Устаткування свердловин фільтрамі.тіпи фільтрів

Під фільтром зазвичай розуміють спеціальний пристрій, що встановлюється в свердловині проти водоносного горизонту, що забезпечує вільний доступ всередину свердловини чистої, без домішки, води і одночасно оберігає ствол свердловини від обвалення.

Фільтри встановлюють тільки у не стійких породах. У свердловину опускають фільтрову колону, яка складається з надфільтрової частини, робочої частини, або власне фільтра, і відстійника з пробкою. Відстійник служить для осадження пройшли через робочу частину фільтра частинок породи.

Всі існуючі фільтри можуть бути розділені на: а) дірчасті, або щелевие- б) проволочние- в) сетчатие- г) гравійні і д) гравітаційні.

Найпростішим видом фільтра є труба-каркас з круглими або щілинними отворами. Фільтрові труби, каркаси виготовляють із сталевих, чавунних, дерев`яних, пластмасових, азбестоцементних і рідше - з керамічних і гончарних труб. При виборі матеріалу для фільтрових каркасів враховуються їх корозійна стійкість, можливість механічної обробки і міцність. Для виготовлення каркасів труби перфорируют.

Застосовуються штамповані фільтри з нержавіючої сталі, міді або чорних металів з антикорозійними покриттями.

Відео: Фільтр для води від заліза. Фільтри для очищення води від заліза зі свердловини для дачі, ціна, купити

Каркасно-стрижневі фільтри виготовляють з металевих стрижнів діаметрами 12-18 мм, що зміцнюються на опорних фланцях.

Фільтри з дротяною обмоткою виготовляють як трубчасті, так і стрижневі. Крок обмотки спіралі з круглої дроту діаметром 1,5-3 мм або іншого (наприклад, трапецеидального, трикутного) перетину встановлюється відповідно до гранулометричним складом порід водоносного горизонту.

Оплетку дротом роблять поверх трубчастого або стрижневого каркаса. Дротяний фільтр зверху може бути покритий сіткою.

Сітчасті фільтри складаються з дірчастій труби-каркаса, обмотаним поздовжніми рядами або по спіралі дротом діаметром 2-5 мм з кроком в 10-25 мм з тим, щоб сітка не прилягала щільно до каркасу.

На дротове покриття натягують сітку, яку припаюють, зшивають або склеюють на кінцях і по шву.

Для виготовлення сітчастих фільтрів використовуються сітки декількох типів: а) проста квадратная- б) гладкого або галунного плетенія- в) киперная або саржева.

Як матеріал для сітки використовують мідь, латунь, нержавіючу сталь, пластмаси, тканини зі скловолокна, нитка капрону, нейлону і інші синтетичні матеріали. Для попередження електрохімічної корозії каркас фільтра виготовляють часто з неметалічних труб. У деяких випадках сталевий каркас обтягують сіткою і дротом з нержавіючої сталі або ж застосовують сітки з пластичних мас.

Сітчасті фільтри не рекомендуються для однорідних дрібнозернистих пісків, а також для слюдистих водоносних пісків, т. К. При цьому не забезпечується нормальна робота фільтра - зменшується його шпаруватість. Набули поширення сітки зі скловолокна: вікна можуть бути використані в водах будь-якого хімічного складу.

Сітчасті фільтри з успіхом можуть замінюватися поролоновими. Такі фільтри використовуються при обладнанні досвідчених і водозабірних свердловин технічного призначення. Рекомендуються поролонові покриття для пухких піщаних порід. Вони стійкі до агресивних середовищ, прості у виготовленні, не дорогі. Для їх створення застосовують поролон товщиною 5-10 мм.

Гравійні фільтри складаються з каркаса з дротяною обмоткою або сіткою і гравійного обсипання. За способом виготовлення розрізняють гравійні фільтри, що готуються на поверхні і безпосередньо в свердловині. Перші влаштовують у вигляді гравійно-кожухових або корзинчатих. В обох випадках гравій засипають на поверхні в сітчастий кожух або спеціальні чавунні чи сталеві кошики, укріплюються на фільтрової трубі. Зібраний фільтр спускають в свердловину.

При влаштуванні гравійного фільтра в свердловині засипка гравію в зафільтровое простір проводиться одночасно з витягом з свердловини тимчасової колони обсадних труб, що перекривають водоносний горизонт.

