Фильтр для буровых скважин

 

Изобретение относится к гидрогеологии , в частности, к устройствам для оборудования скважин. Цель - повышение производительности за счет увеличения скважности и уменьшения гидравлического сопротивления. Фильтр содержит кольцевые раструбные элементы, собранные в колонну в стержневом каркасе и образующие нейтральный водосборный канал. Каждый элемент имеет боковую стенку и кольцевое основание, соединенное с боковыми стенками раструба в его расширенной части, причем боковые стенки и основание элемента выполнены с расширяющимися в сторону водосборного канала щелями, а щели основания выполнены при этом увеличивающимися от периферии к центру фильтра. Раструбные элементы последовательно установлены друг за другом с образованием между основанием одного элемента и боковой поверхностью последующего элемента расширяющейся полости. Смежные раструбные элементы попарно обращены друг к другу основаниями. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m) 4 Е 03 В 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2!) 4315658/23-33 (22) 12. 10.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) 1О. H. Котов (53) 628.112.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 202821, кл. E 21 В 43/08, !964.

Карамбиров H. A. Сельскохозяйственное водоснабжение. М.: Агропромиздат, 1986, с. 166 — 167. (54) ФИЛЬТР ДЛЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к гидрогеологии, в частности к устройствам для оборудования скважин. Цель — повышение производительности за счет увеличения скважности и уменьшения гидравлического сопроИзобретение относится к гидрогеологии, в частности к устройствам для оборудования скважин.

Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения скважности и уменьшения гидравлического сопротивления.

На фиг. 1 изображен фильтр, обший вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3—

5 — примеры установки кольцевых раструбных элементов.

Фильтр содержит кольцевые раструбные элементы 1, собранные в колонну в стержневом каркасе 2 и образующие центральный водосборный канал 3.

Каждый элемент имеет боковую стенку 4 и кольцевое основание 5, соединенное с боковыми стенками Раструба в его расширенной

„„Я0„„1507931 А 1

2 тивлен и я. Фильтр содержит кольцевые раструбные элементы, собранные в колонну в стержневом каркасе и образуюшие центральный водосборный канал. Каждый элемент имеет боковую стенку и кольцевое основание, соединенное с боковыми стенками раструба в его расширенной части, причем боковые стенки и основаниc элемента вblíîëíåны с расширяюшимися в сторону водосборного канала щелями, а шели основания выполнены при этом увеличивающимися от периферии к центру фильтра. Раструбные элементы последовательно установлены друг за другом с образованием между основанием одного элемента и боковой поверхностью последуюшего элемента расширяющейся полости. Смежные раструбные элементы попарно обращены .друг к другу основаниями.

2 зпфлы, 5 ил. части. Все щели элемента выполнены расширяюшимися внутрь и сообшаюшимися с центральным водосборным каналом 3, а щели

6 оснований кроме того выполнены уве.пичиваюшимися в своем сечении от периферии к центру фильтра.

Раструбные элементы 1 имеют четыре опорные плошадки 7 с полукруглыми пазами 8 для фиксации э.пементов в каркасе.

Высота опорных плошадок равна высоте раструба, поэтому они, в основном, воспринимают осевые нагрузки от веса водоподъемных труб.

В зависимости от условий применения раструбные элементы можно располагать различным образом. При экспл атации в тонко- и мелкозернистых песках — основаниями раструбов вниз, а при экспл .атации

1507931 в гравелистых песках — основаниями вверх с Образованием между основанием одного элемента и боковой поверхностью последу>он<его расширяющейся полости 8, при экс1>луатации B IllûBóíàõ — основаниями друг к другу.

<17Н,1>г> р работает следуюп(им образом.

1!ри установке фильтра в скважину, пробуренную с глинистым раствором, в начальный момент строительной откачки происходит обрушение стенок скважины напротив фильтра и заполнение водоносной породой межэлементных пространств фильтра.

