестве фильтрующего материала используется гравий с размером зерен (мм) 0,4—0,7; 0,7-1,2; 1—2; 2—3; 3—5. Внутренний диаметр фильтров изменяется от 80 до 800 мм, соответственно, масса 1 м секции — от 14 до 136 кг. Наличие опорного каркаса позволило сделать одинаковой толщину блока во всех типоразмерах фильтра и равной 16 мм, толщина стенки трубы при диаметрах блоков 80—100 мм составляет 3 мм, при диаметрах 150—400 мм — 4 мм и при больших диаметрах фильтров — 5 мм.

В ГДР при осушении буроугольных месторождений широко применяются блочные фильтры с использованием в качестве связующих веществ эпоксидной смолы, резинового клея и цемента.

Принцип создания блочных фильтров, представляющих единую жесткую систему из каркаса и пористого элемента, использован в конструкции фильтра «Bistrab, созданного на основе асбестоцементных труб (СФРЮ). В качестве связующего вещества в этих фильтрах применен цемент, однако существенным отличием его от других пористобетонных фильтров является то обстоятельство, что в исходных материалах практически полностью удалена известь, благодаря чему существенно повышается антикоррозийная устойчивость фильтра. Содержание извести не превышает 0,5%.

При изготовлении фильтров на перфорированную асбестоцементную трубу с размером отверстий 46 мм наносится слой гравия, частицы которого связаны между собой и с каркасом цементным раствором. Фильтры сушат в автоклаве. Номенклатура их определяется размером заполнителя, который отсеивается в следующих диапазонах; 0,8—1,2; 1,2—2,0; 3,0—5,0; 5,0—7,0; 7,0—10,0 мм. Внутренний диаметр фильтров изменяется от 100 до 1000 мм, внешний — от 165 до 1090 мм.

Асбестоцементные трубы в качестве каркаса блочных фильтров используются также фирмой «Nold» только в качестве связующего гравия применяется эпоксидная смола. Фильтры «Bistrab и «Nold» довольно громоздки. Масса фильтров «Bistrab при наружном диаметре, равном 165 мм, составляет 18,9 кг, а при максимальном диаметре 1122 мм — 608,5 кг,

Ниже приведена масса (в кг) аналогичных конструкций производства фирмы «Nold».

Во всех широко распространенных блочных фильтрах в качестве наполнителя используется хорошо отсортированный кварцевый гравий или крупнозернистый песок. При этом создание идеальной конструкции затрудняется вследствие шероховатости природного материала, наличия в нем примеси глинистых и железистых частиц. Кроме того, связующие вещества также занимают некоторый объем пор, что обусловливает ухудшение фильтрационных характеристик блока. Эти недостатки устраняются в конструкциях из гранулированных пластмасс, блоки из которых получают спеканием.

Так, например, в фильтрах «Hastrol» (ФРГ) наполнитель представляет собой шарообразный ударопрочный полистирол с диаметром сферических зерен 0,8—1,4 и 2,5—3,5 мм. Склеивание гранул осуществляется в весьма тонкой контактной зоне. Диаметр этих фильтров на каркасе из щелевой трубы изменяется от 41,5 до 400 мм при толщине слоя гранулированного полистирола от 10,5 до 18 мм. Применение синтетических материалов позволило существенно снизить массу фильтров: при минимальном диаметре 1 м фильтра весит 1,7 кг, при максимальном диаметре, равном 400 мм, — 48,5 кг.

В ПНР предложено устраивать гравийно-клеевые фильтры блочного типа не только однослойной конструкции, но и состоящие из нескольких слоев различного зернового состава. Доказана технологическая возможность устройства таких фильтров из частиц гравия размером зерен от 1 до 10 мм.

Близкой к блочной конструкции разновидностью является ряд фильтров, в которых в качестве наполнителя используется не гранулированный материал, а стеклопластики (стекложгут или стеклошпон), пропитанные смолой и образующие фильтровой блок со сложной водоприемной поверхностью, характеризующейся неоднородным распределением пор различных размеров.

В ФРГ такого рода конструкции «SBF-Silox» изготовляются фирмой «Schonebecker». Для пропитки раздробленного и перемешанного стекловолокна, отходов производства и минеральных присадок используется эпоксидная смола.

В ПНР запатентованы конструкции фильтров из пластмасс, упроченных стекловолокном. Сложный профиль намотки стекло-жгута с пропиткой полиэфирными смолами обеспечивает получение в специальных формах фильтра достаточно большой прочности.

Обилие типов и конструкций фильтров, выпускаемых за рубежом для оборудования гидрогеологических и эксплуатационных скважин, определяется не только разнообразием гидрогеологических условий, в которых они устанавливаются. Как указывалось ранее, превалирующим фактором при организации производства той или иной конструкции может оказаться ее большая технологичность, дешевизна, возможность проведения ремонтных работ в скважине и т. д.

В этих условиях необходимо выработать критерии, которые позволили бы однозначно решить вопрос о возможности и целесообразности промышленного производства той или иной конструкции. В качестве таких критериев рассмотрены существующие способы гидравлической оценки фильтров и их эксплуатационной надежности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: