ОГОЛОВОК СКВАЖИННЫЙ

Полезная модель относится к водоснабжению, а именно к вспомогательному оборудованию обвязки устья скважины и может быть использовано в сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве и других областях.
Оголовок скважинный предназначен для исключения попадания в устье скважины посторонних предметов и взвесей грунта в жидкости, с обеспечением возможности прохождения в скважину водоподъемной трубы и электрического кабеля, а также подвешивания насоса.
Известен оголовок скважинный, содержащий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с конической поверхностью и центральным осевым отверстием и прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо, расположенное между конической поверхностью крышки и фланцем, комплект стяжных болтов с гайками, установленных в соосных отверстиях крышки и фланца, отличающийся тем, что на торце крышки, обращенном к фланцу, по ее периферии выполнен кольцевой бурт с внутренней конической поверхностью, вершина конуса которого обращена в сторону, противоположную фланцу, а прижимной фланец и уплотнительное резиновое кольцо установлены с наружной стороны обсадной трубы, при этом соосные отверстия в крышке и фланце также выполнены с наружной стороны обсадной трубы (RU 76033 U1, 07.05.2008).
Недостатком известного оголовка является то, что форма, размеры его крышки и прижимного фланца, а так же материал (резина) используемый для изготовления уплотнительного кольца, обуславливают возможность использования данного оголовка только под узкий диапазон диаметров труб, т.к. такое размещение уплотнительного кольца в кольцевой конической выемке на торцевой поверхности крышки в случае уменьшения диаметра обсадной трубы и неровном срезе ее посадочного места может привести к соскальзыванию уплотнительного кольца и нарушению герметичности соединения.
Известна полая внутри конусная заглушка для обсадной трубы, фиксируемая на нижний конец обсадной колонны и предназначенная для исключения попадания в скважину грунта через нижнюю часть обсадной трубы ниже сетки фильтра (см., например, страницу в Интернете http://trubanpvh.ru/katalog_obsadnoi_trubi_npvh/osnastka-dlya-burenie-skvazhir/zaglushka-konusnaya-dlya-obsadnoy-npvkh-truby-125mm-bez-rezby). Такая заглушка непригодна для использования в качестве оголовка скважинного, обладающего другим назначением, а именно: исключение попадания в устье скважины посторонних предметов и взвесей с частичками грунта, в силу отсутствия в заглушке герметизируемых отверстий для прохождения электрического кабеля, водоподъемной трубы и крепления троса, на котором подвешивается насос, а также, вследствие полой формы, обуславливающей возможность деформации заглушки при нагрузке под весом насоса, троса насоса, электрического кабеля и водоподъемной трубы и, вследствие этого, либо проваливания заглушки внутрь трубы, либо возможность попадания внутрь трубы через щели между обсадной трубой и деформированной заглушкой посторонних предметов и взвесей.
Известен оголовок скважинный, принятый заявителем за прототип, содержащий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с отверстиями, прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное кольцо, расположенное между крышкой и фланцем с наружной стороны обсадной трубы, комплект стяжных болтов с гайками, установленных в соосных отверстиях крышки и фланца с наружной стороны трубы, отличающийся тем, что отверстия, выполненные в крышке, равноудалены от ее центра, на торцевой поверхности крышки, обращенной в сторону фланца, выполнена кольцевая выемка цилиндрической формы для размещения в ней устья обсадной трубы, а на торце фланца, обращенном в сторону крышки, по краю центрального осевого отверстия, выполнена коническая поверхность, вершина конуса которой обращена в сторону, противоположную крышке для размещения в ней уплотнительного силиконового кольца (RU 145375 U1, 25.02.2014)
Недостатком известного оголовка являются многоэлементная конструкция, требующая определенной квалификации персонала, осуществляющего его монтаж и демонтаж, а также необходимость использования оголовков разных размеров предложенной конструкции для скважин с размерами обсадных труб, превышающими диапазон сплющивания уплотнительного кольца. Недостатком также является обеспечение полной герметичности устья скважины, что при превышении производительности насоса над пропускной способностью сетки скважины вследствие заиливания скважины в процессе эксплуатации, приводит к возникновению в полностью герметичной скважине разрежения между оголовком и понижающимся уровнем воды во время работы насоса и, как следствие, к засасыванию в скважину мелкодисперсного грунта (песка). Это приводит со временем к пескованию скважины, а при длительной эксплуатации к заклиниванию насоса песком.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является предельная простота конструкции, легкость монтажа и демонтажа, применимость модели одного размера для скважин с обсадными трубами разных размеров.
Технический результат достигается тем, что оголовок скважинный выполняется в форме усеченного конуса из упругого плотного, предпочтительно морозостойкого нерастрескивающегося материала, причем конус имеет несколько сквозных отверстий, проходящих от одного основания усеченного конуса к другому.
Кроме того, некоторые из отверстий с широкой стороны усеченного конуса снабжены штуцерами, образующими единое целое с усеченным конусом.
Кроме того, в усеченный конус могут быть герметично заделаны шпильки или болты, выходящие за пределы конуса на обоих его основаниях или на одном из его оснований.
