Фильтровая колонна в скважине

Фильтровая колонна в скважине

Конструкция фильтровых скважин на воду определяется целевым назначением скважины, способом бурения, геолого-гидрогеоло-гическими условиями, санитарными требованиями.

Наиболее распространены конструкции фильтровых скважин с надфильтровой трубой, выходящей на поверхность ( рис. 5.11, в, г ), или устанавливаемой впотай ( рис. 5.11, а, б ), а так же конструкции, представляющие собой комбинацию указанных типов.

Рис. 5.11. Конструкции фильтровых скважин:
а) сетчатый фильтр установленный впотай, 6) гравийный фильтр установленный впотай, в),г) соответственно сетчатый и гравийный фильтры с надфильтровой трубой выходящей на поверхность. 1 – цементация затрубного пространства; 2 -сетчатый фильтр; 3 -гравийный фильтр; 4 – сальник.

Надфильтровая труба, выходящая на поверхность, может выполнять роль эксплуатационной колонны. По такому принципу чаще всего строят скважины, в которых не предполагается установка водоподъёмных насосов большого диаметра и в случае безнапорного водоносного горизонта.

Фильтровую трубу можно установить впотай в эксплуатационной колонне. Такие скважины чаше применяют для водоснабжения и осушения. В них можно разместить насосы с высокой подачей, имеющие большие поперечные размеры. Данная конструкция обеспечивает более лёгкую замену старого фильтра новым. Применяются в напорных горизонтах.

Глубина эксплуатационных скважин определяется расстоянием до кровли водоносного пласта + расчетная длина фильтра + длина отстойника (3-5 м).

Глубина разведочных скважин определяется расстоянием до кровли водоносного пласта + мощность этого пласта + интервал бурения 3 – 5 м в подстилающих породах.

Обязательно необходимо увязать диаметр выбранного насоса с диаметром эксплуатационной колонны. В качестве эксплуатационной колонны может быть надфильтровая труба выходящая на поверхность.

С точки зрения удобства установки и дальнейшего обслуживания насоса, диаметр эксплутационной колонны должен быть больше диаметра насоса на 30-50 мм. Не следует забывать, что диаметр эксплуатационной Должен допускать установку фильтра, в том числе гравийного.

Песчинки, которые содержатся в воде, обязательно испортят насос и засорят трубопровод. И чтобы этого не произошло, в водозаборной части скважины устанавливают фильтр, или фильтровую колонну. Как устроены сетчатые и гравийные фильтры для скважин и какой тип выбрать?

  • 1 из 1

На фото:

Конструкция фильтровой колонны

Что такое фильтровая колонна? Фильтровая часть обсадной колонны скважины. Она располагается внутри водоносного пласта и состоит из фильтра и отстойника.

Отстойник. Находится в нижней части фильтровой колонны. По сути, это отрезок трубы от ее нижней части до фильтрующего участка, закрытый заглушкой. В нем оседает шлам, который вымывается из фильтра. Отстойник — емкость объемная, и, в отличие от фильтров, чистить его за все время эксплуатации скважины не придется.

Фильтр. Отрезок обсадной колонны с перфорированными в ней отверстиями или прорезями. Через них вода попадает в колонну. площадь перфорации должна составлять 20-305 от площади всей фильтровой части. Различают сетчатые и гравийные фильтровые колоннны.

  • Сетчатая колонна снаружи обмотана слоем фильтрующей сетки, которая задерживает мелкие частицы. Сетку наматывают не вплотную к трубе, а на проволочный каркас, иначе фильтр будет иметь низкую пропускную способность.
  • Гравийная колонна обсыпана слоем гравия, который служит естественным фильтром. Чтобы засыпать гравий, скважина должна быть чуть шире обсадной трубы.
Читайте также:  В чем отличие влагостойкого гипсокартона от обычного

Универсальный вариант. Сетчатые скважинные фильтры могут использоваться как в мелких песчаных, так и в глубоких известняковых (артезианских) скважинах.

На фото: сетчатый фильтр от компании MSS Sand Screen.

Сетчатые фильтры

Классифицируются по виду сетки. Сетка различается п способу плетения и может быть:

  • обычной (с квадратными ячейками),
  • киперной (многослойная),
  • галунной (сложной формы).

Выбор сетки зависит от типа грунта. Скважинные фильтры с обычной и киперной сетками используются для скважин, пробуренных в крупнозернистом и гравийном песке, с галунной — при средне- и мелкозернистой породе.

