Фильтры из пластика

Важнейшие требования, которые предъявляют к фильтрам, устанавливаемым на скважинах

Продуктивность скважины, ее стабильная работа во большинстве своем зависят от устройства части нахождения водоприемного оборудования. В водоносных слоевых горизонтах, являющихся крайне неустойчивыми, таких как скальные и полускальные породы, а также в не твердой породе — гравелистой, галечниковой, песчаной и самих песках — водоприемное оборудование совмещают с установкой фильтров.

Фильтры обязаны тщательно отвечать некоторым основным требованиям:

  • снабжать лёгкий доступ водного раствора в скважины, но при этом фильтр должен качественно обеспечивать защиту ее от засорения песком и возможных обрушений водовмещающих грунтовых слоев;
  • материал фильтров обязан быть стойким антикоррозийным составляющим, тоесть пропускать беспрепятственно кислоты к самой скважине, а что касается скважин питьевого назначения, то качественный фильтр должен как минимум не ухудшать качество пропускаемой воды,
  • обладать хорошими прочностными характеристиками для того, чтобы воспринимать без изменений каркаса высокое давление горных пород, давление потока фильтрации воды, и при все при этом, тщательно противостоять абразивному стиранию своих стенок о частицы породы;
  • конструкционные особенности фильтра должны быть технологичными в выполнении при как можно меньшем расходе редких материалов и применятся в наиболее удобном техническом диапазоне гидрогеологических условий;
  • И безусловным фактором, который следует ставить на первые места, является положительное сальдо технико-экономических показателей.

При создании фильтров и их каркасов за много лет были учтены все эти требования. Именно это в конечном итоге смогло привести историческое развитие этой отрасли к столь разнообразным исходам. Проще говоря, руководствуясь этими принципами и стремлением удовлетворить их, получилось создать разнообразные конструкций фильтров.

По принципам конструктивных особенностей все фильтры можно смело и вполне оправданно разделить на несколько групп. К первой группе относятся самые популярные щелевые фильтры, а также фильтры выполненные из дырчатых из труб. Ко второй группе относятся фильтры изготовленные из листовых материалов, а также стержней. Третья группа заполнилась фильтрами, которые изготавливаются из антикоррозионных материалов. К четвертой группе относят стандартные сетчатые фильтры. И наконец, пятой группой фильтров стали гравийные и гравитационные фильтры.

Но разделение на пять основных групп является условным. Ведь существует также процесс разделения фильтров по конструктивным особенностям отдельных групп. Так, например, есть отдельная классификация гравийных фильтров и их блочных аналогов. Дополнить эту классификацию можно сетчатыми и антикоррозионными фильтрами. Еще одной веткой классификации фильтров является классификация по позициям гидравлических сопротивлений.

Еще одной своеобразной веткой классификации, предложенной ученым Оводовым в тысяча девятьсот шестидесятом году стала классификация по работе фильтров в контакте с грунтовыми слоями, а также засыпным материалом гравия. Эту классификацию в дальнейшем развил и продолжил ученый Карамбиров.

Существует значительная проблема выноса частиц вмещающих пород в скважины. Этому выносу чаще всего препятствует довольно малый диаметр отверстий фильтра. Этот процесс знаком всем, мы часто встречаем его в жизни, сталкиваясь с банальным засорением труб. Как известно частицы пород, накладываются на малые щели фильтра, чем существенно сужают их проходное сечение. Этот процесс отрицательно влияет на гидравлические сопротивления, увеличивая их в несколько раз, что в свою очередь способствует значительному и необратимому ускорению химической активности закупорки щелей. Но по выводам ученых, если использовать гравийные фильтры, то данные явления выражаются в существенно меньшей степени. И объясняется это достаточно просто, тем, что эти фильтры имеют обширные водоприемные дыры, в каковых грунт задерживается от выноса. Как известно из курса физики действие силы тяжести земли вполне способно на такую трансформацию. К ним можно отнести ряд колокольных, чашечных, зонтичных, а также донных фильтров. В дырах гравитационных фильтров порода имеет незамещенную поверхность, не сдавленную дырчатыми стенами.

