СПОСОБ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРОВОЙ ЧАСТИ НАПОРНОГО ЗАКЛАДНОГО ПЬЕЗОМЕТРА НЕПРЯМОЛИНЕЙНОЙ ФОРМЫ
METHOD FOR CLEANING FILTER PART OF PRESSURE INSET PIEZOMETER OF NON-LINEAR SHAPE

Область техники
Изобретение относится к технологии очистки внутренних поверхностей полых изделий, а именно очистки фильтровой части напорных закладных пьезометров от кольматанта.
Уровень техники
Известен способ очистки внутренней поверхности технологического оборудования и трубопроводов, включающий гидродинамический режим удаления отложений с помощью реактивного очистного устройства, подачу промывочной жидкости в очистное устройство под высоким давлением, создающим реактивное воздействие формируемыми струями этой жидкости на очищаемую поверхность, вынос потока промывочной жидкости с удаленными отложениями при прямом направлении движения очистного устройства по очищаемой поверхности и при его обратном направлении движения с помощью механизма возвратно-поступательного принципа действия [патент РФ 2594426].
Недостатками данного решения является его низкая эффективность при очистке трубопроводов, находящихся под давлением, и узких трубопроводов сложной пространственной формы.
Наиболее близким к предложенному решению является способ очистки внутренней части технологического резервуара, содержащего узкие технические проходы, включающий: введение эластично-деформируемой металлической трубки во внутреннюю часть технологического резервуара через узел установочного отверстия; подачу жидкости под давлением через трубку к удлиненной цилиндрической головке очищающего приспособления, прикрепленной на одном конце к переднему концу трубки; продвижение головки очищающего приспособления внутри частей очищаемого технологического резервуара с помощью движущей силы, прикладываемой у узла установочного отверстия и уплотнения; принудительное продвижение металлической трубки в случае изменения направления очищающей головки в трубопроводе, до тех пор, пока трубка не преодолеет предел текучести для придания ей остаточной деформации; очистку изнутри частей технологического резервуара, которые необходимо очистить, путем распыления струй удаляющей загрязнения жидкости из вращающейся распылительной головки [заявка на изобретение РФ №2010101280].
Недостатком этого способа является его неэффективность при очистке узких трубопроводов сложной пространственной формы вследствие невозможности продвижения через крутоизогнутые (до 90 градусов) колена головки очищающего приспособления.
Наиболее близким к предложенному решению является способ очистки напорного закладного пьезометра, включающий введение в устье пьезометра жесткой трубки, продвижение трубки внутри трубы пьезометра, подачу очищающего реагента под давлением через жесткую трубку с U-образным наконечником, соединенным с устойчивой к давлению мягкой трубкой [патент CN 202175976 U, 28.03.2012].
Недостатком этого способа является его неэффективность при очистке узких трубопроводов сложной пространственной формы вследствие невозможности продвижения через крутоизогнутые (до 90 градусов) колена пьезометра жесткой трубки с U-образным наконечником.
Раскрытие изобретения
При длительном сроке эксплуатации закладных пьезометров, установленных в естественном основании напорных бетонных гидротехнических сооружений, происходит снижение их работоспособности - чувствительности к изменению напора воды. Одной из основных причин является кольматация фильтра пьезометра, которая вызывает увеличение гидравлического сопротивления и снижение притока воды в пьезометр.
Водоподводящая труба от фильтровой части напорного закладного пьезометра непрямолинейной формы до точки замера имеет протяженность порядка нескольких десятков метров, небольшой (менее 60 мм) диаметр и прокладывается в массивном бетоне с применением крутоизогнутых (до 90 градусов) коленных соединений. При этом труба постоянно находится под давлением и на всем протяжении от фильтровой части до устья пьезометра не имеет запорной арматуры.
Такая конструкция водоподводящей трубы в сочетании с постоянным наличием в ней напора препятствует очистке фильтрующих элементов таких пьезометров известными механическими и/или химическими способами вследствие невозможности доставки рабочего органа чистящего устройства и/или очищающего реагента к фильтровой части прибора.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи восстановления чувствительности (работоспособности) напорного закладного пьезометра непрямолинейной формы.
Техническим результатом изобретения является высокая эффективность очистки фильтровой части напорного закладного пьезометра непрямолинейной формы.
