Устройство для уменьшения пескования скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 51 4 Е 03 В ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 947396, кл. Е 21 В 43/ОО, 1983,Авторское свидетельство СССР Р 1177459. кл. Е 03 В 3/11, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЖНЬШЕНИЯ ПЕСКОВАНИЯ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к областиводоснабжения, дренажа и мелиорациии может быть использовано при подъеме подземных вод из пескующих скважин. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение потерьнапора, а также повышение регулирующей и пропускной способности, Корпусустройства 1 монтируется на напорномлатрубке насоса вместе с колоннойводоподъемных труб, При пуске насосавода через дросселируюций канал 5внутри запорного элемента 4, прижа1470880 того к седлу 3, поступает в верхнююрабочую полость 9 клапана 2, затемв нижнюю камеру 14 управляющего клапана 12 и через отверстия 18 - в водоподъемную колонну с малым расходом.После заполнения водоподъемной колонны водой мембрана 15 прогибаетсявверх и затвор 16 закрывается. Послеэтого в полости 9 клапана 2 давлениевозрастает, поршень 8, сжимая пружину 7, упирающуюся в перегородку 6,отжимает вниз запорныи элемент 4, ивода начинает с возрастающим расходомчерез прорези и отверстие 11 постуИзобретение относится к водоснабжению, дренажу и мелиорации и может быть использовано при подъеме подземных вод из пескующих скважин.Цель изобретения - повьппение надежности и уменьшение потерь напора, а также повьппение регулирующей и пропускной способности.На фиг, 1 изображено устройство для уменьшения пескования, продольный разрез; на фиг. 2 - запорный элемент.Устройство для уменьшения пескования скважины состоит из корпуса 1, установленного на колонне водоподъемных труб, внутри которого расположен клапан 2 в виде цилиндра с седлом 3, в котором размещен запорный элемент 4 с дросселирующим каналом 5 внутри, перегородка с отверстием 6 и пружина 20 7, подпружинивающая поршень 8 запорного элемента 4 относительно перегородки 6, Поршень 8 разделяет цилиндр корпуса 1 на верхнюю 9 и нижнюю 10 рабочие полости, а ниже перегородки 6 в корпусе 1 выполнено отверстие 11. На корпусе 1 установлен управляющий клапан 12, состоящий из верхней 13 и нижней 14 камер, разделенных мембраной 15, соединенной с затвором 16 и подпружиненной пружиной 17. Нижняя камера 16 управляющего клапана отверстием 18 сообщена с колонной водо- подъемных труб, а с помощью сброс- ного канала 19 - с нижней полостью 35 10 клапана 2 через отверстие 20 и пать в водоподъемную колонну, Приостановке насоса пружина 7 возвращает запорный элемент 4 в исходное положение, под действием пружины 17 вверхней камере 13 управляющего клапана 12 затвор 16 открывается; идальнейший сброс воды происходит через управляющий клапан 12 и дросселирующий канал 5. Нижняя камера 14 управляющего клапана 12 с помощью сбросного канала 19 сообщена с нижней полостью 10 клапана 2 через отверстие20 и с затрубным пространством. 1 з.п.ф-лы, 2 ил,с затрубным пространством. Запорныйэлемент 4 клапана 2 выполнен в видесъемного стакана с наклонными прорезями 21 на боковой поверхности, площадь которых увеличивается снизувверх, .а угол наклона равен среднемууглу подхода потока при номинальномрасходе скважины,Устройство работает следующим образом.Устройство монтируется на напорном патрубке насоса вместе с колонной водоподъемных труб и опускаетсяна 1,5-2 м ниже динамического уровня воды. Запорный элемент 4 в исходном состоянии с помощью пружины 7прижат к седлу 3, а затвор 16 управляющего клапана 12 под действиемпружины 17 открыт. При пуске насосавода с малым расходом через дросселирующий канал 5 поступает в верхнююполость 9 клапана 2, а затем в нижнюю камеру 14 управляющего клапана 12и через отверстие 18 в водоприемнуюколонну. При этом ликвидируется пиковая нагрузка по расходу для пусканасоса. После заполнения водоприемной колонны водой под действием перепада давлений мембрана 15 прогибается вверх и затвор 16 закрывается,В результате в верхней полости 9 клапана 2 давление возрастает, поршень8 под действием давления отжимаетвниз запорный элемент 4, при движении которого вода начинает с возрастающим расходом поступать через про 147088030 Устройство позволяет локализовать пульсации давления, возникающие при запуске насоса в границах напорного патрубка, не вызывая