Фильтры скважинного дренажа

ФИЛЬТРЫ СКВАЖИННОГО ДРЕНАЖА

1. Фильтры скважинного дренажа могут быть:

а) дырчатые и щелевые, изготовляемые из труб и различных материалов (трубы – стальные, из нержавеющей стали, из синтетических материалов, асбоцементные, керамические и фарфоровые);

б) щелевые со штампованными, проволочными и стержневыми каркасами (щелевые штампованные, проволочные с каркасами из буровых дырчатых труб, щелевые из металлических стержней, каркасно-стержневые);

в) с водоприемной поверхностью из сеток и тканей (с сетками из меди, латуни и нержавеющей стали; с сетками из пластических масс; с применением ткани из стекловолокна; с применением сеток из капрона и нейлона);

г) гравийные (опускные и создаваемые в скважине).

2. В зависимости от механического состава водоносных пород перфорированные трубы служат или непосредственно в качестве фильтров, или используются как опорные каркасы, покрываемые дополнительными фильтрующими устройствами в виде сеток, кожухов, оболочек и т.п.

3. Наиболее простыми по своей конструкции являются фильтры, изготавливаемые из обсадных труб.

Диаметр проходных отверстий фильтра определяется в зависимости от гранулометрического состава породы. При устройстве фильтра в крупных песках диаметр отверстий принимается 3 – 7 мм. Если каркас покрывается сетчатой тканью, диаметр отверстий можно увеличить до 10 – 25 мм. Отверстия располагаются в шахматном порядке. Скважность принимается от 6 до 25 %.

В щелевых фильтрах скважность колеблется в пределах от 6 до 40 %. При установке фильтра непосредственно в водоносную породу ширина щелей определяется исходя из гранулометрического состава пород; ширина щелей в этом случае должна быть в 2 раза больше диаметра частиц, обеспечивающих сводообразование за стенкой фильтра. Если щелевая труба является опорным каркасом, то ширина щели может быть произвольной, равной 10 – 20 мм и более.

4. Фильтры, изготавливаемые из синтетических материалов, имеют следующие преимущества:

а) возможность получения большого процента скважности (до 25 – 30 %);

б) обладают устойчивостью против всех видов коррозии как в кислой, так и в щелочной среде;

в) не требуют для изготовления дефицитных металлов;

г) допускают устройство проходных щелей шириной 0,25 мм и выше;

д) легко поддаются механической обработке, сохраняя при этом достаточную прочность;

е) допускают обработку кислотами при химической закупорке фильтров;

ж) легки и удобны при изготовлении, транспортировании и установке;

з) при массовом изготовлении стоимость пластмассовых фильтров ниже стоимости фильтров других конструкций.

5. Штампованные щелевые фильтры обладают высокой скважностью (до 40 %) при любой ширине щелей. Фильтры со щелями шириной 0,5 – 1,0 мм можно устанавливать в мелкозернистых песках без применения сетчатых тканей.

Достоинствами фильтров этого типа являются: освоенный серийный выпуск, простота изготовления и точное положение щелей на водоприемной поверхности.

Эти фильтры можно устанавливать без обсыпки в крупнозернистых и гравелистых песках.

Для увеличения жесткости фильтров из штампованного металлического листа их применяют в комбинации с опорными каркасами из стальных стержней или перфорированных труб.

6. Фильтры проволочные изготавливаются из проволоки (из нержавеющей стали) диаметрами 1 – 3 мм, намотанной на опорный каркас, представляющий собой перфорированную трубу, со скважностью 15 – 25 %. Для увеличения дренирующей поверхности фильтра по его образующей наваривают ребра из проволоки-катанки диаметрами 6 – 8 мм.

7. Фильтры щелевые из металлических стержней. Диаметр стержней принимается около 10 мм, ширина щелей зависит от состава породы или засыпки.

8. Фильтры каркасно-стержневые обладают большей скважностью и экономичнее трубчато-каркасных.

В скальных неустойчивых породах можно устанавливать фильтры из одних металлических стержней без проволоки и сеток.

Для устройства фильтрующей поверхности в фильтрах, применяемых в других породах, проволока должна быть из коррозионно-устойчивых металлов. Ширина просветов между витками принимается 0,5 – 6,0 мм, диаметр проволоки 1,5 – 4,0 мм, скважность фильтра достигает 80 %.

