RU2776429C1 - Device for purification of water wells - Google Patents
Device for purification of water wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776429C1 RU2776429C1 RU2021139160A RU2021139160A RU2776429C1 RU 2776429 C1 RU2776429 C1 RU 2776429C1 RU 2021139160 A RU2021139160 A RU 2021139160A RU 2021139160 A RU2021139160 A RU 2021139160A RU 2776429 C1 RU2776429 C1 RU 2776429C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hollow rod
- well
- pulp
- accumulators
- rod
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 31
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 35
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 41
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 5
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000007983 food acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам, применяемым при очистки скважин, в частности для очистки и восстановления скважин питьевой воды.The invention relates to devices used in well cleaning, in particular for cleaning and restoring drinking water wells.
В настоящее время для восстановления и очистки скважин применяется множество устройств, применение которых основано на разрыхлении или размывании твердого грунта или загрязнений, забивших скважину и последующего удаления этого грунта, а также загрязнений. Так, например, известен способ очистки скважин с помощью устройства, представляющего собой стальную трубу с механическим клапаном с одной стороны. Клапаны могут быть различной конструкции, например, шариковый или лепестковый, возможны и другие конструкции (Желонка: разновидности продукта для чистки скважины / [Электронный ресурс] - URL: https://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/skvazhina/zhelonka/ (дата обращения 26.10.2021)). Для очистки скважины с помощью такого устройства, его сбрасывают на дно скважины с некоторой высоты. При этом в нижнюю часть устройства попадает засоряющий грунт, выпадение которого задерживается клапаном. За несколько сбрасываний нижняя часть трубы заполняется грунтом, ее вытаскивают, грунт извлекают, затем очистку продолжают. Недостатком такого устройства является большая трудоемкость очистки. Известно также использование устройства для очистки скважин с помощью использования двух насосов: с помощью одного насоса в скважину подают воду и размывают грунт/ил на дне скважины, с помощью другого откачивают пульпу (Как почистить скважину своими руками/ [Электронный ресурс] - URL: https://m-stone.ru/inzhenernye-sistemy/vodosnabzhenie/chistka-skvazhiny-svoimi-rukami-kak-prochistit-skvazhinu-na / (дата обращения 26.10.2021)). Недостатком этого устройства является низкая производительность способа с указанным устройством и ограничение по очистке с крупнозерновых фракций грунта.Currently, many devices are used to restore and clean wells, the use of which is based on loosening or erosion of solid soil or contaminants that have clogged the well and the subsequent removal of this soil, as well as contaminants. So, for example, there is a known method of cleaning wells using a device that is a steel pipe with a mechanical valve on one side. Valves can be of various designs, for example, ball or petal, other designs are possible (Balker: types of product for cleaning a well / [Electronic resource] - URL: https://stroy-podskazka.ru/vodosnabzhenie/skvazhina/zhelonka/ (date appeals 26.10.2021)). To clean the well with such a device, it is dropped to the bottom of the well from a certain height. In this case, clogging soil enters the lower part of the device, the fallout of which is delayed by a valve. For several drops, the lower part of the pipe is filled with soil, it is pulled out, the soil is removed, then cleaning is continued. The disadvantage of this device is the high complexity of cleaning. It is also known to use a device for cleaning wells using two pumps: with the help of one pump, water is supplied to the well and the soil / silt at the bottom of the well is washed out, with the help of the other, the pulp is pumped out (How to clean the well with your own hands / [Electronic resource] - URL: https ://m-stone.ru/inzhenernye-sistemy/vodosnabzhenie/chistka-skvazhiny-svoimi-rukami-kak-prochistit-skvazhinu-na / (accessed 10/26/2021)). The disadvantage of this device is the low productivity of the method with the specified device and the limitation of cleaning from coarse soil fractions.
Наиболее близким (прототипом) по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является устройство, которое часто называют эрлифтом или аэрлифтом. В общем виде устройство представляет собой две линии, выполненные в трубах, по одной линии нагнетают в скважину под давлением жидкость (воду) или газ (воздух), с помощью которых размывают твердые загрязнения, отложения, а по другой линии - трубе откачивают пульпу. При этом линия нагнетания или напорная линия заканчивается полым стержнем, через который идет размывание твердых донных отложений (Эрлифт для скважины/ [Электронный ресурс] - URL: https://чистая-скважина.рф/chistka-skvazhinyi-metodom-erlifta / (дата обращения 26.10.2021)). Недостатком этого устройства являются ограничения по удалению крупнозернистых фракций загрязнений.The closest (prototype) in terms of essential features to the claimed invention is a device that is often called an airlift or an airlift. In general, the device consists of two lines made in pipes, along one line a liquid (water) or gas (air) is injected into the well under pressure, with the help of which solid contaminants and deposits are washed away, and the pulp is pumped out along the other line - the pipe. In this case, the injection line or pressure line ends with a hollow rod, through which solid bottom sediments are washed out (Airlift for a well / [Electronic resource] - URL: https://clean-well.rf/chistka-skvazhinyi-methodom-erlifta / (date appeals 26.10.2021)). The disadvantage of this device are the restrictions on the removal of coarse-grained fractions of contaminants.
Решаемой задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала технических средств устройств для очистки скважин. При этом назначением заявляемого изобретения является осуществление устройства для очистки скважин.The problem to be solved by the claimed invention is the expansion of the arsenal of technical means of devices for cleaning wells. In this case, the purpose of the claimed invention is the implementation of a device for cleaning wells.
Достижение указанного технического результата в заявляемом изобретении достигается за счет осуществления устройства для очистки скважин на воду, включающего полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением и линию отведения пульпы, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции пульпы, линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями, при этом вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается.The achievement of the specified technical result in the claimed invention is achieved through the implementation of a device for cleaning wells for water, including a hollow rod connected to the pressure line of the fluid, designed for its directed expiration under pressure and the line of removal of the pulp, characterized in that on the outer side of the hollow rod along its length, at least two tiers, removable storage tanks of the solid fraction of the pulp are placed, the pulp removal line is implemented between the well wall and the storage tanks, while up the pulp removal line, the distance between the well wall and the storage tanks increases.
Заявляемое изобретение имеет следующие, общие с ближайшим аналогом существенные признаки: полый стержень, подсоединяемый к напорной линии текучей среды, предназначенный для ее направленного истечения под давлением и линию отведения пульпы.The claimed invention has the following essential features in common with the closest analogue: a hollow rod connected to the pressure line of the fluid, designed for its directed expiration under pressure, and a pulp discharge line.
Отличают заявляемое изобретение от прототипа следующие существенные признаки:The claimed invention is distinguished from the prototype by the following essential features:
- на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса размещены съемные накопители твердой фракции отводимой из скважины пульпы,- on the outer side of the hollow rod along its length, at least two tiers, there are removable accumulators of the solid fraction of the pulp removed from the well,
- линия отведения пульпы реализована между стенкой скважины и накопителями,- the slurry discharge line is implemented between the well wall and storage tanks,
- вверх по линии отведения пульпы расстояние между стенкой скважины и накопителями увеличивается.- up the line of removal of the pulp, the distance between the wall of the well and the drives increases.
Приведенные существенные признаки являются отличительными от прототипа, т.к. каждый из них не содержится в совокупности существенных признаков прототипа, т.е. не присутствуют в перечне признаков, осуществляемых в прототипе, и не являются их характеристикой.These essential features are distinctive from the prototype, because each of them is not contained in the totality of the essential features of the prototype, i.e. are not present in the list of features implemented in the prototype, and are not their characteristic.
Для однозначного и более полного понимания описания устройства для очистки скважин на воду (устройства очистки) далее приведены пояснения и уточнения, использованных выше понятий и терминов, а также раскрытие признаков изобретения с указанием причинно-следственных связей их осуществления.For an unambiguous and more complete understanding of the description of the device for cleaning water wells (cleaning devices), the following are explanations and clarifications of the concepts and terms used above, as well as disclosure of the features of the invention, indicating the cause-and-effect relationships of their implementation.
Заявляемое устройство представляет собой совокупность конструкционных элементов, объединенных единым творческим замыслом и выполненных как единое техническое решение, предназначенное для очистки скважин, прежде всего скважин на воду, от ила, песка, камней и других загрязнений размером до 50 мм, а в некоторых случаях и больше, за счет организации в скважине восходящего турбулентного потока, подхватывающего загрязнения на нижнем уровне скважины и направляющего их вверх. Поток может быть организован текучей средой, прежде всего средой на основе воды и ее смесей, а также на основе газообразной смеси, в основном воздуха. (К текучим средам относятся газ и жидкость - Научно-технический энциклопедический словарь / [Электронный ресурс] - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4704/ТЕКУЧАЯ / (дата обращения 26.10.2021)).The claimed device is a set of structural elements united by a single creative concept and made as a single technical solution designed to clean wells, primarily water wells, from silt, sand, stones and other contaminants up to 50 mm in size, and in some cases even more , due to the organization of an ascending turbulent flow in the well, picking up pollution at the lower level of the well and directing them upward. The flow can be organized by a fluid medium, in particular a medium based on water and its mixtures, but also based on a gaseous mixture, mainly air. (Fluid media include gas and liquid - Scientific and Technical Encyclopedic Dictionary / [Electronic resource] - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/4704/FLUID / (accessed 26.10.2021)) .
Основой замысла заявляемого технического решения является конструктивная организация напорной линии, а линия отведения загрязнения при этом реализуют между стенкой скважины и устройством очистки за счет выполнения контролируемого зазора между стенкой скважины и накопителями. При этом одновременно происходит отделение из пульпы и фракционирование крупных твердых частиц на накопителях, а также вывод мелкой фракции загрязнений с жидкой частью пульпы.The basis of the concept of the proposed technical solution is the constructive organization of the pressure line, and the pollution discharge line is implemented between the well wall and the cleaning device by providing a controlled gap between the well wall and the storage tanks. At the same time, the separation from the pulp and the fractionation of large solid particles in the accumulators, as well as the removal of the fine fraction of contaminants from the liquid part of the pulp.
Напорная линия организована путем подачи текучей среды под давлением по трубопроводу или шлангу от насоса или компрессора к загрязнениям скважины через полый стержень. Полый стержень (стержень) является основным элементом устройства очистки и в рабочем положении размещен на ее конце напорной линии. Концы стержня следует различать функционально: один конец предназначен для подсоединения напорной линии текучей среды (сторона/конец подсоединения), а другой конструктивно оформлен для истечения текучей среды под давлением (рабочий конец). Сторона подсоединения может быть свободной от конструктивных изменений, а может быть выполнена с фланцами, резьбой и другими элементами подсоединения к напорной линии. Конструктивное оформление рабочего конца стержня предполагает возможность реализации функций размывания и разрыхления загрязнений скважины. Для этого на конце стержня выполняют различные конструктивные решения и приспособления. Возможно также выполнение рабочего конца без конструктивных изменений в виде простого цилиндрического окончания, что позволяет подсоединять к нему различные дополнительные устройства: клапаны, фрезы, разрыхлители и другое. Полый стержень, как правило изготавливают из труб, преимущественно из труб круглого сечения. Он может быть как цельным - из одной трубы, так и составным. В последнем случае части соединяют с помощью резьбовых соединений, различных посадок, механических соединений и, наконец, сварки.The pressure line is organized by supplying pressurized fluid through a pipeline or hose from a pump or compressor to the well impurities through a hollow rod. The hollow rod (rod) is the main element of the cleaning device and in the working position is placed at its end of the pressure line. The ends of the rod should be distinguished functionally: one end is designed to connect the pressure line of the fluid medium (side/end of connection), and the other is structurally designed for the outflow of fluid under pressure (working end). The connection side can be free from structural changes, and can be made with flanges, threads and other elements for connecting to the pressure line. The design of the working end of the rod suggests the possibility of implementing the functions of erosion and loosening of well contamination. To do this, various design solutions and devices are performed at the end of the rod. It is also possible to perform the working end without structural changes in the form of a simple cylindrical end, which allows you to connect various additional devices to it: valves, cutters, baking powder, and more. The hollow rod is usually made from tubes, preferably round tubes. It can be either integral - from one pipe, or composite. In the latter case, the parts are connected using threaded connections, various fits, mechanical connections and, finally, welding.
Выход текучей среды из полого стержня направлен в сторону загрязнений скважины, а именно вниз и/или по бокам скважины. Поток текучей среды направленный под давлением на загрязнения размывает их и образует в скважине пульпу. За счет давления текучей среды пульпа движется вверх скважины. На внешней стороне полого стержня выполнены накопители для загрязнений - твердой фракции пульпы.The outlet of the fluid medium from the hollow rod is directed towards the contamination of the well, namely down and/or along the sides of the well. The fluid flow directed under pressure at the contamination washes them away and forms a slurry in the well. Fluid pressure moves the slurry up the well. On the outer side of the hollow rod there are accumulators for contaminants - the solid fraction of the pulp.
Таким образом движение пульпы вверх происходит между накопителями и стенкой скважины, а именно в пространстве между полым стержнем с накопителями и внутренней поверхностью скважины. При этом максимальная скорость пульпы или частиц пульпы осуществляется именно в зазоре между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя. Выше накопителя скорость пульпы резко снижается и подъемная сила, действующая на частицы, падает. Такая характеристика процесса позволяет организовать разделение и отвал частиц на накопители по размерам - на более низкие ярусы выпадают более крупные частицы. Таким образом происходит фракционирование частиц загрязнений по размерам. За внутреннюю поверхность скважины следует принимать внутреннюю поверхность обсадной трубы. В пространстве между стенками обсадной трубы и внешней поверхностью накопителей движется вверх пульпа, а расстояние между ними (зазор) обуславливает направленную вверх силу давления на частицы пульпы. Результирующая силы тяжести и давления вверх для частиц увеличивается пропорционально соотношению D2/D3, где D - средний диаметр частицы, поэтому более тяжелые и крупные частицы оседают на накопителях, расположенных внизу стержня, а самые мелкие и легкие удаляют из скважины с потоком воды.Thus, the upward movement of the pulp occurs between the accumulators and the borehole wall, namely in the space between the hollow rod with the accumulators and the inner surface of the well. In this case, the maximum speed of the pulp or pulp particles occurs precisely in the gap between the well wall and the outer surface of the accumulator. Above the accumulator, the speed of the pulp decreases sharply and the lifting force acting on the particles decreases. This characteristic of the process makes it possible to organize the separation and dumping of particles into accumulators according to size - larger particles fall into lower tiers. In this way, the particles of pollution are fractionated by size. The inner surface of the casing should be taken as the inner surface of the well. In the space between the walls of the casing pipe and the outer surface of the accumulators, the slurry moves upward, and the distance between them (the gap) determines the upward pressure force on the slurry particles. The resulting gravity and upward pressure for the particles increases in proportion to the ratio D 2 /D 3 , where D is the average particle diameter, so the heavier and larger particles settle on the accumulators located at the bottom of the rod, and the smallest and lightest are removed from the well with the water flow.
Фракционирование частиц можно усилить с помощью организации заданной скорости пульпы в зазоре между стенкой скважины и внешней поверхностью накопителей. При этом целесообразно изменять, а именно увеличивать, зазор вверх по ярусам. В этом случае скорость в зазорах по мере повышения положения ярусов будет снижаться, что способствует выпадению (отвалу) более крупных частиц на нижних ярусах, средних частиц на более высоких ярусах и удалению мелких частиц вместе с пульпой изливом или откачиванием. Увеличивать зазор можно монотонно от яруса к ярусу, а можно и ступенчато по группам ярусов. Последнее имеет смысл при большом количестве ярусов на полом стержне. Естественно, что на характеристики процесса кроме зазора влияют также мощность и производительность насосов.Fractionation of particles can be enhanced by organizing a given pulp velocity in the gap between the borehole wall and the outer surface of the accumulators. In this case, it is advisable to change, namely increase, the gap up the tiers. In this case, the speed in the gaps will decrease as the position of the tiers increases, which contributes to the precipitation (dumping) of larger particles on the lower tiers, medium particles on higher tiers, and the removal of small particles along with the pulp by pouring or pumping. You can increase the gap monotonously from tier to tier, or you can step by step in groups of tiers. The latter makes sense with a large number of tiers on a hollow rod. Naturally, in addition to the gap, the characteristics of the process are also affected by the power and performance of the pumps.
Накопители твердой фракции пульпы или твердые частицы загрязнений представляют собой емкости для накопления указанных твердых частиц (накопители). Форма этих накопителей может быть разная: чашки, корзины, лодочки, желоба и другие объемные формы, а также лепестковые ярусы. Последние выполняют из лепестков, которые представляют собой отбортованные пластины формой аналогичной сектору круга и расположенные рядом друг с другом. Предпочтительным в конструкции накопителей является выполнение в их днище и боковинах перфораций различной формы, а также выполнение днища в конусообразной форме. Перфорации в днище накопителей можно заменить выполнением зазоров между полым стержнем и накопителями. При выполнении перфораций в днище учитывают их влияние на изменение динамики потока в зазорах. Указанные выше емкости можно также изготавливать из проволоки, сетки, винтовых пружин. В этих случаях расчетная динамика потока пульпы в зазорах восстанавливается по мере закрытия днищ накопителей. Накопители закрепляют на внешней стороне полого стержня на разном расстоянии по высоте от конца полого стержня, преимущественно ярусами. При этом в ярусе может быть выполнен как один, так и несколько накопителей. Накопители могут быть выполнены огибающими полый стержень по окружности, а также ассиметрично относительно полого стержня, т.е. с одной стороны. Ярус может содержать как один, так и несколько накопителей. Минимальное количество ярусов составляет два, меньшее количество не обеспечивает производительности и необходимой для отведения частиц гидродинамики. Максимальное количество ярусов размещения накопителей определяется шириной скважины, мощностью насоса, планируемой производительностью по объему отводимых пульпы и твердых частиц, размером твердых частиц пульпы и составляет 2-6 ярусов на 1 метр длины полого стержня. Закрепление накопителей на стержне съемное. Для такого закрепления на внешней поверхности полого стержня выполнены специальные посадочные места, а накопители содержат соответствующие крепежные элементы. В качестве посадочных мест могут быть выполнены, например, скобы, а в качестве крепежных элементов - крюки, штифты, шпильки. В случае сварного соединения посадочным местом является выбранное место на стержне или специальное утолщение, а крепежным элементом является край отверстия или также утолщение. После заполнения накопителей твердыми частицами, песком, илом полый стержень с накопителями извлекают из скважины, накопители очищают, затем полый стержень с очищенными накопителями опять помещают в скважину и продолжают процесс очистки.Accumulators of the solid fraction of the pulp or solid particles of contaminants are containers for the accumulation of these solid particles (accumulators). The shape of these drives can be different: cups, baskets, boats, gutters and other three-dimensional forms, as well as petal tiers. The latter are made of petals, which are flanged plates with a shape similar to a circle sector and located next to each other. It is preferable in the design of storage tanks to perform perforations of various shapes in their bottom and sidewalls, as well as to make the bottom in a conical shape. The perforations in the bottom of the bins can be replaced by making gaps between the hollow rod and the bins. When performing perforations in the bottom, their influence on the change in the flow dynamics in the gaps is taken into account. The above containers can also be made from wire, mesh, helical springs. In these cases, the calculated dynamics of the pulp flow in the gaps is restored as the bottoms of the storage tanks are closed. Accumulators are fixed on the outer side of the hollow rod at different distances in height from the end of the hollow rod, mainly in tiers. At the same time, both one and several drives can be made in a tier. The accumulators can be made to envelop the hollow rod around the circumference, and also asymmetrically with respect to the hollow rod, i.e. one side. A tier can contain either one or several drives. The minimum number of tiers is two, a smaller number does not provide the performance and hydrodynamics necessary for the removal of particles. The maximum number of storage tiers is determined by the width of the well, the pump power, the planned capacity in terms of the volume of pulp and solid particles removed, the size of the solid particles of the pulp and is 2-6 tiers per 1 meter of the length of the hollow rod. The fastening of drives on the rod is removable. For such fastening, special seats are made on the outer surface of the hollow rod, and the drives contain the corresponding fasteners. As seats can be made, for example, brackets, and as fasteners - hooks, pins, studs. In the case of a welded joint, the seat is a selected place on the rod or a special thickening, and the fastening element is the edge of the hole or also the thickening. After the accumulators are filled with solid particles, sand, silt, the hollow rod with the accumulators is removed from the well, the accumulators are cleaned, then the hollow rod with the cleaned accumulators is again placed in the well and the cleaning process is continued.
Полый стержень представляет собой протяженный полый стержень круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Один конец этого стержня присоединен к трубопроводу или шлангу напорной линии, а второй является рабочим и через него вытекает текучая среда, струи которой направляют на загрязнения скважины с целью их размывки. Возможно также изготовление рабочего конца стержня скошенным, с зубцами, в виде фрезы, утяжеленным для механического разрыхления донного грунта и загрязнений, а также разрушения каменных вывалов в открытой части ствола скважины. Все эти конструктивные элементы предназначены для разрыхления донного грунта, донных загрязнений, вывалов, попадания грунта и других предметов. Также боковые стенки полого стержня в его окончании могут содержать перфорации для размывания загрязнений боковыми струями. Аналогично участки с перфорациями могут быть выполнены на ограниченной площади концевой части полого стержня на различной его высоте. В данном случае боковыми струями будут смывать боковые загрязнения скважины. Отверстия перфораций, как правило, выполняют круглой формы диаметром 5-10 мм. Для усиления давления боковых струй конец полого стержня может быть заглушен, содержать клапан или запорную арматуру. Длина полого стержня не лимитируется и зависит от конкретных задач: заданного веса стержня, заданной прочности и твердости с учетом веса накопителей, а также необходимости разрыхления грунта. На практике длина стержня преимущественно колеблется от 0,7 до 3 м.A hollow rod is an extended hollow rod of round, square or rectangular cross section. One end of this rod is connected to a pipeline or a pressure line hose, and the other end is a working one and a fluid flows through it, the jets of which are directed to the well pollution in order to wash them out. It is also possible to manufacture the working end of the rod bevelled, with teeth, in the form of a cutter, weighted for mechanical loosening of the bottom soil and impurities, as well as the destruction of stone falls in the open part of the wellbore. All these structural elements are designed to loosen the bottom soil, bottom pollution, fallouts, soil and other objects. Also, the side walls of the hollow rod at its end may contain perforations for washing out contaminants with side jets. Similarly, areas with perforations can be made on a limited area of the end part of the hollow rod at different heights. In this case, lateral jets will wash away lateral contamination of the well. The perforation holes, as a rule, are round in shape with a diameter of 5-10 mm. To increase the pressure of the side jets, the end of the hollow rod can be plugged, contain a valve or stop valves. The length of a hollow rod is not limited and depends on specific tasks: the given weight of the rod, the given strength and hardness, taking into account the weight of the drives, as well as the need to loosen the soil. In practice, the length of the rod mainly ranges from 0.7 to 3 m.
Полый стержень, накопители, посадочные места и крепежные элементы преимущественно изготовлены из сталей различных марок, в том числе из нержавеющих марок сталей. Тем не менее указанные конструктивные элементы могут быть изготовлены из других металлических сплавов, например, алюминиевых сплавов, латуни, бронзы, а также полимерных и композиционных материалов. Полый стержень может также представлять собой специальную конструкцию, сочетающую свойства гибкого и твердого изделия, например, аналогичного свойствам гибкого кронштейна или упрочненного брезентового шланга.The hollow rod, accumulators, seats and fasteners are mainly made of steels of various grades, including stainless steel grades. However, these structural elements can be made of other metal alloys, such as aluminum alloys, brass, bronze, as well as polymer and composite materials. The hollow rod can also be a special design that combines the properties of a flexible and rigid product, for example, similar to the properties of a flexible bracket or a reinforced canvas hose.
Заявляемое изобретение является техническим решением, т.к. представляет собой решение задачи достижения заявленного технического результата путем создания устройства, состоящего из конструктивных элементов - полого стержня, накопителей, а также посадочных мест и крепежных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом вся совокупность существенных признаков данного изобретения - системы конструктивных элементов объединена единым творческим замыслом, а именно реализацией устройства очистки скважин на воду за счет совмещения напорной линии, устройств накопления загрязнения, а также линии отведения пульпы в одном устройстве. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и единой функциональной взаимосвязи, а их совместное использование приводит к созданию нового устройства, позволяющего достичь технического результата путем реализации заявленного назначения.The claimed invention is a technical solution, because is a solution to the problem of achieving the claimed technical result by creating a device consisting of structural elements - a hollow rod, drives, as well as seats and fasteners, technologically and structurally interconnected. At the same time, the entire set of essential features of this invention - a system of structural elements - is united by a single creative concept, namely, the implementation of a device for cleaning wells for water by combining a pressure line, pollution accumulation devices, and a pulp discharge line in one device. Parts (elements) of the device are in a constructive unity and a single functional relationship, and their joint use leads to the creation of a new device that allows to achieve a technical result by implementing the stated purpose.
В ходе изучения уровня техники устройств для очистки скважин на воду не выявлены технические решения, существенные признаки которых по отдельности или в какой-либо совокупности совпадают с отличительными существенными признаками заявляемого изобретения и позволяют достичь заявляемого технического результата. Таким образом, подтверждено отсутствие известности влияния отличительных существенных признаков заявляемого изобретения на заявленный технический результат.In the course of studying the state of the art devices for cleaning wells for water, no technical solutions have been identified, the essential features of which, individually or in any combination, coincide with the distinctive essential features of the claimed invention and allow the claimed technical result to be achieved. Thus, the lack of knowledge of the influence of the distinctive essential features of the claimed invention on the claimed technical result is confirmed.
Следует также обратить внимание, что использование всей заявленной совокупности существенных признаков, в том числе совокупности отличительных признаков, для получения заявленного технического результата не следует явным образом для специалистов из уровня техники, т.к. не является объединением, изменением или совместным использованием сведений, содержащихся в уровне техники, и/или общих знаний специалиста.It should also be noted that the use of the entire claimed set of essential features, including the set of distinctive features, to obtain the claimed technical result does not follow explicitly for specialists from the prior art, because is not a combination, modification or sharing of the information contained in the prior art, and / or the general knowledge of a specialist.
Действительно, использование всей совокупности существенных признаков заявляемого изобретения для целей реализации назначения не следует для специалистов явным образом из уровня техники за счет использования следующих технических решений:Indeed, the use of the entire set of essential features of the claimed invention for the purpose of realizing the purpose does not follow for specialists explicitly from the prior art through the use of the following technical solutions:
- размещение на внешней стороне полого стержня по его длине минимум в два яруса съемных накопителей твердой фракции отводимой из скважины пульпы,- placing on the outer side of the hollow rod along its length at least two tiers of removable accumulators of the solid fraction of the pulp removed from the well,
- организация и реализация линии отведения пульпы между стенкой скважины и накопителями,- organization and implementation of the line of removal of the pulp between the wall of the well and the storage tanks,
- увеличение расстояния между стенкой скважины и накопителями вверх по линии отведения пульпы для формирования и организации эффективного гидродинамического потока.- increasing the distance between the well wall and the reservoirs up the line of pulp removal for the formation and organization of an effective hydrodynamic flow.
Здесь следует заметить, что указанные существенные признаки дополняют друг друга и повышают эффективность очистки скважины: правильная организация гидродинамического потока позволяет добиться максимального заполнения накопителей, что снижает количество перезагрузок и очисток накопителей, а также способствует повышению выхода мелких частиц с пульпой за счет ее откачивания или излива из верхней части скважины. Все это сокращает общее время очистки. При этом достижения оптимального гидродинамического потока добиваются подбором давления подаваемой текучей среды, а также зазоров между стенкой скважины и накопителями на каждом уровне ярусов.Here it should be noted that these essential features complement each other and increase the efficiency of well cleaning: the correct organization of the hydrodynamic flow allows to achieve maximum filling of the reservoirs, which reduces the number of reloads and cleaning of the reservoirs, and also contributes to an increase in the yield of fine particles with pulp due to its pumping or pouring out from the top of the well. All this reduces the overall cleaning time. At the same time, the achievement of the optimal hydrodynamic flow is achieved by selecting the pressure of the supplied fluid, as well as the gaps between the borehole wall and the accumulators at each level of the tiers.
Данное техническое решение является промышленно применимым в области очистки и восстановления скважин питьевой воды. Применение и использование заявляемого устройства не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено как специалистами, так и обычными потребителями. При осуществлении заявляемого технического решения используют устройства, приборы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления изобретения являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются механические средства, станочное оборудование и ручной инструмент механической обработки. Указанная выше совокупность существенных признаков заявляемого изобретения и их раскрытие позволяет сделать вывод о достижении заявленного технического результата путем реализации заявленного назначения.This technical solution is industrially applicable in the field of cleaning and restoration of drinking water wells. The application and use of the proposed device does not cause any difficulties and can be carried out by both specialists and ordinary consumers. In the implementation of the proposed technical solution, devices, devices and materials produced by the industry and are on the open market are used. Methods for carrying out the invention are methods of mechanical processing of structural materials and installation. The means of implementation are mechanical means, machine tools and manual tools for machining. The above set of essential features of the claimed invention and their disclosure allows us to conclude that the claimed technical result has been achieved by implementing the claimed purpose.
Приведенное выше описание показывает, что осуществление отличительных от прототипа существенных признаков, в том числе их характеристик, обеспечивает реализацию назначения заявляемого изобретения, а именно, очистку скважин на воду. При этом показано, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, позволяющая достичь заявленного технического результата, отличается от совокупности существенных признаков аналогов, прототипа, а также и других известных источников данных, т.е. не известно применение данной совокупности существенных признаков с реализацией заявленного назначения или с получением заявленного технического результата. Другими словами, заявляемое изобретение не известно из уровня техники.The above description shows that the implementation of essential features that are distinctive from the prototype, including their characteristics, ensures the implementation of the purpose of the claimed invention, namely, the cleaning of wells for water. It is shown that the set of essential features of the claimed invention, which allows to achieve the claimed technical result, differs from the set of essential features of analogues, a prototype, as well as other known data sources, i.e. the application of this set of essential features with the implementation of the declared purpose or with the receipt of the claimed technical result is not known. In other words, the claimed invention is not known from the prior art.
Эффективного осуществления заявленного технического результата достигают также в следующих нижеперечисленных модификациях описанного выше устройства, характеризующих частные случаи его выполнения:The effective implementation of the claimed technical result is also achieved in the following modifications of the device described above, which characterize special cases of its implementation:
1. Описанное выше устройство очистки скважин на воду (устройство), отличающееся тем, что полый стержень выполнен составным.1. The device described above for cleaning wells for water (device), characterized in that the hollow rod is made of composite.
2. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен скошенным, под углом к его центральной оси.2. A device characterized in that the lower end of the hollow rod is structurally beveled, at an angle to its central axis.
3. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен с перфорациями.3. Device, characterized in that the lower end of the hollow rod is structurally designed with perforations.
4. Устройство, отличающееся тем, что на ограниченном участке полого стержня выполнены перфорации.4. A device characterized in that perforations are made on a limited section of the hollow rod.
5. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня конструктивно оформлен в виде клапана.5. A device characterized in that the lower end of the hollow rod is designed in the form of a valve.
6. Устройство, отличающееся тем, что нижний конец полого стержня напорной линии конструктивно оформлен как разрыхлитель.6. Device, characterized in that the lower end of the hollow rod of the pressure line is structurally designed as a baking powder.
7. Устройство, отличающееся тем, что на внешней стороне полого стержня выполнены посадочные места для крепления накопителей твердой фракции пульпы.7. Device, characterized in that on the outer side of the hollow rod there are seats for fastening the accumulators of the solid fraction of the pulp.
8. Устройство, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы содержат крепежные элементы для присоединения к внешней стороне полого стержня.8. A device characterized in that the solids pulp accumulators contain fasteners for attachment to the outside of the hollow rod.
9. Устройство, отличающееся тем, что накопители твердой фракции пульпы выполнены в виде емкостей с перфорациями в днище и боковинах.9. A device characterized in that the solid fraction of the pulp accumulators are made in the form of containers with perforations in the bottom and sidewalls.
Приведенные модификации заявляемого изобретения являются техническими решениями, т.к. представляют собой частные решения задачи достижения заявленного технического результата путем реализации устройства для очистки скважин на воду, состоящего из конструкционных элементов, технологически и конструктивно связанных между собой. При этом совокупность существенных признаков данного изобретения -совокупность устройств и конструкционных элементов объединена единым творческим замыслом. Части (элементы) устройства находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи.The above modifications of the claimed invention are technical solutions, because are private solutions to the problem of achieving the claimed technical result by implementing a device for cleaning wells for water, consisting of structural elements, technologically and structurally interconnected. At the same time, the totality of the essential features of this invention - the totality of devices and structural elements - is united by a single creative concept. Parts (elements) of the device are in a constructive unity and functional relationship.
Указанные выше модификации заявляемого изобретения являются промышленно применимыми, т.к. могут быть применены в области устройств для очистки скважин на воду. Применение и использование таких устройств не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено специалистами с соответствующей подготовкой. При осуществлении изобретения используют устройства и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже. Методами осуществления изобретения являются методы механической обработки конструкционных материалов и монтажа. Средствами осуществления являются металлообрабатывающие станки и сборочный монтаж.The above modifications of the claimed invention are industrially applicable, because can be applied in the field of water well cleaning devices. The application and use of such devices does not cause any difficulties and can be carried out by specialists with appropriate training. In the implementation of the invention, devices and materials produced by the industry and are on the open market are used. Methods for carrying out the invention are methods of mechanical processing of structural materials and installation. The means of implementation are metalworking machines and assembly assembly.
Описание заявленного изобретения проиллюстрировано на фигурах 1-4.The description of the claimed invention is illustrated in figures 1-4.
Фиг. 1 - общий вид устройства для очистки скважин на воду.Fig. 1 is a general view of a device for cleaning water wells.
Фиг. 2 - устройство с накопителями в виде корзин и скошенным концом полого стержня.Fig. 2 - a device with storage baskets and a beveled end of a hollow rod.
Фиг. 3 - устройство с накопителем в виде желобов и перфорациями в нижней части полого стержня.Fig. 3 - device with storage in the form of troughs and perforations in the lower part of the hollow rod.
Фиг. 4 - устройство с накопителем в виде лепестков и зубцами в конце полого стержня.Fig. 4 - a device with a store in the form of petals and teeth at the end of a hollow rod.
Фиг. 5 - устройство с ассиметричным расположением полого стержня и накопителей.Fig. 5 - device with an asymmetric arrangement of the hollow rod and drives.
На указанных фигурах приведены следующие обозначения:In these figures, the following symbols are given:
1 - полый стержень1 - hollow rod
2 - напорная линия подачи текучей среды2 - pressure line for supplying fluid
3 - конец стержня для подсоединения напорной линии3 - end of the rod for connecting the pressure line
4 - рабочий конец стержня4 - working end of the rod
5 - перфорации5 - perforations
6 - съемный накопитель6 - removable drive
7 - посадочный элемент7 - landing element
8 - крепежный элемент8 - fastener
9 - внутренняя сторона обсадочной трубы9 - inner side of the casing pipe
10 пространство между стенкой трубы и накопителем (линия отведения пульпы)10 space between the pipe wall and the accumulator (pulp discharge line)
11 - выполнение рабочего конца в виде зубцов11 - execution of the working end in the form of teeth
12 - выполнение конечной части полого стержня скошенным12 - execution of the final part of the hollow rod beveled
13 - направление текучей или газовой среды13 - direction of fluid or gaseous medium
14 - соединитель напорной линии и полого стержня14 - connector of pressure line and hollow rod
15 - накопитель в виде лепестков15 - storage in the form of petals
Заявляемое изобретение осуществляют следующим образом.The claimed invention is carried out as follows.
Согласно заявляемому техническому решению, устройство для очистки скважин на воду в качестве основного элемента содержит полый стержень 1, который подсоединен к напорной линии подачи текучей среды под давлением 2. Подсоединение к напорной линии осуществлено на функционально и конструктивно подготовленном для этого конце стержня 3. Противоположный конец стержня конструктивно оформлен для истечения текучей среды под давлением и является рабочим концом 4. Конструктивное оформление рабочего конца стержня предполагает реализацию функций размывания и разрыхления загрязнений скважины. По его боковой части рабочего конца, а также ограниченными участками по его длине могут быть выполнены перфорации 5 для организации боковых струй очистки. Отверстия перфораций, как правило, выполняют круглой формы диаметром 5-10 мм. На внешней стороне стержня размещены ярусами съемные накопители 6. Накопители могут быть выполнены в различной форме, например, в виде чашки, корзины, лодочки, желоба, а также лепестков. Лепестки представляют собой отбортованные пластины формой аналогичной сектору круга и расположенные рядом друг с другом. Для крепления накопителей на внешней стороне полого стержня выполнены посадочные элементы 7 и соответственно на накопителях крепежные элементы 8. Накопители закрепляют на внешней стороне полого стержня на разном расстоянии по высоте от конца полого стержня. При этом на ярусе может быть выполнен как один, так и несколько накопителей. Накопители могут быть выполнены огибающими полый стержень по окружности, а также ассиметрично относительно полого стержня, т.е. с одной стороны. Ярус может содержать как один, так и несколько накопителей. Минимальное количество ярусов равно двум. Первый - нижний ярус выполняет функцию рассекателя поднимающегося потока эмульсии (воды и пульпы) для направления отбившихся частиц об стенки скважины в верхние загружаемые ярусы и остаточного выпадения и загрузки в нижние. Описанная конструкция размещена внутри обсадочной трубы скважины и предназначенной для ее очистки. Между внутренней стороной обсадочной трубы 9 и стенками накопителей организовано специальное пространство, которое является пространством для отведения пульпы или линией отведения пульпы 10. По этой линии осуществляют вывод загрязнений из скважины с одновременным фракционированием твердых частиц пульпы на накопителях. Конечная часть полого стержня может быть выполнена фигурной для организации направленного потока под давлением на загрязнения. Также конечная часть полого стержня может быть выполнена в виде зубцов 11, фрезы 13, со скошенным концом 12, а также с утяжелением. Во всех этих случаях рабочая часть стержня может содержать перфорации.According to the claimed technical solution, the device for cleaning water wells as the main element contains a
Функционирование изобретения осуществляют следующим образом.The operation of the invention is carried out as follows.
На посадочные элементы полого стержня прикрепляют накопители используя его крепежные элементы. Накопители прикрепляют ярусами в количестве 2-6 ярусов на один метр стержня, исходя из конструкционной длины загружаемых накопителей. К верхнему концу полого стержня присоединяют линию подачи текучей среды. Собранную конструкцию помещают в предназначенную для очистки скважину на дно или на заданную высоту, после чего подают по напорной линии под давлением текучую среду, например, воздух и/или воду. Для усиления эффекта очистки скважин в качестве текучей среды можно использовать углекислоту, жидкий раствор бентонита, раствор ортофосфорной или лимонной пищевых кислот, которые способствуют разложению налета и загрязнений. При необходимости возможно также использование щелочных текучих сред. В зависимости от наличия перфораций и конструкции конца полого стержня организуют струи текучей среды под давлением, направленные на загрязнения. Для разрыхления, вымывания и разложения донных загрязнений можно использовать острие скошенного конца полого стержня, зубцы и фрезы на его конце. Воздействие указанных механических элементов на донные загрязнения осуществляют посредством колебательных горизонтальных, вертикальных, вращательных движений конструкции или кавитации жидкой, газообразной среды. Разрыхленный и/или размытый грунт и загрязнения под действием подаваемого по напорной линии давления образует с рабочим раствором пульпу, которая поднимается вверх. При этом происходит фракционирование на ярусах накопителей: более крупные фракции твердых частиц пульпы оседают на нижних ярусах накопителей, а самые мелкие и легкие удаляют из скважины самоизливом или верхней откачкой с помощью погружного насоса. После наполнения накопителей давление отключают, конструкцию с накопителями извлекают из скважины, накопители очищают и затем конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют таким образом до окончания очистки скважины.Accumulators are attached to the landing elements of the hollow rod using its fasteners. The drives are attached in tiers in the amount of 2-6 tiers per meter of the rod, based on the structural length of the loaded drives. A fluid supply line is attached to the upper end of the hollow rod. The assembled structure is placed in a well to be cleaned at the bottom or at a predetermined height, after which a fluid medium, for example, air and/or water, is supplied through a pressure line under pressure. To enhance the effect of cleaning wells, carbon dioxide, a liquid solution of bentonite, a solution of orthophosphoric or citric food acids, which contribute to the decomposition of plaque and contaminants, can be used as a fluid. If necessary, it is also possible to use alkaline fluids. Depending on the presence of perforations and the design of the end of the hollow rod, pressurized fluid jets are arranged to target the contaminants. To loosen, wash out and decompose bottom impurities, you can use the tip of the beveled end of the hollow rod, the teeth and cutters at its end. The impact of these mechanical elements on bottom pollution is carried out by means of oscillatory horizontal, vertical, rotational movements of the structure or cavitation of a liquid, gaseous medium. Loose and/or eroded soil and impurities under the action of the pressure supplied through the pressure line forms a pulp with the working solution, which rises up. In this case, fractionation takes place on the tiers of the drives: larger fractions of the solid particles of the pulp settle on the lower tiers of the drives, and the smallest and lightest ones are removed from the well by self-spill or upper pumping using a submersible pump. After filling the accumulators, the pressure is turned off, the structure with the accumulators is removed from the well, the accumulators are cleaned, and then the structure is again lowered into the well. The process is repeated in this way until the end of the well cleaning.
Пример 1.Example 1
Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 133x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на одном конце которого выполнено конструктивное изменение, а именно конец скошен. Другой конец стержня имеет резьбу для подсоединения к напорной линии. Протяженность полого стержня составляет 0,7 м, диаметр 40x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют два яруса накопителей, выполненных в виде корзин. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде крючьев. В каждом ярусе крепят одну корзину в форме сектора окружности с углом в 120° и коническим днищем. При этом ось полого стержня смещена от оси скважины в сторону противоположную выступу корзины. Такое положение корзины позволяет увеличить зазор между стенкой скважины и нижней корзиной до 45 мм при выступе корзины 40-48 мм, зазор между корзиной верхнего яруса и стенкой скважины в этом случае составляет 25-33 мм. В данном случае выступ корзины практически равен (или немного больше) радиусу сектора корзины. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,2 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды или рабочего раствора, а также воздуха и опускают на страховочном тросике до дна скважины на глубину 25 м. Подсоединение воды и воздуха, рабочей жидкости осуществляют через трехходовой кран с помощью резьбовой муфты. После этого с помощью трехходового крана подают по напорной линии воздух под избыточным давлением 8-12 бар. Периодически с помощью трехходового крана переключают поток воды на поток воздуха под тем же давлением, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью страховочного тросика. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 2 мм откачивают из верхней части скважины с помощью центробежного насоса. Через 15 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзине нижнего яруса находились частицы размером 15-35 мм, в корзине верхнего яруса находились частицы 3-15 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины и извлечению отложений до паспортной глубины.To clean a well with a casing pipe 133x4 made of steel 20, a structure is assembled, consisting of a hollow rod, at one end of which a structural change has been made, namely, the end is beveled. The other end of the rod is threaded for connection to a pressure line. The length of the hollow rod is 0.7 m, the diameter is 40x3. Two tiers of drives made in the form of baskets are attached to the landing elements made along the outer surface of the hollow rod. Fastening is carried out with fasteners in the form of hooks. In each tier, one basket is fixed in the form of a sector of a circle with an angle of 120 ° and a conical bottom. In this case, the axis of the hollow rod is displaced from the axis of the well in the direction opposite to the ledge of the basket. This position of the basket makes it possible to increase the gap between the well wall and the lower basket up to 45 mm with the basket protrusion of 40-48 mm, the gap between the basket of the upper tier and the well wall in this case is 25-33 mm. In this case, the projection of the basket is almost equal to (or slightly larger than) the radius of the sector of the basket. The distance from the end of the rod to the lower tier is 0.2 m, between tiers 0.25 m. The assembled structure is connected to the pressure line, i.e. to the water or working solution supply line, as well as air and lowered on a safety cable to the bottom of the well to a depth of 25 m. Water and air, working fluid are connected through a three-way valve using a threaded coupling. After that, using a three-way valve, air is supplied through the pressure line at an overpressure of 8-12 bar. Periodically, with the help of a three-way valve, the water flow is switched to the air flow under the same pressure, while simultaneously performing vertical oscillatory movements with a hollow rod, raising and lowering it with a safety cable. At the same time, the liquid part of the slurry with a suspension of fine solid particles without a particle content of more than 2 mm is pumped out from the upper part of the well using a centrifugal pump. After 15 minutes of such work, the pressure line is closed, the structure with a hollow rod and accumulators is removed from the well. In the basket of the lower tier there were particles of 15-35 mm in size, in the basket of the upper tier there were particles of 3-15 mm. Baskets are cleaned of solid soil particles and dirt. Then the cleaned structure is again lowered into the well. The process is repeated until the well flow rate is restored and deposits are removed to the specified depth.
Пример 2.Example 2
Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 219x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на одном конце которого по боковой поверхности высотой 0,4 м выполнены перфорации в виде круглых отверстий диаметром 10 мм, сам конец заглушен и содержит зубцы. Зубцы служат щупом и разрыхлителем дна скважины для определения качества очистки и контроля заглушенной части или щебневой подсыпки путем проверки твердости: если зубцы не входят, а упираются с небольшим отскоком - работа считается выполненной и дно чистым. Конец подсоединения содержит кольцевой фланец. Протяженность полого стержня составляет 2,0 м, диаметр 80x4. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют 6 ярусов накопителей, выполненных в виде круговых желобов. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде фиксирующих шпилек. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,25 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды, воздуха, опускают на крепежном тросе до дна скважины на глубину 50 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя в нижнем ярусе составляет 30-40 мм, а в верхнем 40-50 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-4 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Подсоединение воды и воздуха осуществляют через трехходовой кран с помощью съемной муфты. После этого с помощью трехходового крана подают по напорной линии воду под избыточным давлением 10-14 бар. Периодически с помощью трехходового крана переключают поток воды, рабочего раствора на поток воздуха под тем же давлением, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежного троса, тем самым попеременно регулируя высоту для изменения потоков турбулентности и веера загружаемых частиц. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 5 мм откачивают из верхней части скважины с помощью винтового насоса. Через 30 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзинах 2 нижних ярусов находились частицы размером 15-30 мм, в корзинах 2 верхних ярусов находились частицы 2-10 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.To clean a well with a casing pipe 219x4 made of steel 20, a structure is assembled, consisting of a hollow rod, at one end of which, along the side surface 0.4 m high, perforations are made in the form of round holes with a diameter of 10 mm, the end itself is plugged and contains teeth. The teeth serve as a probe and a baking powder for the bottom of the well to determine the quality of cleaning and control the plugged part or crushed stone bedding by checking the hardness: if the teeth do not enter, but rest with a slight rebound, the work is considered completed and the bottom is clean. The connection end contains an annular flange. The length of the hollow rod is 2.0 m, the diameter is 80x4. On landing elements, made on the outer surface of the hollow rod, attach 6 tiers of drives, made in the form of circular grooves. Fastening is carried out by fasteners in the form of fixing pins. The distance from the end of the rod to the lower tier is 0.25 m, between tiers 0.25 m. The assembled structure is connected to the pressure line, i.e. to the water and air supply line, they are lowered on a fastening cable to the bottom of the well to a depth of 50 m. In this case, the axis of the hollow rod is aligned with the axis of the well. The gap between the borehole wall and the outer surface of the reservoir in the lower tier is 30-40 mm, and in the upper tier 40-50 mm, while the radius of the protrusion of the gutters upwards from tier to tier decreases by 2-4 mm. When specifying the dimensions of the gaps, possible displacements of the rod with accumulators are taken into account. The connection of water and air is carried out through a three-way valve using a removable coupling. After that, using a three-way valve, water is supplied through the pressure line under an overpressure of 10-14 bar. Periodically, with the help of a three-way valve, the flow of water, the working solution is switched to the air flow under the same pressure, while simultaneously performing vertical oscillatory movements of the hollow rod, raising and lowering it with the help of a fastening cable, thereby alternately adjusting the height to change the turbulence flows and the fan of loaded particles. At the same time, the liquid part of the slurry with a suspension of fine solids without a particle content of more than 5 mm is pumped out from the upper part of the well using a screw pump. After 30 minutes of such work, the pressure line is closed, the structure with a hollow rod and accumulators is removed from the well. In the baskets of the 2 lower tiers there were particles 15-30 mm in size, in the baskets of the 2 upper tiers there were particles of 2-10 mm. Baskets are cleaned of solid soil particles and dirt. Then the cleaned structure is again lowered into the well. The process is repeated until the well flow rate is restored.
Пример 3.Example 3
Для проведения очистки скважины с обсадной трубой 159x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, на рабочем конце которого по боковой поверхности высотой 0,3 м выполнены перфорации в виде круглых отверстий диаметром 5 мм. Перфорации предназначены для выхода рабочей текучей среды. Сам конец заглушен и содержит зубцы для разрыхления и контроля твердости дна. Другой конец свободен от конструктивных изменений. Протяженность полого стержня составляет 2,0 м, диаметр 40x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют 5 ярусов накопителей, выполненных в виде чаш. Крепление осуществляют крепежными элементами в виде фиксирующих шпилек. В каждом ярусе крепят 1 чашу, облегающую стержень. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,25 м, между ярусами 0,27 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воды и опускают на крепежном тросе до дна скважины на глубину 70 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителя в нижнем ярусе составляет 25-35 мм, а в верхнем 35-45 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-3 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Подсоединение воды осуществляют через кран с помощью съемной муфты. После этого подают по напорной линии воду под избыточным давлением 10-12 бар. Периодически изменяют напор потока воды, одновременно осуществляя вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежного троса. Одновременно жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц без содержания частиц более 2-3 мм удаляют самоизливом с оголовка скважины. Через 20 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзине нижнего яруса находились частицы размером 15-35 мм, в корзине верхнего яруса находились частицы 2-10 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.To clean a well with a casing pipe 159x4 made of steel 20, a structure is assembled, consisting of a hollow rod, at the working end of which perforations are made along the side surface 0.3 m high in the form of round holes with a diameter of 5 mm. The perforations are intended for the exit of the working fluid. The end itself is plugged and contains teeth for loosening and controlling the hardness of the bottom. The other end is free from design changes. The length of the hollow rod is 2.0 m, the diameter is 40x3. On the landing elements, made on the outer surface of the hollow rod, attach 5 tiers of drives made in the form of bowls. Fastening is carried out by fasteners in the form of fixing pins. In each tier, 1 bowl is attached, fitting the rod. The distance from the end of the rod to the lower tier is 0.25 m, between tiers 0.27 m. The assembled structure is connected to the pressure line, i.e. to the water supply line and lowered on a fastening cable to the bottom of the well to a depth of 70 m. In this case, the axis of the hollow rod is aligned with the axis of the well. The gap between the borehole wall and the outer surface of the reservoir in the lower tier is 25-35 mm, and in the upper tier 35-45 mm, while the radius of the trough protrusion upwards from tier to tier decreases by 2-3 mm. When specifying the dimensions of the gaps, possible displacements of the rod with accumulators are taken into account. Water connection is carried out through a tap using a removable coupling. After that, water is supplied through the pressure line under an overpressure of 10-12 bar. The pressure of the water flow is periodically changed, while simultaneously performing vertical oscillatory movements with a hollow rod, raising and lowering it with the help of a fastening cable. At the same time, the liquid part of the pulp with a suspension of fine solid particles without a particle content of more than 2-3 mm is removed by self-spill from the wellhead. After 20 minutes of such work, the pressure line is closed, the structure with a hollow rod and accumulators is removed from the well. In the basket of the lower tier there were particles 15-35 mm in size, in the basket of the upper tier there were particles of 2-10 mm. Baskets are cleaned of solid soil particles and dirt. Then the cleaned structure is again lowered into the well. The process is repeated until the well flow rate is restored.
Пример 4.Example 4
Для проведения очистки скважины, содержащей донные и боковые загрязнения, с обсадной трубой 168x4 из стали 20 собирают конструкцию, состоящую из полого стержня, по боковой поверхности которого на участке длиной по высоте 50 см на расстоянии 0,25 м от конца выполнены перфорации диаметром 10 мм, сам конец заглушен и содержит фрезу с внешней стороны трубы - без изменения проходного диаметра. Другой конец свободен от конструктивных изменений. Протяженность полого стержня составляет 3,0 м, диаметр 68x3. На посадочные элементы, выполненные по внешней поверхности полого стержня, прикрепляют ярусами накопители, выполненных в виде чашек. В нижней части крепят чашки частотой 6 ярусов на метр длины, в средней части - 5 чашек на метр, а в верхней части - 4 чашки на метр. Крепление чашек осуществляют крепежными элементами в виде крючьев и контрольных хомутов с упорным болтом в стержень. В каждом ярусе крепят 4 чашки в виде секторов круга без промежутков между ними. Расстояние от конца стержня до нижнего яруса составляет 0,40 м, между ярусами 0,25 м. Собранную конструкцию подсоединяют к напорной линии, т.е. к линии подачи воздуха и опускают на 2 крепежных тросах, до дна скважины на глубину 70 м. При этом ось полого стержня совмещают с осью скважины. Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью накопителей в нижней части стержня составляет 20-30 мм, а в верхней части 28-40 мм, при этом радиус выступа желобов вверх от яруса к ярусу снижается на 2-4 мм. При указании размеров зазоров учитываются возможные смещения стержня с накопителями. Контроль за натяжением тросов, расположением стержня с накопителями и выполнения рабочих действий механизмов происходит при помощи видео камеры подводного исполнения в реальном времени посредством передачи сигнала видеосвязи - кабелем на поверхностный монитор оператора очистки. Подсоединение воды осуществляют через электрический клапан с помощью резьбового соединения. После этого подают по напорной линии воздух под избыточным давлением 14-20 бар. Одновременно осуществляют вертикальные колебательные движения полым стержнем приподнимая и опуская его с помощью крепежных тросов. Крепление устройства на 2 тросах позволяет также выполнять горизонтальные продольно-поперечные движения всей конструкцией (при соответствующем утяжелении конструкции и соблюдении формулы: сила, приводящая к вращению механизма натяжкой одного троса и вытравливания другого - меньше силы подъема всего устройства), что обеспечивает воздействие зубцов на донный грунт. Вращательное движение на фрезу передается от боковой шестерни ролика каната и механизма приведения вращения. Жидкую часть пульпы со взвесью мелких твердых частиц до 2 мм откачивают из верхней части скважины с помощью центробежного насоса. Через 45 минут такой работы напорную линию перекрывают, конструкцию с полым стержнем и накопителями извлекают из скважины. В корзинах нижней части стержня находились частицы размером 15-30 мм, в корзинах верхней части находились частицы 2-15 мм. Корзины очищают от твердых частиц грунта и загрязнений. Затем очищенную конструкцию опять опускают в скважину. Процесс повторяют до восстановления дебита скважины.To clean a well containing bottom and side pollution, with a casing pipe 168x4 made of steel 20, a structure is assembled, consisting of a hollow rod, along the side surface of which, in a section 50 cm long at a distance of 0.25 m from the end, perforations with a diameter of 10 mm are made , the end itself is plugged and contains a cutter on the outside of the pipe - without changing the bore diameter. The other end is free from design changes. The length of the hollow rod is 3.0 m, the diameter is 68x3. Accumulators made in the form of cups are attached in tiers to the landing elements made along the outer surface of the hollow rod. In the lower part, cups are attached with a frequency of 6 tiers per meter of length, in the middle part - 5 cups per meter, and in the upper part - 4 cups per meter. The cups are fastened with fasteners in the form of hooks and control clamps with a thrust bolt into the rod. In each tier, 4 cups are attached in the form of sectors of a circle without gaps between them. The distance from the end of the rod to the lower tier is 0.40 m, between tiers 0.25 m. The assembled structure is connected to the pressure line, i.e. to the air supply line and lowered on 2 fastening cables to the bottom of the well to a depth of 70 m. In this case, the axis of the hollow rod is aligned with the axis of the well. The gap between the borehole wall and the outer surface of the accumulators in the lower part of the rod is 20-30 mm, and in the upper part 28-40 mm, while the radius of the protrusion of the gutters upwards from tier to tier decreases by 2-4 mm. When specifying the dimensions of the gaps, possible displacements of the rod with accumulators are taken into account. Control over the tension of the cables, the location of the rod with storage devices and the performance of the working actions of the mechanisms is carried out using an underwater video camera in real time by transmitting a video signal - cable to the surface monitor of the cleaning operator. The water connection is carried out through an electric valve using a threaded connection. After that, air is supplied through the pressure line at an overpressure of 14-20 bar. At the same time, vertical oscillatory movements are carried out with a hollow rod, raising and lowering it with the help of fastening cables. Mounting the device on 2 cables also allows you to perform horizontal longitudinal-transverse movements of the entire structure (with the appropriate weighting of the structure and following the formula: the force that leads to the rotation of the mechanism by stretching one cable and etching the other is less than the lifting force of the entire device), which ensures the impact of the teeth on the bottom priming. The rotational movement to the cutter is transmitted from the side gear of the rope roller and the rotation drive mechanism. The liquid part of the pulp with a suspension of fine solids up to 2 mm is pumped out from the upper part of the well using a centrifugal pump. After 45 minutes of such work, the pressure line is closed, the structure with a hollow rod and accumulators is removed from the well. In the baskets of the lower part of the rod there were particles 15-30 mm in size, in the baskets of the upper part there were particles of 2-15 mm. Baskets are cleaned of solid soil particles and dirt. Then the cleaned structure is again lowered into the well. The process is repeated until the well flow rate is restored.
Приведенные в примерах данные наряду с изложенным выше описанием убедительно показывают реализацию назначения заявляемого изобретения и достижения таким образом технического результата при осуществлении совокупности всех заявленных существенных признаков.The data given in the examples, along with the above description, convincingly show the implementation of the purpose of the claimed invention and thus achieve the technical result in the implementation of the totality of all the claimed essential features.
Приведенные примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения. Напротив, возможны также варианты и модификации описанных примеров в пределах объема прав, изложенных в формуле изобретения.The examples given should not be construed as limiting the scope of the invention. On the contrary, variations and modifications of the described examples are also possible within the scope of the rights set forth in the claims.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776429C1 true RU2776429C1 (en) | 2022-07-20 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4223724A (en) * | 1976-12-22 | 1980-09-23 | Levoni Carlo F | Device for cleaning, widening and repairing wells of drinking water and irrigation water |
| SU973799A1 (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-15 | Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Водных Проблем Министерства Мелиорации И Водного Хозяйства Азсср | Apparatus for cleaning hole bottom |
| SU1652470A1 (en) * | 1988-04-27 | 1991-05-30 | Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт | Device for cleaning wells |
| RU2130531C1 (en) * | 1998-04-20 | 1999-05-20 | Курский государственный технический университет | Device for circulation treatment of well for water |
| RU2189432C2 (en) * | 1998-01-12 | 2002-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина | Device for treatment of well walls |
| RU2241820C2 (en) * | 2003-01-08 | 2004-12-10 | Закрытое акционерное общество "Рэнес" | Method for liquidation of asphalt-resin-paraffin deposits in a well |
| CN107893446A (en) * | 2017-11-16 | 2018-04-10 | 山东省滨州市火努鸟新能源科技有限公司 | A kind of well washing equipment |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4223724A (en) * | 1976-12-22 | 1980-09-23 | Levoni Carlo F | Device for cleaning, widening and repairing wells of drinking water and irrigation water |
| SU973799A1 (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-15 | Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Водных Проблем Министерства Мелиорации И Водного Хозяйства Азсср | Apparatus for cleaning hole bottom |
| SU1652470A1 (en) * | 1988-04-27 | 1991-05-30 | Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт | Device for cleaning wells |
| RU2189432C2 (en) * | 1998-01-12 | 2002-09-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина | Device for treatment of well walls |
| RU2130531C1 (en) * | 1998-04-20 | 1999-05-20 | Курский государственный технический университет | Device for circulation treatment of well for water |
| RU2241820C2 (en) * | 2003-01-08 | 2004-12-10 | Закрытое акционерное общество "Рэнес" | Method for liquidation of asphalt-resin-paraffin deposits in a well |
| CN107893446A (en) * | 2017-11-16 | 2018-04-10 | 山东省滨州市火努鸟新能源科技有限公司 | A kind of well washing equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3969248A (en) | Pool filtering system | |
| JP4621796B1 (en) | Swivel type micro bubble generator | |
| US20190257165A1 (en) | Downhole Debris Collecting Device With A Filter | |
| NO20120934A1 (en) | Apparatus for collecting particulate matter in a conduit | |
| CN109794088B (en) | Separation and purification equipment and method | |
| US1279333A (en) | Well-cleaning device. | |
| US3278949A (en) | Swimming pool cleaning apparatus | |
| US3429443A (en) | Fluid velocity deceleration device | |
| NO318527B1 (en) | Waste separation system for fish cages | |
| RU2776429C1 (en) | Device for purification of water wells | |
| US20180009011A1 (en) | Dripless expanding tubes for combination truck | |
| RU213382U1 (en) | Device for cleaning wells for water | |
| MX2008014610A (en) | System for cleaning an oil tank and method of cleaning an oil tank. | |
| CN111236871A (en) | Drilling fluid purifier based on multistage separation | |
| RU208342U1 (en) | Plug-in sucker rod pump filter | |
| JPH06505777A (en) | Well drilling mud water recovery method and equipment | |
| CN113605491A (en) | Floating water intake device of submersible pump for well | |
| EP1727627B1 (en) | Automatic tank cleaning system | |
| CN109011732A (en) | A kind of hydraulic disturbance device for being disturbed to sewage pool bottom sediments mud | |
| CN204146265U (en) | Sweet potato washing feeder | |
| CN115708971A (en) | Circulating desanding device for irrigation water | |
| CN209759074U (en) | Cyclone desander convenient for sand discharge | |
| RU239253U1 (en) | Deep well separator | |
| RU2134767C1 (en) | Device for cleaning of drilling fluid | |
| CN208073382U (en) | Sand washing device |