колебательного процесса, приводящего к возникновению знакопеременных нагрузок на прифильтровую зону, При закрытом запорном 4 элементе клапана 2 ликвидируется резкое нарастание расхода с производительностью выше номинальной, характерное для момента разгона насоса и приводящее к интенсивному вынарези 21 в его боковой поверхности иотверстие 11 в водоподъемную колонну. При движении запорного элемента 4 вниз вход и выход потока происходит под одним углом, чем достигается снижение потерь напора за счет меньшей турбулизации потока. При достижении крайнего нижнего положения запорного элемента устройство начинает пропус кать расход, требуемый по условиямэксплуатации. При этом исключается попадание песчаных частиц в управляющий клапан 12, его засорение и отказы. 5При остановке насоса давление в верхней полости 9 падает, и по мере падения уровня воды в водоподъемной колонне пружина 7 возвращает запорный элемент 4 в исходное положение. 20 В то же время затвор 16 под действием пружины 17 открывается и дальнейший сброс воды из колонны происходит через управляющий клапан 12 и дросселирующий канал 5 запорного элемента 4.В зависимости от вида водонасыщенного грунта, наличия и состояния обсыпки фильтра скважины запорный элемент 4 выполняется с различной площадью и числом прорезей 21. Для мелкозернистых песков число прорезей в нижней части запорного элемента будет меньше, также как и угол наклона с целью максимальной возмож- . З 5 ности снижения начального расхода. Суммарная площадь прорезей 21 при полностью выдвинутом запорном элементе 4 определяет величину подаваемого расхода и при необходимости ее 40 уменьшения (для приведения в соответствие дебита скважины и подачи насоса) запорный элемент ввинчивается вверх по резьбе канала 5. Тем самым регулируются степень сжатия пружины 45 7 и величина хода поршня 8. су песка, Тем самым устраняется однаиз главных причин пескования.Выполнение запорного элемента 4в виде съемного стакана позволяет повысить регулирующую способность, обеспечив постепенное увеличение расходаи возможность подбора замены для скважин с различным составом водоносныхпород. Уменьшение интенсивности пескования конкретной скважины произвоЭдится подбором величины хода поршня.Выполнение пропускных отверстий21 запорного элемента 4 в виде наклонных прорезей, площадь которых переменна по его высоте, позволяетпри неизменной боковой поверхностиполучить большую поверхность окон случшими гидравлическими характеристиками, повысить регулирующую и пропускную способность, уменьшить потери напора за счет сквозного проходапотока без существенного измененияугла подхода.Применение устройства позволяетобходиться беэ обратного клапана,иметь свободную от воды водоподъемнуюколонну, что облегчает ее демонтаж,особенно в зимний период и улучшаетсанитарное состояние скважины, а также окружающей территории,Формула изобретения1, Устройство для уменьшения пескования скважины, установленное на колонне водоподъемных труб, включающее корпус, клапан в виде цилиндра с седлом, в котором размещен подпружиненный запорный элемент с дросселирующим каналом, выполненным внутри него, и управляющий клапан. установленный на цилиндре и состоящий из верхней и нижней камер, разделенных подпружиненной мембраной, соединенной с затвором, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения потерь напора, цилиндр клапана снабжен поперечной перегородкой с центральным отверстием, а эапорный элемент - поршнем, разделяющим цилиндр на верхнюю и нижнююрабочие полости, причем поршень подпружинен относительно перегородки, в отверстии которой расположен запорный элемент, при этом верхняя рабочая полость цилиндра через затвор и нижнюю камеру. управляющего клапана сообщена с колонной водоподъемных труб,Составитель Г,ЕршовТехредЛ.Сердюкова Корректор А.Обручар Редактор Н.Лазаренко Заказ 1561/35 Тираж 633 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 140880 Ь а нижняя полость сообщена с верхней выполнен в виде съемного стакана с камерой управляющего клапана и эа- наклонными прорезями на боковой по-, трубным пространством. верхности, причем площадь прорезей2. Устройство по п. 1, о т л и - о увеличивается снизу вверх, а угол ч а ю щ е е с я тем, что, с целью наклона равен среднему углу подхода повышения регулирующей и пропускной потока при номинальном расходе скваспособности, запорный элемент клапана жины.1