ФИЛЬТРЫ
В западноевропейских странах широко применяют фильтры, изготовляемые по чертежам американской фирмы «Джонсон», и фильтры западногерманских фирм «Нольд» и «СБФ». Фирма «Нольд» поставляет фильтры различных конструкций. По мнению специалистов этой фирмы, изготовлять фильтры с круглыми отверстиями нецелесообразно, так как они забиваются зернами песка или гравия или концентрируются около отверстий и уменьшают их свободный просвет, вследствие чего большая часть отверстий перестает работать. Фирма изготовляет фильтры, не имеющие этого недостатка, с мостиками и щелями. При изготовлении этих фильтров материал не вырезают, а выдавливают до определенной высоты таким образом, чтобы над продолговатой щелью образовался защитный мостик, который предотвращает прямое наложение зерен песка или гравия на щели (рис. 54, 55). Высота мостиков может быть 1—4 мм в зависимости от размеров зерен гравийной обсыпки.
Фирма поставляет такие фильтры диаметром 150—1500 мм
|
с толщиной стенок 3—8 мм. Длина фильтровых труб 2,3 и 4 м. Фильтры изготавливают из нормальной а также из нержавеющей и кислотостойкой сталей. Соединения — резьбовые с широкими и закругленными витками, фланцевые или с наружными накладками.
Рис. 54. Фильтры фирмы «Нольд» Рис. 55. Фильтр фирмы «Нольд» (ФРГ) с отверстиями типа «мост» (ФРГ) с мостиками и щелями с риль- с конической полукруглой резьбой сановым покрытием и гравийной об- для соединения лицовкой |
|
Рис. 56. Фильтр конструкции фирмы «Джонсон Веллз Скрин» |
Для защиты фильтров от разрушения применяют цинкование и битумные покрытия без фенолов, а также пластмассовые покрытия, в частности термопласт рильсан. Фильтры, покрытые рильсаном, устойчивы против агрессивных вод, щелочей, солей и слабых кислот.
Фирма поставляет фильтры с мостообразными щелями с рильсановым покрытием и с гравийной наклейкой снаружи толщиной 20 мм. Фракции зерен подбирают в зависимости от гранулометрического состава водоносных пород. Для склеивания зерен применяют эпоксидную смолу.
Фильтры типа «Джонсон Веллз Скрин» (рис. 56) изготовляют из нержавеющей стали. В качестве каркаса используют прутья круглого, треугольного и прямоугольного сечений. Намотка проволоки треугольного или трапецеидального сечения осуществляется при натяжении прутьев и проволоки усилием до 200 кгс и давлении на контакт 30—50 кгс/см2 с последующей контактной сваркой проволоки с каждым прутом. Максимальная длина фильтра 6 м. Оптимальный размер отверстий определяют по кривой гранулометрического состава в зависимости от однородности и крупности частиц. Для однородных и мелких песков количество свободно пропускаемых через фильтр частиц должно составлять 40—50%, для крупнозернистых и неоднородных — 30—40% от общей массы грунта. По данным наблюдений фирмы оптимальная скорость течения воды через отверстия равна 3 см/с. Более высокая скорость увеличивает вынос песка из пласта и усиливает эрозионное действие потока. Более низкая скорость приводит к отложению солей на поверхности фильтра. При эксплуатации напорных водоносных горизонтов рекомендуется устанавливать фильтр в нижней части пласта на 70—80% его мощности, в безнапорных горизонтах — на 30— 50% мощности пласта.
Деревянные фильтры фирмы «СБФ» применяют в ФРГ, Франции и других странах. В качестве исходного материала используют многослойную высококачественную буровую фанеру с толщиной каждого слоя 0,6 мм. Фанеру после пропитки раствором меламиновой смолы, не содержащей фенола, под давлением 150 кгс/см2 и при высокой температуре выгибают в полу — трубчатые заготовки или сегменты. Фильтры из заготовок собирают на буровой. Продольные стороны сегментов имеют шунто — вые соединения. На стыках сегментов устанавливают прокладки из нестареющего каучука. Фильтры на наружной поверхности имеют продольные ребра. Под прямым углом к продольной оси на равном расстоянии расположены входные прорезы. Поперечные прорезы по сравнению с продольными имеют преимущества не только с гидравлической точки зрения, но и с точки зрения сохранения жесткости и сопротивления трубы сжатию.
