Статьи

Номер: № 3 (2019)

Новые конструкции фильтров скважин на воду

Материалы многочисленных исследований и опытных работ позволяют сделать следующие выводы:

1.      Проницаемость каркасов фильтров, срок эксплуатации скважин на воду пропорциональны их скважности.

2.      Все типы фильтров скважин на воду подвержены кольматажу (механическому и химическому). Максимальные значения коэффициента «старения» имеют скважины с фильтрами меньшей скважности при большей величине водоотбора.

3.      Минимальные гидравлические сопротивления имеют каркасы фильтров с горизонтально расположенными щелями большой скважности.

4.      Приток воды в скважину по длине фильтров носит неравномерный характер. Входные скорости воды в каркас фильтра обратно пропорциональны диаметру каркаса.

5.      Максимальные значения входных скоростей в фильтр наблюдаются у всасов водоотборных средств. Эти участки в наибольшей степени подвержены кольматажу в процессе эксплуатации.

6.      Интенсивность кольматажа фильтров по их длине носит неравномерный характер в процессе эксплуатации.

7.      Использование метода расходометрии для определения фильтрационных свойств грунтов водосодержащих толщ по расходограммам некорректно.

 

Разработки по улучшению гидравлических характеристик привели к изобретению каркасов фильтров повышенной скважности, не имеющих аналогов в мировом фильтростроении. Техническим результатом в патентах на изобретения являлось значительное увеличение скважности, водопроницаемости каркасов фильтров путем устройства на их наружной поверхности дополнительных горизонтальных наклонных полусферических углублений, параллельных основным горизонтальным щелям, имеющих такую же ширину и соединенных с основными водопропускными щелями для пропуска фильтрующихся вод внутрь фильтра. При наружной ширине профилированной проволоки более 3 мм и пластмассовых колец, пластин более 5 мм устраивают два и более дополнительных горизонтальных полусферических углублений с целиками, равными 0,5 мм для металлических каркасов и 1 мм — для пластмассовых. Ширина целиков между вертикальными дополнительными полусферическими углублениями составляет 1 мм для металлических и 3 мм для пластмассовых конструкций. Устройство полусферических горизонтальных и наклонных углублений в металлических конструкциях выполняется механическим путем (протяжка через форму с последующим поперечным вальцеванием), а в пластмассовых конструкциях— применением специальных пресс-форм. При этом площади поперечных сечений элементов конструкции не уменьшаются, сохраняя его прочностные характеристики. Согласно расчетам, данные конструкции водоприемной поверхности имеют скважность 75–92%, а проницаемость в 1,5–3 раза выше прототипов. Каркасы фильтров изготавливаются тех же типоразмеров, что и известные устройства. Данные конструкции фильтров с водоприемной поверхностью из неметаллических материалов (полипропилен, полиэтилен) освоены на заводе АО «Содружество-92» (г. Краснодар). Более 500 дренажных скважин большого диаметра оборудованы данными конструкциями с гравийной обсыпкой, обеспечивая водопонижение на подтапливаемых участках Краснодарского водохранилища.

Автор