Фильтры

Фильтры предназначены для поддержания стенок скважины в зоне продуктивного пласта в устойчивом состоянии и предотвращения попадания в эксплуатационную колонну механических примесей. В скальных устойчивых против обрушения породах фильтры не применяют и водоприемная часть скважины представляет собой открытый ствол.

Основные габаритные размеры фильтра рассчитывают по формуле

(9.7.)

где Q —проектный дебит, м³/ч; L — длина рабочей части фильтра, м; D — диаметр фильтра, мм; α — коэффициент, учитывающий фильтрационные свойства пласта.

Ниже представлены фильтрационные свойства пласта.

Порода водоносного пласта	Коэффициент фильтрации, м/сут	Коэффициент α
Песок:     мелкозернистый     среднезернистый     крупнозернистый	2-5 5-10 15-30	90 60 50
Гравий	30-70	30
Песчаник трещиноватый	10-70	60-30

Диаметр фильтра должен быть более 90 мм, что позволит проводить его ремонт; в наблюдательных скважинах диаметр фильтра составляет 50-73 мм.

Длина фильтра эксплуатационных скважин должна быть менее 10 м.  В случаях, когда водоносный пласт имеет большую мощность, фильтр устанавливают в части, где имеют место интенсивные водопритоки.

Проектный дебит (м³/сут) рассчитывают по уточненной формул Дюпюи 

(9.8)

где К — коэффициент фильтрации пород, м/сут; L — длина фильтра  м;  S—понижение уровня  при  откачке,  м;  h_ф — гидравлическое сопротивление фильтра, м; h_тp - гидравлическое сопротивление водоподъемных труб, м; R — радиус влияния (депрессионная водонка), м; r—радиус фильтра; ξ₁— коэффициент сопротивления по степени вскрытия пласта; ξ₂ ~- коэффициент сопротивления по характеру вскрытия пласта.

Если скважина совершенна (длина фильтра L равна мощности пласта m), ξ ₁ = 0. В случае, когда L<m и фильтр расположен в различных участках пласта, ξ₁ может достигать 10—15. Коэффициент характеризует несовершенство фильтра по характеру вскрытия пласта. В случае его кольматации ξ ₂ может достигать значений 50—70 и более, особенно значительная кольматация прифильтровой зоны имеет место при поглощении пластом большого объема глинистого раствора и т. п.

Загрузка фильтра по его длине неравномерна: чем выше дебит, тем в большей мере загружен его верхний участок, на котором имеют место наибольшие входные скорости фильтрации и возможна высокая степень пескования фильтра.

В породах, склонных к обрушению, устанавливают различные каркасные фильтры. Если водоносный пласт представлен известняками, гравелистыми и песчаными породами, то используют каркасы с круглыми или щелевыми отверстиями различного размера (см. рис. 9 2)

На рис. 9.6 и 9.7 представлены фильтры и детали проходного отверстия типа мост. Менее совершенными, в гидравлическом смысле являются сетчатые и фильтры  с  намоткой  круглой  формы.

Гравийно-обсыпные фильтры обеспечивают устойчивый водоотбор и используются при сооружении эксплуатационных и дренажных скважин в мелкозернистых и средне зернистых песках. Подробнее...