2.11. Конструкции фильтров водозаборных скважин [21]
Фильтры водозаборных скважин должны обеспечивать свободный доступ воды в скважину, надежно защищать ее от пескования при минимальных гидравлических потерях, обеспечивать устойчивую работу скважины в течение длительного времени, а в случае кольматажа водоприемной поверхности допускать возможность проведения восстановительных мероприятий с использованием различных реагентов-растворителей или совместного импульсного и реагентного восстановления производительности скважин.
Фильтр – основной элемент скважины, поэтому от его качества зависят дебит и долговечность скважины. Конструкцию фильтра выбирают с учетом гранулометрического состава пород водоносного горизонта.
Фильтр состоит из водоприемной (рабочей) части, надфильтровых труб и отстойников. Длина надфильтровых труб зависит от конструкции скважины. Когда фильтр находится на колонне, то расположенные выше него надфильтровые трубы являются одновременно и эксплуатационной колонной.
Между эксплуатационной колонной и надфильтровой трубой должен быть установлен сальник.
Конструкции фильтров должны отвечать следующим требованиям:
1) обладать необходимой механической прочностью и достаточной устойчивостью против коррозии и эрозионного воздействия воды;
2) диаметры фильтровых каркасов должны быть рассчитаны на максимальный пропуск воды со скоростью, не превышающей 1,5-2 м/с;
3) водопроницаемость фильтров должна быть значительно выше водопроницаемости водоносных пород, в которых они устанавливаются, и для данных гидрогеологических условий должна предусматриваться максимальной с учетом возможного химического и биологического кольматажа при эксплуатации водозаборов.
4) фильтры должны быть доступны для проведения мероприятий по восстановлению производительности скважин.
Фильтры состоят из каркаса и водоприемной поверхности. Выпускаются следующие типы каркасов: стержневые; трубчатые с круглыми или щелевыми отверстиями; каркасы из штампованного листа; спирально-проволочные. Каркасы являются основой для водоприемной поверхности, которая устраивается из: проволочной обмотки, штампованного листа, металлических и неметаллических сеток.
В гравийно-галечниковых отложениях, а также в неустойчивых полускальных и скальных породах указанные типы каркасов могут использоваться без дополнительной водоприемной поверхности.
Наиболее распространенным и эффективным типом фильтров с точки зрения обеспечения длительной и устойчивой эксплуатации скважин являются гравийные фильтры, которые, в свою очередь, подразделяются на засыпные, кожуховые, блочные. Кожуховые и блочные фильтры собираются на поверхности и в готовом виде устанавливаются в скважинах.
Гравийные фильтры могут иметь в качестве поддерживающей основы непосредственно фильтры-каркасы (стержневые, трубчатые и др.) или различные водоприемные поверхности - проволочные обмотки, сетки и т. д.
Основные конструктивные схемы фильтров представлены на рисунке 18.
Рис. 18. Основные схемы конструкции скважин водозаборных скважин
а – на основе стержневых каркасов; б – на основе трубчатых каркасов со щелевой перфорацией; в – на основе трубчатых каркасов с круглой перфорацией; г – гравийные фильтры;1 – стержневой каркас на опорных кольцах; 2 – трубчатый каркас с круглой перфорацией; 3 – щелевой трубчатый каркас; 4 – проволочная обмотка из нержавеющей стали; 5 – опорная проволочная спираль; 6 – лист, штампованный из нержавеющей стали; 7 – опорные проволочные стержни под проволочную обмотку и лист; 8 – сетка из нержавеющей стали или латуни; 9 – сетка подкладная, синтетическая; 10 – рыхлая обсыпка; 11 – гравийная обсыпка в кожухе; 12 – гравийный блок.