Размер ячейки — важная характеристика сетчатых фильтров. Он может составлять от 0,12–0,14 до 3 мм 2 .

Размер ячейки выбирают по итогам пробы. Чтобы выбрать фильтр для воды из скважины, необходимо сделать пробный отбор воды и определить размер твердых частиц, находящихся внутри водоносного пласта.

Материалы. Сетчатые фильтры изготавливаются из латуни, капроновых или лавсановых нитей, стеклоткани.

  • Металлическая сетка. Ее недостаток в том, что прутья такой сетки могут быть деформированы (помяты) при монтаже конструкции. Это нарушит процесс нормального прохождения воды внутрь фильтрационной колонны. Преимущество же заключается в сравнительной легкости очистки ячеек от песка.
  • Сетки из карбоновых нитей или стеклоткани. Их гораздо сложнее чистить. Простая промывка в данном случае малоэффективна, и приходится использовать более дорогостоящие методы, такие, например, как гидродинамический удар, мощные электрические разряды, применение химических реактивов.

Гравийные фильтры

Используются в мелких песчаных скважинах. Гравийный фильтр для воды из скважины можно использовать как совместно с сетчатым, так и отдельно. В известняковых источниках гравий для фильтрации используют очень редко, так как содержание мельчайших частиц породы в водоносных горизонтах глубокого залегания ничтожно.

Простой, недорогой и эффективный способ. Пространство между стенками скважины и трубой обсыпают гравием. Высота отсыпки должна составлять от 90–100 мм и более — в зависимости от диаметра скважины, загрязненности воды и интенсивности пользования источником. Используйте гладкие камушки примерно одинакового размера, чтобы зазоры между ними были как можно меньше и качество фильтрации, соответственно, выше. В гравийном слое застревают мельчайшие частицы песка. Со временем они вымываются оттуда поступающей в скважину водой и опускаются в отстойник.

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить надежность отсоединения колонн обсадных труб от фильтра и сократить время на отсоединение . Фильтровая колонна содержит породоразрушающий инструмент 1 с обратным клапаном 2, фильтр 3, наружный 4 и внутренний 5 пакеры и пакерную трубку 6. Она соединяет пакер 5 с инструментом I. Колонка обсадных труб 7 с фильтром 3 имеет разъемное соединение 8. Оно включает несколько М-образных в свободном состоянии упругих пластин (П) 9, установленных в продольных пазах 10, Каждый из них с 9 (Л

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4 Е 21 В 43 10

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Читайте также:  Доклад про мхи 3 класс окружающий мир

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3945998/22-03 (22) 07.08.85 (46) 23.04.87. Бюл. Ф 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) И.В.Беляев, В.С.Дрямов, Г.А.Жуков и И.А,Тимошков (53) 628.112.2(088.8) (56) В.И.Воронцов и др. Интенсификация работы дренажного устройства при осушении месторождений полезных ископаемых. — M. Недра, 1985, с. 44.

Авторское свидетельство СССР

У 998733, кл. Е 21 В 43/10, 1980. (54) ФИЛЬТРОВАЯ КОЛОННА ВОССТАЮЩЕЙ

ДРЕНАЖНОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить надежность отсоединения колонн обсадных труб от фильтра и сократить время на отсоединение. Фильтровая колонна содержит породоразрушающий инструмент 1 с обратным клапаном 2, фильтр 3, наружный 4 и внутренний 5 пакеры и пакерную трубку 6. Она соединяет пакер 5 с инструментом 1. Колонка обсадных труб 7 с фильтром 3 имеет разъемное соединение 8. Оно включает несколько

М-образных в свободном состоянии упругих пластин (П) 9, установленных в продольных пазах 10. Каждый из них

13053 выполнен в виде двух Г-образных совмещенных углублений Il и 12 на внутренней поверхности фильтра 3 и трубы

7, Внутренний паз может взаимодействовать с П 9. При бурении скважины

14 II 9 выполняют следующие функции. соединительную, передают осевое уси10 лие, крутящий момент, размыкание. По окончании бурения фильтр 3 фиксируют и извлекают пакер 5. При этом П 9 освобождается, а колонка труб 7 размыкается с фильтром 3. Колонку труб 7 с пакером 5 и П 9 извлекают на поверхность. 5 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении восстающих дренажных скважин из подземных горных выработок.