Кроме того, для снижения веса оголовка усеченный конус может быть выполнен из композитного материала, может иметь полости или полые включения, не снижающие прочностные характеристики оголовка.
Кроме того, для увеличения прочности оголовка усеченный конус может содержать сплошные армирующие включения.
Размеры конусной части оголовка подбираются таким образом, чтобы размер узкой части конуса свободно входил в обсадную трубу минимального внутреннего диаметра, а размер широкой части конуса выходил за пределы обсадной трубы максимального наружного диаметра из номенклатуры труб, для которых предназначен оголовок. При этом отверстия, наиболее удаленные от центра окружности оголовка, а также шпильки и болты не должны выходить за пределы внутреннего диаметра наиболее узкой обсадной трубы из допустимой для оголовка номенклатуры труб. Тем самым становится допустимым применение оголовка одного и того же размера для скважин различного диаметра в значительно более широком диапазоне, чем это допускает конструкция прототипа.
Отверстия со штуцерами предназначены для прохода сквозь оголовок водоподъемной трубы насоса, электрического кабеля насоса и, возможно, кабелей автоматики. Отверстия без штуцера предназначены для крепления через шпильку или болт крепежей, например рым-гаек, по обеим сторонам оголовка, а также, возможно, иных сквозных креплений, герметично закрывающих с обеих сторон эти отверстия. Герметично вмурованные в конус оголовка выходящие за его пределы и направленные от одного основания конуса к другому шпильки и болты также предназначены для крепления внешних крепежей, например рым-гаек, упрощая процесс монтажа оголовка.
На фиг. 1 изображен пример возможной конструкции оголовка с тремя отверстиями в разрезе. На фиг. 2 - то же, вид сверху.
Оголовок представляет собой усеченный конус 1 из упругого плотного морозостойкого нерастрескивающегося материала, например специальной резины или полиуретана, с тремя сквозными отверстиями 2, 3 и 4, причем часть отверстий, например отверстия 2 и 3, предназначенные для водоподъемной трубы и электрического кабеля, снабжены с широкой стороны оголовка штуцерами 5 и 6 соответственно, составляющими единое целое с усеченным конусом 1, а отверстие 4 предназначено для размещения шпильки с присоединенными к ее концам крепежей, например, рым-гайкам, один их которых, расположенный на узкой стороне оголовка, служит для крепления насоса через трос, а другой, расположенный на широкой стороне оголовка - для извлечения оголовка из скважины. Для крепления рым гаек могут также использоваться вмурованные в усеченный конус шпильки или болты, выходящие за пределы обоих оснований конуса 1 или одного из оснований (на чертежах не показаны).
Для снижения веса оголовка усеченный конус может быть выполнен из композитного материала, например, наполненного полиуретана, или может иметь полости или полые включения, например, полые керамические микросферы, не снижающие прочностные характеристики оголовка.
Для увеличения прочности оголовка усеченный конус может содержать сплошные армирующие включения, например кольца или волокна.
Перед установкой оголовка через отверстия 2 и 3, на штуцера 5 и 6 которых надеты хомуты, пропускаются соответственно водоподъемная труба и электрический кабель, а через отверстие 4 пропускается шпилька, на которую накручиваются с обеих сторон, возможно через шайбы, крепежи, например, рым-гайки. Водоподъемная труба, электрический кабель и трос присоединяются к насосу и после установки длины троса на требуемый уровень размещения насоса в скважине, например, через карабин присоединяется к крепежу, например, рым-гайке, на узкой стороне оголовка. Насос опускается в скважину, которая закрывается оголовком. После установки оголовка осуществляется полная герметизация отверстий с водоподъемной трубой и электрическим кабелем.
Герметизация снабженных штуцерами 5 и 6 мест входа в оголовок обеспечивается за счет обжима штуцеров 5 и 6 с внешней стороны хомутами. При использовании водоподъемной трубы и/или кабелей диаметра, меньшего минимального диаметра обжатия штуцера 5 или 6 хомутом, герметизация мест входа обеспечивается использованием дополнительных втулок, изготовленных из упругого плотного морозостойкого нерастрескивающегося материала, например специальной резины или полиуретана, надеваемых на водоподъемную трубу или кабель с последующим обжатием трубы или кабелей хомутом через штуцер и втулку. Частичная герметизация места стыка обсадной трубы и конусной поверхности оголовка обеспечивается прижимающим усилием за счет веса насоса, прикрепленного к оголовку через крепеж, например рым-гайку, расположенный на узкой части оголовка, а также веса наполненной водоподъемной трубы, троса и кабелей.
Демонтаж оголовка осуществляется путем приложения извлекающего усилия к крепежу, например рым-гайке, расположенному на широкой части оголовка.
Описанный пример выполнения оголовка не ограничивает объема изобретения. Число отверстий, в том числе со штуцерами, а также число вмурованных в оголовок шпилек и болтов может быть различным в зависимости от оснастки скважины.
Применение оголовка скважинного данной конструкции позволяет исключить недостатки прототипа за счет использования упругости материала оголовка, а также предельной простоты изготовления оголовка, в частности, из полимерных материалов, что позволяет существенно снизить стоимость оголовка. Конусная форма позволяет использовать оголовок одного и того же размера для скважин в широком диапазоне диаметров.