Существенные причины поломки скважин кроются в следующем. Чаще всего частичный или полный выход из строя скважин является следствием пескования фильтров. Немного реже встречаются случаи, когда выход из строя вызван разрушением фильтров вследствие их коррозии. Зарастание и кольматажи поверхностей продуктами коррозионной активности, а также отложениями гидрохимического характера являются одной из редких причин выхода из строя скважин. Но немало важно отметить тот факт, что эти процессы если не появляются одновременно, то следуют друг за другом и стоит появиться одному, как вам следует ожидать и другие процессы, которые точно выведут из строя вашу скважину.

Засорение песком скважины, сопровождается долговременным выносом сквозь фильтр водоносных пород. Это случается по причине ошибочного выбора или же полного разрушения поверхности водо приема. Вследствие этого внутренняя часть скважин засоряется песком путем заноса, что очень сильно снижает ее дебит. Засорение песком может привести к стремительному износу насосного оборудования. Появляющиеся при сильном и долгом засорении песком смещенея водоносных пластов, также самой кровли скважин могут привести к формированию провальных воронок, расположенных около устья. Также вторичным эффектом может оказаться разрушение обсадных колонн. Засорение песком повышается при биении давления, проявляемых гидравлических ударах, чрезвычайном уменьшении динамической величины, вибрациях и тому подобное. В то же время засорение песком скважин во время строительных прокачек до достижения максимального уровня осветления воды или при ее разглинизации нужно, так как оно благоприятно действует на восстановление возле фильтра зоны с усиленной проницаемостью.

Коррозия фильтров, порождаемая элементарными электрическими и химическими и микробиологическими процессами, а также их физической составляющей сопровождается разгромом конструкции, а также непосредственными и необратимыми отложениями на поверхности фильтров продуктов коррозионной обработки. Существуют случаи попадания этих продуктов внутрь фильтров.

При обыкновенных для подземных вод значениях рН от шести до девяти проходит коррозия сродни кислородной, электрохимическая составляющая которой объединена с кислородными деполяризациями. Катодные участки коррозионных пар гальванических элементов, которые присутствуют на поверхности металлических фильтров, также подвергаются коррозии, что было доказано в тысяча девятьсот сорок пятом году ученым Акимовым.

Коррозионным процессам могут содействовать химические составы подземных вод, технические и физические условия использования скважин и прочие критерии. С увеличением содержания кислородных составляющих стремительность коррозии усиливается. Сильная коррозия металла отмечается, чаще всего, на участках со значительным притоком кислородного потока.

В щелочной среде, рН которой колеблется от десяти до четырнадцати, коррозия течёт медлительнее, так как на поверхности металла формируется крепкая защитная пленка окислителей. Воды со значительными показателями карбонатной жесткостью способны образовывать сплошной накипной осадок карбоната кальция, а вместе с ним и магния. Осадок может гиперболизировать среднюю скорость течения коррозии, но при этом повышается опасность закупорки отверстий, которые предназначены для водоотведения. Это чревато большими трудностями в эксплуатации скважины. Неритмичность возрастания и присутствие вакантных участков организуют на фильтре зоны с разнообразными потенциалами, в итоге возникают беспросыпные местные разрушения. При гиперболизации рН пленка окислителей имеет в своем распоряжении слабый защитный слой с низкими коррозионными свойствами, а коррозия поверхностей металла проходит более размеренно.

В кислой среде, рН которой равен от трех до четырех пунктов коррозия усваивается весьма усиленно. С увеличением температуры быстрота коррозии усиливается. Увеличение содержания соли неизменно ведет к повышению электропроводности воды. Этот процесс, в свою очередь негативно влияет на окислы и поэтому приводит к интенсификации коррозии металлических поверхностей.

В литературе обширно освещены вопросы, соединённые в теории с разбитием конструктивных каркасов фильтров вследствие коррозии. В тысяча девятьсот шестьдесят восьмом этот процесс описал ученый Гаврилко. В свою очередь Милихикер в тысяча девятьсот семьдесят первом году дополнил его теорию, которую поддержали Суреньянц и Трулсен.

Закупорка химическими элементами, или так называемый кольматаж, фильтров случается по нескольким причинам. Первоочередной причиной является коррозия металла. Это основная причина и самая распространенная. Также существует вторая причина, которая встречается реже, но последствия от нее гораздо хуже. Это выпадения соединений, не поддающихся растворению из подземных вод. Напряженность этих процессов напрямую зависит от условий исследования гидрогеологических соотношений. Это такие условия, как состав подземных вод, а также высокая склонность к коррозиям. Осадкообразования, которые провоцируют химическую активность водовмещающих грунтов повышают степень усвоения и исчисления дренажа скважины. К таким же условиям относятся материалы изготовления труб и самих фильтров, их конструкций.