9. В водоносных породах, представленных разнозернистыми песками, применяются фильтры с трубчатыми или стержневыми каркасами, которые обтягиваются металлическими сетками, а также сетками или тканями из других материалов. Скважность сеток достигает 40 – 46 %.

Недостатками сетчатых фильтров являются:

а) большие входные сопротивления, затрудняющие доступ воды в скважину;

б) непригодность в случае тонкозернистых песков, так как при наличии мелких сеток наблюдается механическое заклинивание проходных отверстий, резко повышающее входные сопротивления;

в) быстрое разрушение при применении разноименных металлов;

г) необходимость применения дефицитных материалов;

д) разрушение сеток в некоторых гидрохимических условиях под действием агрессивных вод.

10. Сетки из винипласта более устойчивы и экономичны. Изготавливаются плоскими и гофрированными толщиной 0,5 – 0,75 мм с отверстиями диаметром 1,0 – 2,8 мм и скважностью 15 – 55 %.

11. Фильтры с тканями из стекловолокна применяются в тонкозернистых или мелкозернистых песках. Ткань фильтра должна обладать скважностью от 20 до 35 % при размере проходных отверстий от 0,1 до 1,0 мм. Конструкция фильтра состоит из трех основных элементов: опорного каркаса (перфорированная труба), подкладочной пленки из винипласта и водоприемной поверхности из ткани стекловолокна.

2. Гравийные фильтры бывают:

а) опускные, собираемые на поверхности и устанавливаемые в скважины в готовом виде;

б) создаваемые внутри скважины путем засыпки или закачки гравия в забой по межколонному пространству.

Гравийные фильтры обладают следующими положительными свойствами:

а) увеличивают проницаемость породы в прифильтровой зоне;

б) позволяют увеличить размеры проходных отверстий и скважность фильтровых каркасов;

в) снижают входные скорости и удлиняют срок службы фильтров.

13. Фильтры опускные (кожуховые) с гравийным заполнением применяются, когда величина зазора между фильтровым каркасом и трубами незначительная и когда возможен вынос засыпанного гравия из скважин под действием напорных грунтовых вод. Кожуховые фильтры состоят из каркасов (щелевые трубы, проволочные, стержневые), а гравийная обсыпка удерживается вокруг каркасов с помощью специальных приспособлений.

14. В фильтрах блочного типа фильтрующие блоки состоит из пористого бетона, в котором гравий (мелкий щебень) связан цементом с другими склеивающими материалами (клей БФ-2 и БФ-4, бакелитовый клей марки А, битум, резиновый клей, жидкое стекло и эпоксидные смолы).

Блоки надеваются на металлические опорные перфорированные каркасы и опускаются в скважину в готовом виде.

Фильтры блочного типа должны быть достаточно прочными, водопроницаемыми и стойкими против коррозии и эрозии. Они могут устраиваться монолитными и пустотными. Для подбора состава пористого бетона фильтров и их конструирования можно руководствоваться [Л.49, 112].

15. Фильтры гравийные, создаваемые в скважине, бывают с однослойной и двухслойной обсыпкой, в зависимости от механического состава породы и химического состава грунтовых вод. Двухслойная обсыпка применяется в мелкозернистых породах, а также в среднезернистых, но при наличии вод, склонных к выделению солей на фильтрах.

16. Расчет элементов и подбор конструкции фильтра рекомендуется производить по [Л. 49, 71, 169].

17. При окончательном выборе диаметра скважины необходимо учитывать:

а) для дырчатого, щелевого, сетчатого, проволочного или каркасно-стержневого фильтров без обсыпки диаметр скважины при бурении с обсадкой трубами должен быть больше наружного диаметра фильтра не менее чем на 50 мм; при бурении без обсадки – не менее чем на 100 мм;

б) для гравийных фильтров диаметр скважины принимается исходя из величины наружного диаметра фильтра и толщины гравийной обсыпки.

18. Если скважина пересекает несколько водоносных горизонтов, при чередовании водоносных слоев с водоупорными, необходимо применять фильтры, составленные из отдельных звеньев, с расположением рабочей части каждого звена против водоносного слоя, а глухой – против водоупорного.

19. При однородном составе водовмещающих пород рабочие звенья фильтров устанавливаются только на той части длины скважины, в которую будут поступать грунтовые воды при установившейся кривой депрессии.

Tвітнути

Поділитися

0 Поділись

Cхожі записи

admin

Залишити відповідь Скасувати коментар