Гравійні фільтри виготовляють у вигляді циліндрів різної довжини і товщини. Фільтруюче покриття виконується в вигляді трубчастих блоків з гравію, щебеню, дробленого шамоту або вогнетривких глин з різними сполучними матеріалами - цементом, бітумом, клеєм БФ-4, бакелітовим лаком, гумою і ін., За допомогою яких створюється жорстка пориста структура фільтрових блоків.

Для глибоких свердловин, пробурених ударним і обертальним способами, відома конструкція бескаркасного керамічного фільтра. Окремі блоки його збирають в ланка довжиною 2,5-3,5 м з допомогою арматурних стержнів, виготовлених зі склопластику або капрону.

Робота гравітаційних фільтрів заснована на використанні принципу гравітаційного відділення частинок породи з фільтрується середовища. Вода потрапляє в фільтр через породу, що розташовується перед вхідними отворами фільтра під кутом природного укосу.

Вибір конструкції фільтра виробляють відповідно до складу водоносних порід, глибиною свердловини, ступінь агресивності підземних вод, а також терміном дії свердловин і їх цільовим призначенням.

конструкція свердловин

Кінцевий діаметр свердловини багато в чому визначається типом фільтру, його розмірами.

Свердловини з водоприймальної частиною у вигляді дірчастих або сітчастих фільтрів без обсипання їх гравієм мають мінімальний кінцевий діаметр. При застосуванні фільтрів з гравійної засипанням кінцевий діаметр свердловин збільшується на 50-100 мм і більше в порівнянні із свердловинами, обладнаними фільтрами інших конструкцій. При виборі діаметра фільтра, якщо розміри його не визначаються будь-якими іншими умовами, слід враховувати, що при діаметрі фільтру менше 100 мм сильно знижується водообильность свердловин.

Конструкція свердловин визначається типом, розмірами і місцем установки водопідіймального обладнання. При установці насоса в фільтрі діаметр його, а відповідно і кінцевий діаметр свердловини, будуть залежати від розмірів насоса. Якщо потрібно встановити насос більшої продуктивності, його поміщають над фільтром, в експлуатаційній колоні. В цьому випадку діаметр її, званий ефективним, також визначається поперечними розмірами насоса. Для полегшення монтажу насоса, проведення ремонтних робіт і спостережень за станом динамічного рівня в свердловині величину зазору між зовнішнім діаметром корпусу насоса і внутрішнім діаметром експлуатаційної колони приймають в межах до 50 мм. Однак значне збільшення ефективного діаметра призводить до обваження конструкції свердловини і подорожчання вартості робіт. У всіх випадках конструкція свердловини повинна забезпечувати отримання необхідної кількості води при мінімальному зниженні статичного рівня. В іншому вибір і розрахунок конструкції свердловин на воду здійснюється так само, як і свердловин, прохідних на нафту або газ, т. Е. З урахуванням застосовуваних типів і розмірів доліт, їх співвідношення з обсадними трубами, з розрахунком на тампонажні роботи.

Спуск фільтрів в свердловину може проводитися на бурильних трубах або на колоні обсадних труб. При спуску фільтрів на бурильних трубах застосовується спускний ключ.

В окремих випадках може бути застосований центрирующий ліхтар. При установці фільтру в свердловину з нестійкими стінками, пройдену ударно-механічним способом, спуск його виробляється під захистом тимчасової колони обсадних труб, яку придушують в нижній водоупорами. Після поглиблення свердловини на довжину відстійника в неї опускають фільтрову колону. Обсадні труби піднімають на висоту фільтра або повністю витягують із свердловини. При експлуатації декількох водоносних горизонтів в свердловину спускають ярусний фільтр, що складається з ряду необхідних фільтрів, розташованих проти кожного горизонту. Навпаки неводоносних пластів встановлюють суцільні труби, що з`єднують фільтри між собою. Для того щоб пісок і інші частинки порід не потрапляли в свердловину, кільцевої зазор між надфільтрової трубами, встановленими «впотай», і обсадними трубами, ущільнюють спеціальними сальниками, конструкція яких визначається матеріалом, з якого вони виготовляються. В якості останнього використовуються дерево, пенька, гума, свинець і ін. При установці гравійного фільтра замість сальника в зазор між надфільтрової і обсадної трубами засипається великий гравій, висота засипки повинна бути не менше 5 м.

У деяких випадках фільтр спускається на колоні обсадних труб, що виходять на поверхню.

