Дренажно-ливневая скважина
DRAINAGE AND STORM WELL

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к устройствам для дренажа сточных поверхностных вод при сооружении дренажно-ливневых скважин.
Известна скважина вертикального дренажа, включающая фильтровую колонну, состоящую из фильтрового каркаса и надфильтровой трубы, песчано-гравийную обсыпку и насосно-силовой агрегат, причем для предотвращения заиления и снижения эксплуатационных затрат скважина снабжена дренажными водоводами, установленными в песчано-гравийной обсыпке параллельно основному фильтровому каркасу, верхние концы которых заглушены, а нижние сообщены с нижней частью фильтрового каркаса (SU 1498887 А1, 07.08.1989).
Недостатком данного технического решения является его повышенная материалоемкость, связанная с необходимостью расширения песчано-гравийной обсыпки для установки в ней дополнительных дренажных водоводов параллельно основному фильтровому каркасу, и неэффективность работы дополнительных дренажных водоводов, поскольку они заиливаются или кольматируются также, как и основной фильтровой каркас, но в течение -более короткого отрезка времени ввиду их значительно меньших размеров по сравнению с основным фильтровым каркасом.
За прототип предлагаемого технического решения принята дренажно-водозаборная скважина, содержащая центральную водосборную фильтровую колонну, выполненную в виде перфорированной трубы, фильтрующее покрытие, расположенное на наружной поверхности колонны, и приспособление для рыхления прилегающих снаружи к колонне сыпучих материалов (RU 2330916 С1, 10.08.2008).
Недостатком прототипа является отсутствие центрирующих и удерживающих элементов предотвращающих поперечное и продольное перемещение устройств рыхления прилегающих к колонне сыпучих материалов, что может приводить к контакту устройств для рыхления с устройствами центрации, с потерей возможности вращаться вокруг собственной оси. В результате способность к рыхлению сыпучих материалов снижается, что приводит к заиливанию сыпучих материалов и уменьшает фильтрующую способность конструкции.
Задачей данного изобретения является повышения надежности и эффективности дренажно-ливневой скважины.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в дренажно-ливневой скважине, содержащей центральную фильтровую колонну, выполненную в виде перфорированной трубы, обсадную колонну, расположенную коаксиально фильтровой колонне, фильтрующую обсыпку из сыпучих материалов, расположенную между фильтровой и обсадной колонной, центрирующие выступы, закрепленные дискретно ярусами и продольными рядами по ее высоте и приспособление для рыхления сыпучих материалов, состоящее из расположенных стержней выполненных и расположенных по всей глубине скважины, согласно изобретению, в центральной фильтровой колонне расположено коаксиально обсадной колонне съемное, а центрирующие выступы снабжены отверстиями для размещения в них стержней, верхние концы которых на верхнем ярусе центрирующих выступов снабжены упорами.
Съемное устройство выполнено в виде перфорированного контейнера или шнека.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 дренажно-ливневая скважина со съемным устройством в виде шнека; фиг. 2 - дренажно-ливневая скважина со съемным устройством в виде перфорированного контейнера, фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. Дренажно-ливневая скважина содержит центральную фильтровую колонну 1 с перфорацией, съемное устройство 2, расположенное коаксиально обсадной колонне 3. В кольцевом пространстве между центральной фильтровой колонной и обсадной колонной находится фильтрующая обсыпка 5, чаще всего представленная песчано-гравийной смесью. На центральной фильтровой колонне 1, расположены центрирующие выступы 6 расположенные дискретно, ярусами. Центрирующие выступы 6 имеют отверстия 7, для соосности помещенных в них стержней 8. Стержни 8 снабжены закрепленными на них рыхлителями 9, которые в процессе вращения интенсифицируют процесс рыхления фильтрующей обсыпки 5. Стержни 8 выходят своими верхними концами выше верхнего яруса центрирующих выступов 6, верхние концы которых на верхнем ярусе центрирующих выступов снабжены упорами 11. Пространство на устье оборудуется перфорированной крышкой 4 для прохождения через нее талых вод или осадков 10, Крышка крепится к верхним концам центральной фильтровой колонне 1 и к обсадной колонне 3. Верхний конец стержней 8 находится под перфорированной крышкой 4 без выхода на дневную поверхность.