Доставку реагента непосредственно к фильтровой части напорного закладного пьезометра непрямолинейной формы (далее - пьезометр) осуществляют посредством упругого шланга, который вводят в ствол пьезометра на максимальную глубину, вплоть до фильтровой части. Для обеспечения прохождения шланга через коленные соединения, а также для снижения его трения о неровности внутренней поверхности водоподводящей трубы включают высокочастотное вибрационное устройство, установленное на устье пьезометра. Также для обеспечения прохождения шланга через коленные соединения его подвергают предварительной обработке: переднюю оконечность шланга срезают по наклонной плоскости в отношении 1:10÷1:15 диаметра шланга к длине среза. Далее очистку фильтра пьезометра проводят путем подачи очищающего реагента через шланг в фильтровую часть пьезометра с организацией его циркуляции в рамках замкнутой напорной системы, схема которой приведена на фиг. 1. Система состоит из пьезометра 1, обвязки оголовка 2, насоса 3, подающего шланга 4, отводного рукава 5, бака-отстойника 6, водоотводящего шланга 7, манометра 8. Насос поддерживает в системе давление, уравновешивающее давление водоносного пласта, для предотвращения снижения концентрации реагента, возможного за счет поступления в пьезометр грунтовых вод либо за счет утечки реагента через фильтровую часть пьезометра в водоносный пласт, а также в целях предотвращения разрушения сетки фильтра избыточным давлением в пьезометре.
Осуществление изобретения
Примером реализации предлагаемого изобретения являются проведенные с использованием указанного способа работы по восстановлению чувствительности напорного закладного пьезометра непрямолинейной формы, установленного под гидроагрегатом ГЭС.
До начала работ неисправный пьезометр показывал различные значения напоров, которые не коррелировались с показаниями других напорных пьезометров в створе и значениями уровней воды в верхнем и нижнем бьефах ГЭС.
Конструктивно данный пьезометр представляет трубопровод диаметром 54 мм, собранный из отдельных секций. Материалом секций является нержавеющая сталь толщиной 2,5÷3 мм. Устьевая часть пьезометра поднимается над полом помещения на высоту 1,0 м. Глухая часть пьезометра до фильтра длиной 25 м проложена в бетонном массиве и имеет 2 поворота на 90 градусов. На участках сочленения секций труб повороты выполнены крутоизогнутыми трубными уголками по резьбе. Фильтр пьезометра изготовлен из трубы диаметром 54 мм. Перфорация фильтра - дырчатая.
Перед началом работ на устье пьезометра на ствол была установлена высокочастотная вибрационная установка И-1МХ, производства ООО «Ультразвуковая техника - ИНЛАБ» (см. фиг. 2). Для подачи очищающего реагента к фильтровой части пьезометра применялся полихлорвиниловый армированный шланг диаметром 8 мм, позволяющий создавать изгиб в 90 градусов с радиусом до 60 мм. На вводимом в пьезометр конце подающего шланга был сделан срез по наклонной плоскости в отношении 1:14 диаметра шланга к длине среза (см. фиг. 3). После включения виброустановки подающий шланг удалось ввести на всю длину ствола пьезометра до фильтра (через 2 изгиба в 90 градусов).
Затем был собран и установлен оголовок, обвязанный подающими и отводящими шлангами, соединяющими пьезометр с циркуляционным насосом и отстойниками в закрытую напорную систему. Через отстойники был залит очищающий реагент для растворения осадка в пьезометре. Была запущена циркуляция в течение 36 часов.
Циркуляцию в закрытой системе производили с давлением на насосе в 3 атмосферы для сохранения равновесия гидродинамического режима водоносного горизонта и внутритрубного заполнения, преодоления сопротивления потока воды через подающий шланг, сохранения ствола пьезометра полностью заполненным водой, а также для предотвращения возможного разрыва фильтровой сетки.
После этого была проведена промывка пьезометра от реагента и растворенного кольматанта водой. Контроль протекания процесса промывки производился по показаниям pH. При этом уровень pH в промывочной воде, принятый за критерий, составлял 8,2. Период промывки составил 24 часа.
После подачи в пьезометр очищающего реагента значение pH водной среды составило вначале 9,86 и затем поднялось до 12,46, что указывает на растворение кольматанта. В начале промывки из пьезометра истекала вода с большим содержанием растворенного кольматанта. Вода имела бурый цвет, и в пробах после непродолжительного отстоя наблюдался осадок в виде гелеобразных хлопьев. После промывки пьезометра водой значение pH снизилось до 10,4. При этом из пьезометра изливалась практически прозрачная вода.
В результате проведенных работ был увеличен расход воды через фильтровую часть пьезометра с 15 л/ч до 21 л/ч. Давление в пьезометре восстанавливается в течение 25 мин против первоначального времени в 40 мин. Показания давления воды в очищенном пьезометре при различных отметках верхнего и нижнего бьефов ГЭС коррелируются с показаниями давления воды в других пьезометрах, расположенных в створе.
Приведенные данные свидетельствуют о восстановлении работоспособности пьезометра и явно указывают на высокую эффективность очистки его фильтровой части от кольматанта.