Лабораторная работа №4 Тема: «Фильтры водозаборных скважин»
1. Краткая характеристика работы
В общем комплексе работ по сооружению водозаборных скважин выбор типа фильтра и качество его установки занимает особое положение. В конечном итоге эффективность работы водозаборной скважины зависит во многом от правильного выбора способа бурения и обустройства её фильтровой части. Выбор типа фильтра определяется условиями его применения и, в первую очередь, характером водосодержащих пород.
2. Цель работы
Целью работы является приобретение знаний о компоновке фильтровой колонны, конструкциях фильтров, их обозначениях и условиях применения.
3. Порядок выполнения работ
1. Нарисовать общую схему фильтровой колонны, устанавливаемой «впотай», обозначить её элементы и кратко пояснить их назначение: (рисунок……….)
а – рабочая часть или фильтрующий элемент;
б – надфильтровая труба;
в – муфта с левой резьбой или вырезом под ключ;
г – сальник;
д – отстойник;
е – пробка;
ж – соединительные муфты.
2. Сформулировать требования, предъявляемые к фильтрам.
3. Дать определение скважности фильтра.
4. Привести схему классификации фильтров.
5. Привести рекомендации по применению различных типов фильтров в зависимости от состава пород водоносного пласта.
6. Пояснить конструктивные особенности основных типов фильтров (привести схемы, указать диаметры, скважность и другие характеристики).
6.1. Каркасные: а – трубчатые; б – стержневые.
6.2. Каркасные с покрытием: а – проволочные: б – сетчатые (указать типы сеток, их характеристики).
6.3. Пористые (гравийные), сооружаемые на поверхности:
а – кожуховые; б – корзиночные.
7. Пояснить обозначение (маркировку) фильтров.
Расшифровать:
7.1. ФТ; ФТП; ФТЛ.
7.2. Т; ТП; ТС; ТЛ.
7.3. С; СП; СЛ; КСС; КСП.
КДФ – каркасно-дисковые фильтры
8. Ознакомиться с макетами фильтров на стенде (стенд фильтров находится в ауд. 107 6-го уч. корпуса).
4. Основные теоретические сведения
4.1. Требования к фильтрам водозаборных скважин
1. Типы и конструкции фильтров водозаборных скважин должны приниматься согласно табл. 4.1.
2. Фильтры (блочного типа из пористого бетона, гравия на цементной связке) могут применяться для отбора небольших количеств воды при создании в пласте двухслойной обсыпки.
3. При агрессивных водах необходимо применять фильтры из нержавеющей стали, пластмассы или других материалов, стойких к коррозии и обладающих необходимой прочностью.
4. Размеры отверстий фильтров без устройства гравийной обсыпки надлежит принимать по табл. 4.2.
Таблица 4.1
Породы водоносных пластов |
Типы и конструкции фильтров |
|
1 |
2 |
|
1. Скальные и полускальные неустойчивые породы, щебенистые и галечниковые отложения с преобладающим размером частиц 20…100 мм (более 50 % по массе) |
Фильтры-каркасы (без дополнительной фильтрующей поверхности) стержневые, трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием, спирально-стержневые |
|
2. Гравий, гравелистый песок с преобладающим размером частиц 2…5 мм (более 50 % по массе) |
Фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки или штампованного листа из нержавеющей стали. Фильтры штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием, спирально-стержневые |
|
Продолжение табл. 4.1 |
||
1 |
2 |
|
3. Пески крупные с преобладающим размером частиц 1…2 мм (более 50 % по массе) |
То же |
|
4. Пески среднезернистые с преобладающим размером частиц 0,25…0,5 мм (более 50 % по массе) |
Фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток квадратного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с песчано-гравийной обсыпкой, спирально-стержневые |
|
5. Пески мелкозернистые с преобладающим размером частиц 0,1…0,25 мм (более 50 % по массе) |
Фильтры стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток галунного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с однослойной или двухслойной песчано-гравийной обсыпкой, спирально-стержневые |
|
Таблица 4.2
Тип фильтра |
Размеры отверстий фильтров |
|
В однородных породах КН ≤ 2 |
В неоднородных породах КН > 2 |
|
С круглой перфорацией |
(2,5…3)d50 |
(3…4)d50 |
Сетчатый |
(1,5…2)d50 |
(2…2,25)d50 |
С щелевой перфорацией |
(1,25…1)d50 |
(1,5…2)d50 |
Примечания:
d50 – размеры частиц, меньше которых в породе водоносного пласта содержится 50 (определяется по графику гранулометрического состава).
2. Меньшие значения коэффициентов при d50 относятся к мелкозернистым породам, большие – к крупнозернистым.
3. Размеры отверстий фильтров при устройстве гравийной обсыпки должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра.
4. Скважность трубчатых фильтров с круглой или щелевой перфорацией должна быть 20…25 %, фильтров из проволочной обмотки или штампованного стального листа – не более 30…60 %.
5. В качестве обсыпки фильтров надлежит применять песок, гравий и песчано-гравийные смеси.
Подбор механического состава материалов обсыпок производится по соотношению
(4.1)
где D50 — диаметр частиц, меньше которого в обсыпке содержится 50 %.
6. В многослойных гравийных фильтрах толщина каждого слоя обсыпки должна приниматься для фильтров:
– собираемых на поверхности земли, не менее 30 мм;
– создаваемых в забое скважины, не менее 50 мм.
7. Подбор механического состава материала при устройстве двух- и трехслойных гравийных обсыпок фильтров надлежит производить по соотношению
(4.2)
где D1 и D2 – средние диаметры частиц материала соседних слоев обсыпки.
8. При подборе гравийного материала фильтров надлежит выдерживать соотношение:
для блочных фильтров из пористого бетона или из пористой керамики
(4.3)
для клеевых
(4.4)
где Dср – средний диаметр частиц гравия в блоке фильтра.
9. Материал, используемый для фильтров в скважинах, следует обеззараживать.