Фильтры собирают в виде ступенчатообразной конструкции. Длина сегментов 1,5 м. Для монтажа начальной и концевой частей фильтров предусмотрена поставка укороченных сегментов длиной 0,5 и 1 м.
В скважинах небольшого диаметра в мелких песках применяют фильтры фирмы «СБФ», на которые в заводских условиях под давлением с помощью эпоксидной смолы наносят ткань «саран». Ткань представляет собой плотный, прочный, гибкий и нетоксичный материал, полученный на основе полимера поливи- нилиденхлорида.
В целях экономии металла в ЧССР широко применяются обсадные трубы и фильтры из фанеры. Фанерные фильтровые каркасы с щелевой перфорацией выпускают на заводе фанерных плит и фанер в г. Годонине. Фильтры импрегнируют раствором эпоксидной смолы 300АС с добавкой сагена (коллоидальная соль серебра) для повышения прочности и срока эксплуатации. Фильтры собирают из сегментов, имеющих щелевую перфорацию. Секции фильтра склеивают или соединяют при помощи муфт. В качестве фильтрующего покрытия применяют различные синтетические сетки. Для этой цели используют пластмассовые сортированные гранулы путем наклеивания их на перфорированную поливинилхлоридную или импрегнирован — ную фанерную трубу. Размеры гранул 2—9 мм, толщина слоя 18—22 мм, активная пористость 26—32%. Длина фильтровых секций — 2 м, диаметры 144/204, 270/322, 315/379, 370/434 мм. В качестве вяжущего применяют раствор ПХВ в ацетоне и толуоле. Фильтры устойчивы против коррозии и зарастания.
В качестве фильтровых каркасов в ЧССР используют также прокатные трубы со щелями, выполненными путем фрезерования. Кроме того, применяют вальцованные трубы из тонкого листа с щелевой типа «мост» и круглой перфорациями, выполненными штампованием. В целях экономии металла используют тонкостенные безрезьбовые металлические трубы с антикоррозийным покрытием. Трубы длиной 2 м и диаметром 250, 300 и 350 мм перфорируют штампованием и покрывают защитным слоем из алюминия. Перед «металлизацией труб, алюминием» поверхность их очищают чугунной крошкой. Минимальная толщина покрытия 200 нм. Применяют электро — и газометалли — зацию. Алюминиевое покрытие пористое, что обусловлено структурой набрызганного в виде мелких шариков материала. Сверху поверхность трубы покрывают лаком. Срок службы алюминиевого покрытия в зависимости от агрессивности воды составляет 6—40 лет. Фильтровые трубы соединяют путем пропуска круглого стального пера в паз втулок.
В Канаде наибольшее распространение получили каркаснопроволочные фильтры с применением профильной проволоки, сваренной точечной электросваркой или запрессованной в прорези прутков. Водоприемная щель при этом имеет конусность внутрь фильтра в 30°. Выпускают фильтры с шириной щели 0,15—5,08 мм, наружными диаметрами 44,4—1050 мм. Глубины установки фильтров иногда достигают более 1200 м.
Используют также проволочные фильтры с каркасами из перфорированных труб, щелевые штампованные, сетчатые и жалюзные (с горизонтальными щелями, имеющими козырек). Для удлинения сроков службы фильтров применяют двойное цинкование каркасов, изготовленных из низкоуглеродистой стали, или изготовляют фильтры из нержавеющей стали. Каркасно-проволочные фильтры выпускают из стеклопластика, а щелевые — из пластмассы.
Размер щелей фильтра выбирают таким, чтобы в однородных песках находилось 40—50% частиц диаметром, большим, чем высота щелей, в однородных — 30—50% (больший предел принимается для агрессивных вод).