На рисунке 16 представлен фильтр после двухлетнего использования в скважине. В верхней части разборчиво заметны коррозионные порождения, а также сильное зарастание внизу, выполненной с защитным нанесением, следы коррозионной обработки и зарастаний полностью отсутствуют. При реставрации скважин Кольского водозаборного сооружения в Латвийской Советской Социалистической Республике после двухлетнего использования оказалось, что металлическая проволока, из которой изготовлена обмотка фильтра, вытащенного из скважины, обладала явными следами коррозионного разрушения. Если говорить более точно, то она была различной толщины, обладала повышенной ломкостью, отслаивалась. По составу подземных вод всегда отличали повышенный окисел, а также высоким содержанием FeSO, марганца, а также аммиачных соединений. Индекс насыщенности калием равен единице. Превышение содержания углекислотных соединений над равной концентрацией определяло переизбыток СО, разведение защитной пленочки крепкого карбоната натрий аммония и агрессивность водного раствора. При достаточном наличии кислорода, который был растворен, протекала энергичная коррозия металла. При смене вытащенного фильтра на пластмассовый проистекла стабилизация продуктивности восстановленной скважины

В данных условиях скважины, сооруженные в тысяча девятьсот шестьдесят четвертом году и оборудованные фильтрами из группы сетчатых, вышли из строя в тысяча девятьсот шестьдесят шестом. Глубина скважин двадцать метров, диаметр бурения двести семьдесят три миллиметра, диаметр фильтра сто восемьдесят миллиметров, длина его десять метров. Зазор был тщательно засыпан гравием. Удельный дебет во время откачки составил полтора литра в секунду на метр глубины. Вода подавалась для технических нужд предприятия. Срыв работы скважин поясняли зарастаниями фильтров. Это произошло по причине повышения содержания железа в воде. Это подтвердилось и в тысяча девятьсот шестьдесят седьмом году, когда впоследствии обработки данных скважин кислотой, их дебет был восстановлен практически до начального уровня. Следственно, разгрома фильтра не произошло. Но поступления подачи воды снова оборвались. В тысяча девятьсот шестьдесят седьмом году на расстоянии семи метров были произведены бурильные работы и пробурены новые скважины, снабженные пластиковыми фильтрами Московского гидромелиоративного института. Глубина скважин была восемнадцать метров, диаметр бурения четыреста миллиметров, диаметр фильтра двести пятьдесят миллиметров, длина пять метров. Удельный дебет равен одному литру в секунду на метр глубины. Вода была подана центробежными насосами в резервуар с пневматической поддержкой. Число запусков насоса колебалось от десяти до двенадцать раз в час. Разумеется, при повторном и кратковременном режимах работа условия эксплуатации фильтра значительно осложняется. Но, даже не смотря на это, скважина крайне надежно эксплуатируется более 8 лет, абсолютно не снижая своей производительности

Существует безупречный способ борьбы с коррозией. Он заключается в применении пластмасс при изготовлении фильтров. Этот способ нашел огромную популярность в странах Европы. Развитие химической промышленности, и соответственно увеличение производства пластмассовых изделий дает нам горизонт возможностей для более широкого применения столь крепких и устойчивых, обладающих коррозионной стойкостью, материалов для изготовления фильтров. Изделия из пластмассовых материалов очень сильно понижают расходы на транспортировку, более удобны при монтаже и разборке, обладают повышающим коэффициентом к сроку службы скважин.

Но нам стоит обратить внимание и на экономическую сторону вопроса использования фильтров из пластмасс. Замена дорогих дефицитных материалов, таких как латунь, бронза, рациональна с экономической точки зрения. Популярны уже, а также разрабатываются множественные предложения по рационализации технологий употребления пластмасс для множества оборудования, как внешней, так и внутренней части. Эти разработки помогут вытеснить дорогие и дефицитные материалы с рынка производства фильтров для скважин на воду. Уже сейчас эти технологии на стадии окончания разработки. Их успешное применение окажет благоприятное действительное влияние на экономическую составляющую производственного процесса создания качественной фильтрационной продукции.