4.2.1.2. Фильтры скважин, их подбор и расчет

Фильтр является весьма ответственной частью скважины. Он должен отвечать следующим требованиям:

• обладать необходимой механической прочностью;

• иметь по возможности наибольшую площадь контакта с водоносной породой;

• обеспечивать максимальный дебит скважины при минимальном понижении уровня воды в ней;

• быть достаточно устойчивым при длительной эксплуатации против химической и электрохимической коррозии, водной эрозии, зарастания;

• иметь конструкцию, позволяющую применять механические и химические методы восстановления водопроницаемости прифильтровых зон и фильтра и извлекать из скважины старый фильтр для замены новым.

Фильтр состоит из каркаса и водоприемной поверхности. Каркас − основа для водоприемной поверхности. Он может быть: стержневым, трубчатым с круглой или щелевой перфорацией; из штампованного листа. Водоприемную поверхность устраивают из проволочной обмотки, штампованного листа, металлических и неметаллических сеток.

Рис. Схема фильтровой водоприемной части скважины:

1 – фильтр; 2 – отстойник; 3 – муфта с фигурным вырезом для спускового ключа; 4 – сальник.

В зависимости от строения водоприемной поверхности фильтры скважин подразделяют:

• на трубчатые с круглой или щелевой перфорацией;

• с проволочной обмоткой;

• с водоприемной поверхностью из штампованного листа;

• сетчатые;

• гравийные кожуховые;

• гравийные обсыпные;

• блочные из пористого бетона или пористой керамики.

Фильтры с круглой и щелевой перфорацией применяют, как правило, при заборе стабильной по химическому составу воды из гравелистых грунтов и чистых галечников, часто их используют в качестве опорных каркасов для проволочной обмотки, сеток и гравия, образующих фильтрующие поверхности, через которые внутрь скважины проходит чистая вода, а песчинки задерживаются. Продолжительность работы фильтров будет тем больше, чем больше скважность каркасов и геометрические размеры отверстий в них.

Каркасно-стержневые фильтры с проволочной обмоткой (рис., б) состоят из металлических стержней, опорных поясов жесткости и соединительных патрубков. Соединительные патрубки изготовляют из обсадных труб соответствующего диаметра. Для каждого звена фильтра необходимо два патрубка длиной 250...350 мм со стандартной резьбой на концах. Металлические стержни выполняют из прутковой стали диаметром 10...16 мм и длиной 2...3,5 м. Чтобы стержни образовали каркас, их располагают по образующей патрубков на расстоянии 30...40 мм один от другого. Опорные пояса придают стержням необходимую жесткость при монтаже каркаса. Их делают из фланцев листового железа толщиной 10...12 мм, колец или сварными с закладкой кусков металла между стержнями и устанавливают по вертикали через 200...350 мм.

Каркасно-стержневые фильтры после сборки очищают от окалины и покрывают антикоррозийным защитным слоем (органической краской ВН-30 или полиэтиленом).

Трубчатые фильтры с проволочной обмоткой состоят из перфорированного трубчатого каркаса и проволоки из нержавеющей стали диаметром 1,5...4 мм. Проволоку в виде спирали наматывают вокруг каркаса. В результате этого образуются щели бесконечной длины, перпендикулярные к оси фильтра. Шаг спиральной намотки принимают равным m = (0,8...1) d₅₀, где d₅₀ – пятидесятипроцентный размер частиц водоносной породы, обсыпки из гравия или крупного песка. Проволочную спираль на трубчатых фильтрах удерживает в заданном положении опорная стальная проволока диаметром 5...10 мм, уложенная и закрепленная вдоль оси каркаса.