Перфорация крышки 4 производится только в том месте, которое геометрически будет располагаться над центральной фильтровой колонной 1 после установки. Верхняя часть перфорированной крышки 4 выполняется плоской, и не выступает над дневной поверхностью, что позволяет размещать данное техническое сооружение на дорожном полотне.
Съемное устройство 2 может быть выполнено в виде перфорированного контейнера или в виде шнека. Перфорированный контейнер при заполнении его твердой фазой извлекается на поверхность и очищается. Съемное устройство для очистки в виде шнека может очищаться путем его вращения без поднятия на поверхность, а также при извлечении при необходимости.
Данная конструкция дренажно-ливневой скважины эффективна для отведения осадков и талых вод с площадей с низкой фильтрующей способностью поверхности накопления.
Для установки дренажно-ливневой скважины предварительно проводятся гидрогеологические исследования. Определяется уровень и давление грунтовых вод, что является основным фактором возможности сооружения на этой площади дренажно-ливневой скважины. После определения оптимального места расположения дренажно-ливневой скважины производится бурение с диаметром породоразрушающего инструмента позволяющим беспрепятственно опустить обсадную колонну 3 на проектную глубину. Затем в скважину опускают центральную фильтровую колонну 1 с заранее установленными в ней центрирующими выступами 6, снабженных отверстиями 7, с расположением стержней 8, с закрепленными на них рыхлителями 9. На верхнем ярусе центрирующих устройств 6 стержни 8 снабжены упорами. 11. После этого кольцевое пространство между центральной фильтровой колонной 1 и обсадной колонной 3 заполняется фильтрующей обсыпкой 5. Далее в центральную фильтровую колонну 1 опускается съемное устройство 2. После этого устье дренажно-ливневой скважины оборудуется перфорированной крышкой 4, закрепленной на обсадной колонне 3 и центральной фильтровой колонне 1.
Дренажно-ливневая скважина работает следующим образом.
Так как дренажно-ливневая скважина сооружается в низших точках рельефа местности, талые воды и осадки 10 попадают через перфорированную крышку 4 в устройство 2, фильтруясь через которое, в случае установки перфорированного контейнера, талые воды и осадки 10 попадают в центральную фильтровую колонну 1 и через перфорацию попадают в фильтрующую обсыпку 5 и далее через перфорацию обсадной колонны 3 в затрубное пространство. Таким образом, происходит осушение требуемого участка от затопления. При заполнении съемного устройства 2 твердым материалом или мусором, производится его очистка путем поднятия и промывания при использовании перфорированного контейнера или вращения в случае использования в качестве съемного устройства в виде шнека и при необходимости так же его извлечения и очистки. При фильтрации талых вод и осадков через фильтрующую обсыпку 5 может происходить ее заиливание. Для очистки заилившейся фильтрующей обсыпки 5 в конструкции предлагаемого устройства предусмотрены размещенные в кольцевом пространстве между центральной фильтровой колонной 1 и обсадной колонной 3 рыхлители 9, которые закреплены на стержнях 8. Стержни, в свою очередь, расположены в отверстиях 7 центрирующих выступов 6 и снабжены упорами 11 на верхнем ярусе центрирующих выступов 6. Закрепление стержней 8 с упорами 11 предотвращает бесконтрольное смещение стержней 8 в процессе эксплуатации, с сохранением их соосного расположения в процессе вращения стержней 8 с закрепленными на них рыхлителями 9, что в свою очередь не допускает их взаимодействия.
Вышеописанные действия обеспечивают восстановление производительности дренажно-ливневой скважины и ее работоспособность и при снижении фильтрующей способности производят эти действия вновь.
Данная дренажно-ливневая скважина имеет высокий срок эксплуатации и может быть использована на площадях с низкой фильтрующей способностью без водоотводных сооружений.
Сооружение данной дренажно-ливневой скважины позволяет обеспечить дренажно-ливневую систему водоотвода в местах, где водоотводные сооружения не справляются с отводом объемом осадков и талых вод или отсутствуют полностью.