У стійких скельних породах водоносні горизонти можуть експлуатуватися «відкритим стволом», т. Е. Без установки фільтра в інтервалі водоносного горизонту.

Для умов Білорусі широкого поширення набули безфільтрові водозабірні свердловини, які експлуатують пухкі породи - водоносні піски, що залягають під стійкими (зазвичай меламі або щільними девонскими глинами) витриманими за потужністю пластами шляхом розробки водоприймальних каверн (порожнин) з великою водозахватной здатністю.

Насоси

Для здійснення досвідчених відкачок, водопостачання і водозниження використовують різноманітні водопідіймальні пристрої: а) поверхневі - горизонтальні поршневі і відцентрові насоси- б) заглибні - штангові поршневі насоси- в) вібраційні насоси- г) глибинні артезіанські відцентрові насоси з вертикальним валом і двигуном на поверхні, а також з занурювальним електродвігателем- д) ерліфти і водоструминні насоси.

Вибір типу водопод`емніка визначається розмірами експлуатаційної колони, потрібним дебітом і положенням динамічного рівня води в свердловині.

Горизонтальні поршневі і відцентрові насоси застосовуються для откачек при глибині динамічного рівня не нижче 6-7 м.

Найбільш зручні для зважених відцентрові насоси, змонтовані на візках. Насоси можуть бути використані для відкачування забруднених вод. Крім них застосовуються вихрові центробіжні насоси, секційні відцентрові, консольні заливні відцентрові насоси та ін.

Штангові насоси простого і подвійного дії застосовуються для відкачування підземних вод при глибині динамічного рівня нижче 6-8 м (до 100 м і більше) при порівняно невеликих дебіту.

Штанговий насос простої дії складається з приймального фільтра, укріпленого на насосному циліндрі, клапана, поршня з клапаном і манжетами. Насос монтується в свердловині на водопідйомних трубах, що підвішуються за допомогою хомутів в колоні обсадних труб. Поршень спускається в водопідіймальні труби на штангах, на шарнірних хомутах так, щоб поршень не доходив на 20-30 мм до приймального клапана насосного циліндра.

Для виробництва дослідних відкачок води з свердловин штанговими насосами простого і подвійного дії застосовуються різні агрегати-качалки.

Відео: Очищення свердловин. Очищення води зі свердловини. Очищення фільтра свердловин. Очищення свердловини від заліза

При гідрогеологічних откачках води з свердловин з динамічним рівнем більше 100 м і при невеликих дебіту застосовують глибинні поршневі і скальчатие насоси з гойдалками, використовувані в нафтовій промисловості.

У гвинтових артезіанських насосах (ВАН) подача води досягається витісненням певних обсягів води, укладених в порожнинах між гвинтом і гумовою обоймою. Артезіанські насоси ВАН використовуються для откачек води з свердловин при динамічних рівнях до 100 м.

Артезіанські відцентрові занурені насоси з вертикальним валом і двигуном на поверхні застосовуються в практиці водопостачання і водозниження. Найбільшого поширення мають насоси типу АТН, використовувані в свердловинах діаметром 200-400 мм при подачі 30-400 м³/ Ч з напором до 100 м. В насосному апараті застосовуються робочі колеса відкритого і закритого типів. Крім них використовуються глибинні насоси типу НА і А для свердловин великого діаметру з подачею води до 1200 м³/ Ч. Проточна порожнина у них аналогічна насосного апарату АТН. Однак досить істотні недоліки глибинних насосів - наявність довгого привідного вала від електродвигуна на поверхні до насоса в скважіне- складність монтажу, значна метало- та енергоємність, швидкий знос - все це послужило причиною заміни їх, там де це раціонально, більш досконалими зануреними насосами.

Артезіанські насоси з занурювальним електродвигуном набувають все більшого поширення при гідрогеологічних дослідженнях, для водопостачання, при осушувальних і водознижувальних роботах.

Привід заглибних насосів забезпечується в основному водозаповнених асинхронним трифазним електродвигуном з короткозамкненим ротором, статорна обмотка якого виконується з дроту з ізоляцією на поліетиленовій або поліхлорвінілової основі. Такі електродвигуни прості за конструкцією і надійні в роботі.

Артезіанські насоси з занурювальним електродвигуном випускаються різних серій: 1) АП і АПВ- 2) ЕЦВ- 3) ЕПЛ- 4) ЕПНЛ і ЕПН.

