Вибір фільтру
Обладгнання водоприймальної частини свердловини зумовлює триваул та продуктивну її роботу. Залежно від хараткеру та складу водонасичених порід приймальна частина водних свердловин може бути фільтровою – для водоносних горизонтів, що залягають у пухких уламкових та сильно тріщинуватих породах (пісках, гравій, сильнотріщинуваті вапняки тощо), та безфільтровою – при отриманні води зі стійких міцних тріщинуватих порід (граніти, вапняки). У тріщинуватих скельних породах, якщо вони не мають прошарків пухких порід, а стійнки свердловини стійкі, приймальну частину залишають відкритою. У протилежному випадку доводиться опускати в приймальну частину колону дірчастих обсадних труб.
Свердловину в інтервалі водоносних порід, що представлені нестійкими пухкими різновидами, обладнують фільтром (Рис. 8. 1.). Призначення фільтру – оберігати водоносний горизонт від обвалу та пропускати чисту воду без механічних домішок, не утворюючи значних гідравлічних спротивів.
|
Рис. 8.1. Загальна схема встановлення фільтру в свердловині 1 – власне фільтр 2 – відстійник 3 – колона обсадних труб 4 – надфільтрова труба. |
Основні вимоги до фільтрів водних свердловин такі:
1. Фільтруюча поверхня повинна забезпечувати проектн ий дебіт свердловини.
2. Фільтр має слугувати максимально тривалий термін.
3. Фільтр не повинен пропускати глинисті, пилуваті та піщанисті частинки і не має погіршувати якість води.
Робоча частина Фільтра призначається для пропускання чистої води з водоносного горизонту. У відстійнику (глуха труба) обсаджуються залишені у фільтрі частинки породи. Якщо у грунті пласта є щільна порода, то відстьійником може бути частина свердловини, пройдена у цьому водоторивкому горизонті. Довжина відстійника зазвичай вибирається залежно від глибини свердловини (від 1,5 –8 м і більше). Надфільтрова труба – патрубок із сальником (гумовим, свинцевим, прядильним тощо), що забезпечує герметичне перекриття кільцевого зазору між фільтром і колоною обсадних труб. У верхній часитині патрубка розміщено пристрій, що використовується для спускання в свердловину фільтра за допомогою бурильних труб (виріз, муфта тощо).
Існує декілька конструкцій фільтрів водозабірних свердловин: сітчасті, з дротяною обмоткою, каркасно-стрижневі, гравійно-кожухові з обсипкою гравієм, блочні з пористим заповнювачем, просоченим бітумом, цементом, рідким склом. Робоча частина фільтра складається з каркаса та фільтрувального покриття. Каркаси фільтрів поділяються на сталеві, пластмасові, азбесто-цементні, керамічні тощо. За наявності агресивних вод зазвичай застосовують каркаси з нержавіючої сталі, пластмаси та кераміки.
За конструкцією розрізняють каркаси – трубні, вальцові з металевих листів, збірні (кільцеві, стрижневі тощо). У каркасах прорізають круглі або щільові отвори, розташовані у шаховому порядку. Діаметр округлих отворів – 8–10 мм, розміри щільових: довжина 30–100 мм, ширина 3–5 мм. Діаметр отвору або ширина щілини повинні бутти менші за товщину гальки, гравію тощо.
Фільтр характеризується коефіцієнтом шпаруватості, тобто відношенням загальної площі отворів у каркасі фільтра до поверхні його робочої (фільтрувальної) частини.
Сітчасті фільтри. Робоча частина фільтру складається із каркасу, дротяної обмотки (спіральної чи ребристої) та сітки (латунної, з нержавіючої сталі, пластмасові, скловолоконні) (Рис. 8).
Дротяна обмотка збільшує шаруватість фільтра, в основному її виготовляють з нержавіючого дроту діаметром 2–3 мм. Найчастіше застосовується сітка галунного плетіння, яка має велику міцність та менш схильна до закупорювання.
Фільтри з дротяною обмоткою складаються із сталевого перфорованого каркаса, на якій по спіралі навивається дріт із нержавіючої сталі діаметром 2–3 мм (Рис. 9). Діаметр опірних (підкладних) стрижнів 3–6 мм. Опорні стрижні приварюються до каоркаса, а спіральний дріт – до опорних стрижнів.
Каркасно-стрижневі Фільтри. Секція циліндричного каркаса фільтра побудована з дротяних стержнів приварених до кілець-насадок. В середину каркаса вставляють опорні кільця-фланці для надання йому міцності. Для з’єднання секцій каркаса між собою з одного боку з’єднувальний патрубок із різьбою, а з протилежного — патрубок із муфтою. Фільтри такої конструкції застосовуються для крупнозернистих пісків, а для дрібнозернистих на каркас одягається чохол (кожух), який наповнюється гравієм.
Гравійно-кожухові Фільтри. Складається з перфорованого каркаса який обмотується спіраллю з нержавіючого дроту. Кожуж-чохол виготовляється з листового заліза з дрібними отворами або з дротяної сітки з крупними комірками. В кожух насипається дрібний гравій або
|
Рис. 8. 2. Стічасті фільтри. А – обмотка з металевою сіткою, б – фільтр із вініпластовою та скляною сіткою, в – каркас із вініпласту. |
|
|
|
Рис. 8. 3. Дротяні иа каркасно-стрижневі фільтри |
Крупнозернистий пісок з таким розрахунком, щоб товщина шару була не менше ніж 25–30 мм. Такі фільтри застосовують за наявності дрібних і тонкозернистих пісків. Фільтри з Обсипкою гравієм У свердловині. За результатами багаторічного досвіду с найкращими. Встановлюється за певною схемою:
— водоносний горизонт перекривають колоною обсадних труб;
— у свердловину спускають фільтрову колону з сітчастим або безсітчастим фільтром діаметром принаймні на 20 мм менше за діаметр Д7.
У кільцевий зазор порціями засипають відсортований гравій і одночасно підіймають колону обсадних труб.
Фільтр має бути оголеним на повну висоту. Враховуючи неминучу обсадку гравію, його засипають на таку висоту, щоб нона була більшою, ніж довжина робочої частини фільтра.
Викристовуючи всі відомі дані по проектній свердловині, кінцевий діаметр буріння та відомі наявні у виробництві типи та марки фільтрів, для даної свердловини найдоцільнішим буде використання фільтру КСП – 4Ф138. Зовнішній діаметр фільтру 125 мм, зовнішній діаметр на муфті 82 мм, середня маса секції 59 кг. Він являє собою перфоровану обсадну трубу з водоприймальною поверхнею із нержавіючого просічного листа, що спирається на резиновий шнур.
При встановленні фільтра в свердловині, його опускають на бурильних трубах за допомогою бурового ключа, який входить у Т-подібний виріз муфти надфільтровоі частини. Для ізоляції кільцевого простору між обсадною колоною і фільтром, надфільтрова частина обладнується піньковим чи гумовим сальником. Розпір сальника відбувається обертанням бурової колони з буровим ключем. Таким чином, фільтр залишається для роботи в свердловині.