ШНЕКО-ФИЛЬТР

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для сооружения горизонтальных и наклонных дренажных скважин в песчаных водоносных горизонтах в широком диапазоне гидростатических давлений, а также в других скважинах.
Известен «Способ сооружения горизонтальной или наклонной дренажной скважины в обводненных песчаных горизонтах, установка для его реализации, фильтровая труба (варианты)» (RU 2233373, публ. 2004.07.27), в фильтровой трубе которого выполнены одноступенчато круглые сквозные отверстия, причем со стороны внешней поверхности ступень заполнена фильтрующими элементами в виде цилиндрической таблетки из фильтрующего материала, в качестве которого может быть использована сетка из коррозионностойкого материала, а сама таблетка установлена в сквозных отверстиях и закреплена стопорным кольцом.
Недостатками данной фильтровой трубы являются:
- наличие большого количества отверстий, что приводит к увеличению трудоемкости ее изготовления;
- при эксплуатации фильтровой трубы в мелкозернистых песках происходит быстрая кольматация фильтра, он зарастает, дебит воды снижается, достигая нуля, срок эксплуатации скважины уменьшается;
- невозможность декольматации фильтра, находящегося в скважине по причине затрудненного доступа к нему.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Шнеко-фильтр» (RU патент на полезную модель №55034, публ. 2006.07.27), выполненный в виде полого цилиндрического корпуса с навитой на него спиралью, содержащий отверстия и соединительные элементы на концах, отверстия в виде щелей расположены равномерно в один или два ряда между витками спирали и параллельно им, а стенки отверстий выполнены фасонного профиля с возможностью удержания фильтрующего материала. В процессе эксплуатации шнеко-фильтра, особенно в мелкозернистых песках и в агрессивной среде, происходит быстрая кольматация, и фильтр выходит из строя, что является основным недостатком данного устройства. Другим недостатком является невозможность проведения декольматации фильтра.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, обеспечивающего быстрое восстановление дебита скважины, без проведения дополнительных работ в ней, а также увеличение срока ее эксплуатации.
Для решения поставленной задачи предлагается шнеко-фильтр, выполненный в виде полого цилиндрического корпуса с навитой на него спиралью и соединительными элементами на концах, содержащий в корпусе отверстия, выполненные в виде щелей, расположенных между витками спирали и параллельно им, а стенки отверстий выполнены фасонного профиля с возможностью удержания фильтрующего материала. Причем, фильтрующий материал выполнен в виде вкладышей, установленных в отверстиях с плотной посадкой, между вкладышами размещены и контактируют с ними вибрационные датчики. Кроме того, свободное пространство между вкладышами заполнено россыпным фильтрующим материалом. Количество вибрационных датчиков, расположенных между вкладышами, определяется из гидрогеологических особенностей места установки шнеко-фильтра.
Существенными отличительными признаками являются:
- фильтрующий материал выполнен в виде вкладышей, например, в виде сетки из антикоррозионного материала (нержавеющей стали), установленных в отверстиях с плотной посадкой, а между вкладышами размещены и контактируют с ними вибрационные датчики, что позволяет обеспечить очистку фильтров, не проводя дополнительных работ в скважине и не снижая ее дебита;
- свободное пространство между вкладышами заполнено россыпным фильтрующим материалом, например, крупнозернистым песком, за счет чего происходит более полная очистка воды, используемой в дальнейшем в хозяйственном водоснабжении.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими чертежами:
Фиг.1 - общий вид шнеко-фильтра.
фиг.2 - поперечный разрез по отверстию, в котором установлены вкладыши и вибрационные датчики.
Устройство состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с навитой на него спиралью 2 и соединительными элементами 3 и 4 на концах корпуса 1. В корпусе 1 выполнены сквозные отверстия 5 в виде щелей, которые расположены между витками спирали 2 и параллельно им. Стенки 6 и 7 отверстий 5 выполнены фасонного профиля с возможностью удержания в них фильтрующего материала в виде вкладышей 8 и 9. Вкладыши 8 и 9 в отверстиях 5 установлены с плотной посадкой. Между вкладышами размещены вибрационные датчики 10 и 11. Свободное пространство между вкладышами 8 и 9 заполнено россыпным фильтрующим материалом 12.
Вибрационные датчики 10 и 11 соединены между собой электропроводкой 13, подключенной к контактным кольцам 14 и 15 на соединительных элементах 3 и 4.
Устройство работает следующим образом.
В процессе эксплуатации шнеко-фильтра, например, в горизонтальной дренажной скважине, сооруженной в водоносном горизонте для целей водоотбора, происходит кольматация отверстий 5, а вместе с ними и вкладышей 8 и 9, а также фильтрующего материала 12. При этом происходит уменьшение проходных размеров фильтрующей поверхности, а это приводит к увеличению входного сопротивления и снижению эффективности водоотбора, т.е. к уменьшению дебита скважины. Декольматация фильтрующего материала осуществляется при инициирование колебаний (встряхивания) вкладышей 8 и 9 с помощью вибрационных датчиков 10 и 11, а вместе с ними и россыпного фильтрующего материала 12. Благодаря таким периодическим колебаниям, которые проводят по мере необходимости, происходит интенсивное отслоение кольматанта и быстрое восстановление дебита скважины. Результаты работы датчиков 10 и 11 определяют по увеличению дебита скважины.
Количество датчиков 10 и 11 подбирают и устанавливают соответственно гидрогеологическим особенностям осушаемого горизонта.
Такое техническое решение обеспечивает быстрое восстановление дебита скважины, без проведения дополнительных работ в ней, за счет высокой производительности очистки фильтрующего материала, в результате чего увеличивается срок эксплуатации шнеко-фильтра и скважины, а также экономятся материальные затраты и трудозатраты.