Цель изобретения – повышение надежности отсоединения колонны обсадных труб от фильтра и сокращение времени на отсоединение.

На фиг.1 представлено устройство в период бурения; на фиг.2 — то же, 10 в момент извлечения внутреннего пакера; на фиг.3 — извлечение отсоединенной обсадной колонны; на фиг.4 — разьединитель, продольный разрез; на фиг.5 — разрез А-А на фиг.4. 15

Устройство включает породоразрушающнй инструмент I с обратным клапаном 2, фильтр 3, наружный 4 и внутренний 5 пакеры, пакерную трубку 6, соединяющую внутренний пакер 5 с породоразрушающим инструментом 1, колонну 7 обсадных труб, разъемное соединение 8 колонны обсадных труб 7 с фильтром 3„ Разъемное соединение 8

25 содержит несколько И-образных в свободном состоянии упругих пластин 9, которые при сборке фильтровой колонны свободно вставляются в продольные пазы 10 ° Последние выполнены в виде двух Г-образных совмещенных углублений ll и 12, симметрично расположенных относительно плоскости 13 разъема, причем углубление 11 размещено на внутренней поверхности фильтра 3, а углубление 12 — на внутренней по-. 35 верхности обсадной трубы 7. Ширина, длина и глубина пазов 10 соответствуют размерам упругих пластин 9 в напряженном состоянии °

Для повышения надежности размыкания упругие пластины 9 в свободном состоянии выполнены с размерами соответствующей зависимости

Читайте также:  Самотряс на окуня своими руками

2 а Ь+с, где а и b — размеры упругой пластины 9; с — размеры паза 10.

Для фиксации пластин 9 в пазах 10 в зоне плоскости 13 разъема установлен корпус внутреннего пакера 5.

Устройство работает следующим образом, Собранную фильтровую колонну опускают в дренажную скважину 14 и производят дальнейшее бурение фильтровой колонной до необходимой глубины. При этом в предлагаемом устройстве упругие пластины 9 выполняют следующие функции: соединительную передают. осевое усилие и крутящий момент, размыкание. По окончании бурения скважины 14 производят фиксацию фильтра

3 с помощью наружнего пакера 4 в скважине 14. Затем начинают извлекать внутренний пакер 5 (фиг.4).

При прохождении корпуса внутреннего пакера 5 за пределы расположения упругих пластин 9 они освобождаются и выходят из пазов 10. За счет сил упругости происходит отсоединение колонны обсадных труб 7 от фильтра 3.

Затем колонну обсадных труб 7 совместно с внутренним пакером 5 и упру,гими пластинами 9 извлекают из скважины 14.

Пример. Восстающие дренажные скважины сооружают на глубину 100 м, для фильтровой колонны используют трубы диаметром 89 мм с толщиной стенки 7 мм. В зоне соединения обсадной трубы с фильтром нарезают четыре равнорасположенных продольных паза, в которых размещены упругие пластины.

Каждая пластина в свободном состоянии имеет М-образную форму, размеры

70х8х3 мм и выполнены из стали, При сборке фильтровой колонны упругие пластины фиксируют корпусом внутреннего пакера. При бурении скважины упругие элементы передают крутящий момент до 80 кг м и осевое усилие до

8000 кг с. После заглубления фильтра на глубину 100 м производят раскрепление фильтра в скважине наружным пакером, затем при перемещении внутрен- 10 него пакера из зоны плоскости разъема упругие пластины выходят из пазов, а при перемещении обсадных труб происходит отсоединение их от фильтра.

При извлечении колонны обсадных труб совместно с внутренним пакером освободившиеся упругие. пластины также извлекаются иэ скважины и могут быть использованы повторно.

Фильтровая колонна восстающей дренажной скважины, включающая породо10 4 разрушающий инструмент с обратным клапаном, фильтр, наружный и внутрен1 ний пакеры, пакерную трубку, соединяющую внутренний пакер с породораэрушающим инструментом, колонку обсадных труб и разъемное соединение колонки обсадных труб с фильтром, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности отсоединения колонн обсадных труб от фильтра и сокращения времени на отсоединение, разъемное соединение снабжено несколькими M-образными в свободном состоянии упругими пластинами установленными в продольных пазах, выполненных каждый в виде двух Г-образных совмещенных углублений на внутренней поверхности фильтра и обсадной колонны, причем внутренний установ— лен с возможностью взаимодейст— вия с упругими M — образными пластинами.

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector