Типы фильтров скважин и определение диаметра фильтра

Тип и конструктивные размеры фильтров выбирают в зависимости от конкретных гидрогеологических условий и требуемого дебита.

Водоносные породы	Типы и конструкции фильтров
Полускальные, неустойчивые, щебенистые и галечниковые с преобладающей крупностью щебня и гальки от 20 до 100 мм (более 50% по массе)	Трубчатые фильтры с круглой и щелевой перфорацией. Стержневые фильтры.
Гравий, гравелистый песок с крупностью частиц от 1 до 10 мм и преобладанием частиц от 2 до 5 мм (более 50% по массе)	Трубчатые и стержневые фильтры с обмоткой проволокой из нержавеющей стали.
Пески крупные с преобладанием частиц крупностью 1…2 мм (более 50% по массе).	Трубчатые фильтры с щелевой перфорацией и стержневые фильтры с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, штампованного стального листа или из сетки квадратичного сечения
Пески средние с преобладанием частиц крупностью от 0,25 до 0,5 мм (более 50% по массе)	Трубчатые и стержневые фильтры с водоприемной поверхностью из сеток гладкого (галунного) плетения
Пески мелкие с преобладанием частиц крупностью от 0,1 до 0,25 мм (более 50% по массе)	Трубчатые и стержневые фильтры с однослойной гравийной обсыпкой (гравийные фильтры)
Примечание: 1. Трубчатые стальные фильтры применяют для скважин любой глубины. 2. Фильтры из пластических масс и стеклопласта применяют в скважинах глубиной до 100…150 м

Размеры проходных отверстий фильтров определяют, исходя из гранулометрического состава пород или обсыпок, окружающих фильтр.

Для гравийных фильтров в качестве обсыпки применяют песок, гравий и песчано-гравийные смеси. Материал для гравийных обсыпок подбирают по соотношению

D₅₀ / d₅₀ = 8…12,

где D₅₀ - размер частиц, меньше которого в обсыпке содержится 50%; d₅₀ - размер частиц, меньше которого в породе водоносного горизонта содержится

50%.

Толщина гравийной обсыпки вокруг фильтра должна быть не менее 50 мм.

Длину рабочей части фильтра в пластах мощностью до 10 м принимают равной мощности пласта. При большей мощности длину фильтра определяют с учетом водопроницаемости пород и производительности скважины:

I = QA/D,

где Q - проектный дебит скважины, м3/ч; А - коэффициент, зависящий от проницаемости пород; D - диаметр фильтра, мм.

Диаметр фильтра принимают в зависимости от дебита и фильтрационных параметров водоносного горизонта по аналитическим формулам гидродинамики/ Он должен быть не менее 100 мм. Обычно диаметры каркасов фильтров имеют значения от 150 до 300 мм для получения дебитов от 30 до 100 м³/ч. Диаметр гравийного фильтра принимают по внешнему кольцу обсыпки. Он может достигать 1 м.

После соответствующих расчетов выбирают конструкцию фильтра по номенклатуре типов заводского выпуска.

Схемы конструкций фильтров водозаборных скважин:

а - на основе стержневых каркасов: б - на основе трубчатых каркасов с щелевой перфорацией; в - на основе трубчатых каркасов с круглой перфорацией; г - гравийный; 1 - стержневой каркас на опорных кольцах; 2 - проволочная обмотка из нержавеющей стали; 3 - лист, штампованный из нержавеющей стали; 4 - сетка из нержавеющей стали или латуни; 5 - щелевой трубчатый каркас; 6 - опорные проволочные стержни под проволочную обмотку и лист; 7 - опорная проволочная спираль; 8 - трубчатый каркас с круглой перфорацией; 9 - сетка подкладная синтетическая: 10 - рыхлая обсыпка; 11 - гравийная обсыпка в кожухе; 17 - гравийный блок