У насосі ЕПН робочий апарат, виконаний у вигляді вертикального багатоступеневого відцентрового насоса з нерозвантаженими робочими колесами, з`єднаний з водонаповнених електродвигуном з примусовим проточним охолодженням.

Ерліфти або повітряні підйомники знаходять широке застосування для відкачування води з піском і в тих випадках, коли необхідно отримати велику кількість води при порівняно невеликих розмірах свердловин. У практиці робіт застосовуються схеми установки ерліфтов, що відрізняються розташуванням в свердловині воздухоподводних і водопідйомних труб.

Дія ерліфта засноване на принципі двох сполучених посудин, заповнених рідиною різного питомої ваги. У Ерліфтні установку входять: а) компресор з двигуном і воздухосборніком- б) водопідіймальні труби зі змішувачем і прийомним баком- в) компресорні труби від компресора до свердловини.

Водоструминні насоси або гідроелеватори знаходять застосування при виробництві будівельних робіт, при водозниження у вигляді гідроежекторних установок і при гідрогеологічних дослідженнях свердловин. Водоструминні насоси у вигляді спеціальних пристроїв - випробувачів пластів - знаходять застосування при прискореному випробуванні водоносних горизонтів. У випробувачів пластів водоструминний насос конструктивно пов`язаний з тимчасовим тампонажним пристроєм - пакером. В основу дії водоструминного насоса покладено принцип безпосередньої передачі кінетичної енергії одного потоку (подається з поверхні) до іншого з меншим запасом енергії (рідини, що піднімається занурювальним насосом на поверхню). Робоча вода під деяким тиском підводиться до насадки, через яку з великою швидкістю потрапляє в камеру змішування і далі через напірний трубопровід на поверхню. Вода зі свердловини надходить (у зв`язку з утвореним розрідженням в Ежекційна апараті) в камеру змішання, захоплюється робочої струменем рідини і також виноситься на поверхню.

Відео: оголовок і ФІЛЬТР, пристрій. Свердловина. Частина 5, (насосна станція)

Перевагою цих насосів є можливість перекачувати каламутну воду, недоліком - низький к. П. Д. (Не вище 40%).

Для відкачування каламутної води, що містить частинки глини, піску і навіть шламу і гравію можуть бути також застосовані вібраційні насоси. Насосна установка складається з вібратора, встановленого на поверхні, і водопідйомних труб, спущених в свердловину, з клапанним пристроєм для забору води. На водопідйомних трубах встановлюються напрямні ліхтарі.

Вібраційна установка може забезпечувати підйом води зі свердловини з динамічним рівнем до 30 м нижче поверхні землі.

Устаткування гирла свердловини

Устаткування гирла свердловини залежить від положення статичної рівня води, типу та розміру використовуваного насоса.

Відео: Дискові фільтри для очищення води

Для оснащення гирла свердловини при низькому статичному рівні до опорного фланця, привареного до обсадної трубі, приєднують нижній фланець насоса або сальник відцентрового вертикального насоса.

Над гирлом самовиливаються свердловини до обсадної колоні труб приєднують оголовок з відвідним коліном і засувкою. До відцентрового насоса підводять всмоктуючий патрубок.

При обладнанні гирла фонтанує свердловини без насоса влаштовують оголовок, що забезпечує регулювання подачі води до споживача, а також запобігає можливі гідравлічні удари.

Автоматизація водопідйомних установок підрозділяється на три групи: 1) напівавтоматичне управління-2) дистанційне телеуправління і 3) автоматичне керування. При напівавтоматичному управлінні за оператором зберігається обов`язок тільки пуску і зупинки насоса. Решта операції виконуються автоматично. Телеуправління є подальшим розвитком напівавтоматичного управління. В обов`язки диспетчера при цьому входить управління всіма установками з одного пункту по проводах.

При автоматичному управлінні всі операції виконуються за певною заданою програмою.

Автоматизація може здійснюватися для однієї або декількох насосних установок.

Зазвичай регулююча і керуюча апаратура поставляється заводами в комплекті з насосними установками. До складу цієї апаратури для насосів з зануреними електродвигунами входять: станція автоматичного управління, датчики рівня та тиску.

Автоматичне включення і виключення насоса забезпечуються станцією управління за сигналами датчика рівня, розташованого в водозабірної резервуарі або в баку водонапірної.