СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к области добычи грунтовой воды посредством скважин, в частности, к фильтрам, предназначенным для беспрепятственного прохода отфильтрованной от механических примесей воды из пласта в водозаборную артезианскую скважину.
Известен скважинный фильтр [1], имеющий спиральную проволочную обмотку с заданным зазором между витками спирали. В этих зазорах установлены распорки, обеспечивающие точность намотки спирали. Фильтр может быть также выполнен из концентричных колец или из цилиндрических отрезков труб с горизонтальными прорезями. Распорные элементы выполняют за одно целое с проволокой или кольцами
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции.
Известен также скважинный фильтр [2], содержащий перфорированную трубу с опорными продольными стержнями, на которые намотана профилированная проволока, при этом на проволоке выполнены местные утолщения, величина которых равна удвоенному размеру приемной щели.
Недостатком фильтра является наличие большого объема сварочных работ при намотке спирали или соединении соседних витком.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является скважинный фильтр [3], содержащий ниппельную и муфтовую части и выполняющий функции корпуса фильтрующий элемент, который выполнен щелевым в виде сварной металлической конструкции из расположенных вдоль оси ребер, к которым вкруговую приварена с зазором между витками проволока профилированного сечения в виде треугольника со скругленными углами.
Недостатком фильтра также является наличие большого объема сварочных работ, которые значительно усложняют технологический процесс изготовления фильтра, и, как следствие, приводят к его удорожанию.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции фильтра и повышение его технологичности.
Решение указанной задачи достигается за счет того, что в скважинном фильтре, содержащем сварной металлический каркас, включающий ниппельную и муфтовую части и соединяющие их между собой расположенные вдоль оси ребра, на которые вкруговую намотана с зазором между витками проволока профилированного сечения, согласно полезной модели, металлический каркас внутри содержит приваренные к ребрам концентричные кольца или отрезки цилиндров, а проволока выполнена с сечением в виде трапеции, большее основание которой образует наружную поверхность фильтра.
Кроме этого, каркас содержит два фланца, каждый из которых своей плоской поверхностью приварен к соответствующим торцам ребер, а внутренней поверхностью - к наружной поверхности ниппельной или муфтовой части.
Предпочтительным является выполнение проволоки с сечением в виде равнобокой трапеции.
Помимо этого, каркас фильтра покрыт защитно-декоративным покрытием.
Кроме этого, профилированная проволока выполнена из нержавеющей стали.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-3, где на фиг. 1 приведен скважинный фильтр в сборе, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б.
Предложенная конструкция щелевого скважинного фильтра (фиг. 1-3) содержит сварной металлический каркас, включающий ниппельную и муфтовую части соответственно 1 и 2, соединенные между собой приваренными равномерно по диаметру ребрами 3 (продольными элементами или стрингерами). Ниппельная 1 и муфтовая 2 части снабжены приваренными фланцами 4, предотвращающими попадание не отфильтрованной воды в скважину, при этом торцы стержней 3 соединены с фланцами 4. Для придания жесткости ребрам 3 в каркас с внутренней его стороны с заданным промежутком вварены концентричные кольца или отрезки цилиндров 5. На ребра 3 сварного каркаса с зазором δ намотана фильтрующая профилированная стальная проволока 6 с сечением в виде равнобокой трапеции, при этом большие основания трапеции образуют наружную поверхность фильтра. Концы проволоки 6 закрепляются на фланцах 4 посредством отверстий. Ниппельная 1 и муфтовая 2 части снабжены резьбой для соединения с отстойником и надфильтровой трубой соответственно (на фиг. не показаны).
Скважинный фильтр на проволочной основе изготавливается следующим образом.
Из ниппельной 1 и муфтовой 2 частей, ребер 3, фланцев 4 и колец 5 формируется сварной металлический каркас с поперечным сечением и длиной соответственно сечению и длине фильтра. Каркас устанавливают в оправку, кинематически связанную со шпиндельным устройством для намотки проволоки. Предварительно закрепляют один конец профилированной проволоки 6 в отверстии фланца 4 ниппельной 1 или муфтовой 2 частей фильтра. Нужное сечение проволоки 6 в виде трапеции получается при прохождении непосредственно перед намоткой на каркас исходно круглой проволоки через деформирующие ручьи роликов устройства. Вращают шпиндель вместе с оправкой и каркасом с заданной окружной скоростью и при этом осуществляют непрерывную подачу профилированной проволоки на устройство намотки ее на каркас с заданным усилием натяжения. Осевой шаг устанавливается таким образом, чтобы между соседними витками наматываемой проволоки 6 обеспечивалась щель (зазор) δ=0,4-1,0 мм в зависимости от фракционного состава песков водоносного горизонта, при этом зазор должен быть постоянной для данного фильтра величины по всей его длине. Обрезают наматываемую проволоку 6 после использования длины ребра (стрингера) 3, закрепляют конец проволоки в отверстии противоположного фланца 4 и снимают уже готовый фильтр с оправки.
При эксплуатации фильтра вода из пласта, содержащая посторонние примеси, поступает через щели между витками проволоки 6 в его внутреннюю полость. За счет того, что ширина щелей δ составляет 0,4 -1,0 мм, частицы более крупных размеров отфильтровываются и не попадают к насосному оборудованию и арматуре, установленной на устье скважины, что предотвратит их преждевременный износ.
Применение полезной модели позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с использовавшимися ранее скважинными фильтрами, а именно:
1. Уменьшение веса фильтра за счет упрощения конструкции фильтра.
2. Упрочнение конструкции фильтра за счет использования в каркасе концентричных колец или отрезков цилиндров, а также использования проволоки с сечением в виде трапеции, обеспечивающего более жесткий контакт проволоки с ребрами.
3. Достижение высокой технологичности фильтра за счет сокращения сварочных работ при обеспечении высокого качества фильтра и соответствия требуемым нормам скважности.
4. Уменьшение затрат на изготовление фильтра.
Источники информации:
1. US 6298914 B1, МПК B01D 29/11, E21B 43/08, опубл. 2001.10.09.
2. RU 64278 U1, E21B 43/08, опубл. 2007.06.27
3. RU 2374433, МПК E21B 43/08, опубл. 2009. 11.27.