Призначення, конструкція , розмірми фільтрової колони.

 

Фільтр встановлюється в свердловині в зоні експлуатаційного водоносного горизонту.

 

В більшості випадків вода свердловини здобувається з водоносних горизонтів, що містять нестійкі і/або сипкі породи – піски, галечники, шпаруваті вапняки.

Іншими словами, у воді, яка набирається в експлуатаційну колону, можуть міститися механічні домішки, причому їх розмір і кількість нестабільні і малопрогнозовані.

 

Якщо ці механічні домішки не затримати на вході в стовбур свердловини, рано чи пізно свердловина заповниться ними до такого ступеня, що просто перестане наповнюватися водою.

 

Крім того, багато погружні насоси просто не розраховано на прокачування води з механічними домішками, а тому попадання, скажімо, піску в насос, швидше за все швидко виведе його з ладу.

 

Саме для утримання будь-яких механічних домішок, у водозабірній частині експлуатаційної труби свердловини облаштовують фільтрову зону.

 

При цьому, якщо мова йде про свердловині на пісок, фільтр свердловини дуже важливо також повністю оточити дрібним гравієм або грубозернистим піском, які затримуватимуть велику частину небажаних механічних домішок ще до входу води у фільтр свердловини.

 

 

 

 

Рис.3 Схема бурової свердловини:1 – фільтр свердловини; 2 – експлуатаційна колона труб; 3 – колона обсадних труб; 4 – кондуктор; 5 – затрубная цементація; 6 – гирло свердловини; 7 – павільйон (камера); 8 – водопіднімальні труби; 9 – насос з погружным електродвигуном; 10 – відстійник.

 

Фільтр призначений для:

◘ пропуску в свердловину води без механічних домішок;

◘ для запобігання водоносного пласта від зсуву і руйнування.

Тип, конструкція і розмі­ри фільтру залежать від:

Ä гідрогеологічних умов,

Ä дебіту,

Ä режиму екс­плуатації колодязя,

Ä характеристики порід водоносного пласта,

Ä глиби­ни колодязя,

Ä агресивності води,

Ä прийнятого способу буріння

Вимоги до конструкції фільтрів:

 

1. Необхідна механічна міцність конструкції і достатня стійкіст ь до хімічної, електрохімічної корозії і ерозійної дії води.

2. Шпаруватість фільтрів, % (співвідношення сумарної площі отворів SF_от до площі фільтра F_ф) і розмір прохідних отворів d_от, враховуючи можливість хімічного і механічного кольмотажу при експлуатації, повинні бути максимальними.

3. Під час експлуатації свердловини фільтр повинен запобігати піскуванню свердловини.

4. Діаметр фільтрових каркасів розраховується на максимальний пропуск води зі швидкістю, що не перевищує 1,5-2,0 м/с.

5. Фільтри повинні бути доступні для проведення різноманітних операцій по відновленню продуктивності свердловин хімічними реагентами і бути стійкими до впливу вибухових методів;

6. М інімальний діаметр фільтрової колони 100 мм.

 

При цьому матеріали, з яких виготовлений фільтр, якість виготовлення фільтру в цілому, а також якість установки фільтру часто є резервом для конкурентного здешевлення своїх послуг організаціями, що пропонують послуги буріння свердловин (особливо, якщо мова йде про невеликі фірми).

 

Більш того, якісна свердловина, здатна прослужити без ремонту 30 і більше років, що бурильникам стратегічно не вигідно.

ВИСНОВКИ:

1.При всьому різноманітті конструкцій фільтрів для свердловин, вирішальне значення має не стільки сама конструкція і розмір фільтру, скільки якість виготовлення і використовувані при цьому матеріали.

 

2.Якнайкраще характеристики по міцності, довговічності і безпеці для якості води в довгостроковій перспективі при цьому показують фільтри, в яких всі елементи – труба-основа, каркас (дріт) і фільтруюча поверхня (сітка) виконані із неіржавіючої сталі.

 

3. Вибір фільтруючої поверхні фільтру (як типу, так і фізичних параметрів – розміру чарунок сітки, кроку обмотки дроту, структури гравієвого набивання і т.і.) повинен грунтуватися на аналізі структури породи водоносного горизонту, тільки в цьому випадку фільтр прослужить максимально довго і буде гранично ефективним.

 

4.Категорично не бажане використання в свердловинах фільтрів, в яких каркас (або будь-який інший елемент) зроблені з оцинкованої сталі.

 

5.Пластикові фільтри за визначенням менш довговічні, чим фільтри з неіржавіючої сталі.

2.1 Розміри фільтрової колони

Рис.4 Конструктивна схема фільтрової колони свердловини: 1 - корок; 2 - відстійник; 3 - приєднувальний патрубок ланки фільтра; 4 - муфта з`єднувальна; 5 – надфільтрова труба; 6 - сальник; 7 - муфта із замком; 8 - робоча поверхня фільтра; 9 - хомут; 10 - експлуатаційна колона труб

Розглянемо її конструктивне улаштування.

2.2 Конструкція фільтрової колони.

Фільтрова колона розташовується усередині водоносного пласта і складається з фільтрової (робочої) частини – фільтра і відстійника та надфільтрової труби.

Вода потрапляє в колону через поперечні прорізи в стінках фільтру.

Відстійник у вигляді стакана знаходиться в нижній частині фільтрової колони. У нім скупчуються частинки піску, які вимиваються з гравієвого фільтру, або шару водоносної породи.

Верхня частина надфільтрової труби повинна бути вище башмака обсадної колони не менше, ніж:

· на 3 м при глибині свердловини до 30 м;

· на 5 м при глибині свердловини більше 50 м.

 

Між експлуатаційною колоною і надфільтровою трубою повинен бути встановлений сальник (6) Рис.4.

Довжина відстійника (2) (рис.4) приймається до 2м, залежно від характеру грунту.

 

Водоприймальна частина (8) складається з окремих ланок, довжина яких 2…5 м, за допомогою різьбових муфт (4) або зварювання.

Принцип роботи фільтра.

Рис. 5. Схема роботи отвору фільтра:

1 - стінка фільтра; 2 - отвір: 3 - місток із зерен породи: 4 - водоносна порода.

Принцип роботи фільтра: На початку відкачування дрібні частинки проходять крізь отвори в середину фільтрової колони. Частина з них осідає у відстійнику.

 

В міру відкачування до отвору підходять крупніші частинки, які, заклинюючись в отворах, влаштовують місток.

 

При постійному дебіті свердловини місток існує досить надійно і довго, але при змінах дебіту містки руйнуються, частинки проходять крізь фільтр і осідають у відстійнику. Внаслідок цього утворюватиметься новий місток.

ВИСНОВОК: Таким чином, розміри отворів фільтра повинні бути тим більші, чим більші частинки порід і відповідно до цього використовується певний тип фільтра і конструкція його робочої поверхні.

Тип фільтра і конструкцію його фільтруючої (робочої) поверхні для водозабірної свердловини визначають залежно від:

 

гранулометричного складу, тобто характеристики порід водоносного пласту (насамперед від параметру —розміру частинок, дрібніші від яких становлять 50 % породи водоносного шару, (див. термінологічний словник до теми № 3);

 

від глибини свердловини.

Робоча (фільтруюча) поверхня фільтра складається з:

► каркасу (трубчастого, стрижневого, спірально-стрижневого, каркасу, що виготовляється з листа нержавіючої сталі);

► додаткової фільтруючої поверхні (природної, або штучної)

ПРИМІТКА: Фільтри можуть складатися тільки з каркасу, або бути додаткового обладнані фільтруючою поверхню.