Глинистые частицы и мелкий песок интенсивно выносятся потоком воды через щели 6 основания 5 на поверхность. В этот период вокруг фильтра происходит разделение песка»о фракциям и формирование естествен(н>го фильтра с кол ьцевь>ми кавернами под Основаниями 5 раструбных элементов 1.

Каверны образ>!ются при выносе частиц песка, попавн>их в щели основания, расположенных к центру фильтра. Остальной песок располагается иод углом естественного

Откоса.

11ри определенных скоростях потока откач>1ваемой воды HBcTóïàåò динамическое !

7 ?I I3 i I 013 c c H c и Гl 0,1 0 с н О в а и и я м и p B cT p >76 í ы х

:7 Ie >ic» >.ов Образуются незаполненные песком

«о,Н öcâbIc пустоты. При этом основания 6 раструбных элементов 1 своими щелями работают HB чистой воде без наложения частиц песка Ilo принципу бесфильтровых скважин, -(ем обеспечивается максимальная пропускная способ(юсть фильтра. Размеры щелей боковой стенки 4 элементов 1 подобраны с таким расчетом, чтобы обеспечить их работу н тонкозеpIIHOTI.х Hccl<1>Y без пескований, 11<>эт<в у Ilo центральному водосборному каналу 3 поступает чистая вода.

Строительнуiî откачку целесообразно проводить < дебитом, на 40О превышающим эксплуатационный, чтобы исключить пескова>1ие скважины в дальнейшем при ее использовании. ! IpIl работе в крупнозернистых и гравс, истых песках, когда основания 5 раструбиых элсмеHToB 1 направлены ьнерх, крупные <асти1,ы не проходят в щели, пропуская свободно истую воду. Боковые щели раструб(г<>го элемента работают, практически, б(з наложения частиц породы, так как сила тяжести, действующая 11а них„направлена (УГ IIIC.I Ей. !

1ри работе в плывунах для исключени51 песк(н:.IHHя фильтра сборку элементов

4 осуществляют большими основаниями друг к другу, закрывая тем самым щели оснований. Фильтр работает как обыкновенный, щелевой, не пропускающий песок.

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает нормальную эксплуатацию водоносных горизонтов, представленных тонко- и мелкозернистыми песками, без применения гравийной засыпки, а также в крупнозернистых и гравелистык

10 песках.

Лабораторные полевые испытания показали, что применение в конструкции раструбных элементов нозво.(ило увеличить скважность до 18 — 22Я. Соответственно, значительно уменьшены гидравлические потери, а производительность увеличена в 1,5 — 2,0 раза.

1 а Основан и е 1< B B?h H H 3 а тр а H B BET c ÿ времени в два раза меньше, так как не требуется специальных работ по промывке

20 и разглинизации.

Кроме того, предлагаемый фильтр характеризуется простотой, технологичностью изготовления и сборки, так как элементы одной модификации набираются в стержневой каркас, а не нанизываются на стержни.

Формула изобретения

1. Фильтр для буровых скважHH, содер30 жащий кольцевые раструбные элементы, соединенные между собой с образованием центрального водосборного канала, отличаюшийся тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения скважности и уменьшения гидравлического сопротивления, каждый кольцевой раструбный элемент снабжен кольцевым основанием, соединенным с боковыми сте11ками раструба в его расширенш>й части, причем боковыс стенки и основание элемента выполне40 ны с расширяющимися в сторон, водосборного канала щелями, при этом щели основания выполнены увеличивающимися от периферии к центру фильтра.

2. Фильтр по п, !, Отличающийся тем, что раструбные элементы последовательно установлены друг за другом с образованием между основанием одного элемента и боковой поверхностью последующего элемента расширяющейся полости.

3. Фильтр по 1. i, <>тличающийся тем, что смежные раструбные элементы попарно обращены друг к другу основаниями.

1507931

1507931

Составитель JI. Накметова

Редактор Е. Копна Тек рею И. Верее Корректор М. Шароши

За каз 5460/36 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101