установка обезжелезивания подземных вод в пласте

Формула изобретения

Установка обезжелезивания подземных вод в пласте, содержащая водозаборную скважину с водоподъемным устройством, водовод, трубопровод подачи воды из скважины, аэратор, установленный в трубопроводе подачи воды в скважину, и регулирующие задвижки, отличающаяся тем, что она снабжена силовым насосом, а водоподъемное устройство выполнено в виде гидроприводного насоса с гидравлическим пакером, полость которого сообщена с трубопроводом подачи рабочей жидкости в этот насос, при этом через регулирующие задвижки к входу силового насоса подключены трубопровод подачи воды из скважины и водовод, а к выходу силового насоса трубопровод подачи рабочей жидкости в гидроприводной насос, трубопровод подачи воды в скважину и водовод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области подготовки воды для промышленных и бытовых нужд и может быть использовано в системах водоснабжения.

Известна установка обезжелезивания подземных вод, содержащая водозаборную скважину с водоподъемным устройством и водовод, напорный трубопровод, соединяющий скважину с водоводом, и трубопровод подачи воды из водовода в скважину с установленным на нем аэратором [1]

Основной недостаток известной установки слабая аэрация воды в водоносном пласте.

Наиболее близкой к изобретению является установка обезжелезивания подземных вод в пласте, содержащая водозаборную скважину с водоподъемным устройством, водовод, трубопровод подачи воды из скважины, аэратор, установленный в трубопроводе подачи воды в скважину, регулирующие задвижки [2]

Недостатком этой установки является то, что она также не обеспечивает глубокого проникновения воздуха или водовоздушной смеси в водоносный пласт.

Технической задачей, изобретением, является повышение производительности установки за счет увеличения объема воздуха и глубины его проникновения в водоносный пласт.

Для решения этой задачи установка обезжелезивания подземных вод в пласте, содержащая водозаборну скважину (или группу скважин) с водоподъемным устройством, водовод, трубопровод подачи воды из скважины, аэратор, установленный в трубопроводе подачи воды в скважину, и установленные в трубопроводах регулирующие задвижки, дополнительно снабжена силовым насосом, а водоподъемное устройство выполнено в виде гидроприводного насоса с гидравлическим пакером, полость которого снабжена полостью трубопровода подачи рабочей жидкости в этот насос. Обвязка установки выполнена так, что через регулирующие задвижки, например вентили, к входу силового насоса подключены трубопровод подачи рабочей жидкости в гидроприводной насос, водовод и трубопровод подачи воды в скважину.

На фиг. 1 дана схема установки обезжелезивания подземных вод в пласте, на фиг. 2 гидроприводной насос с гидравлическим пакером.

Установка обезжелезивания подземных вод в пласте состоит из водозаборной скважины 1 с герметичным оголовком 2 и гидроприводным, например, струйным насосом 3, снабженным гидравлическим пакером 4, водовода 5 и трубопровода 6 с задвижкой 7 для подачи воды из скважины, соединяющего водовод 5 и водозаборную скважину 1 через соединенные между собой параллельно трубопроводы 8 и 9 со счетчиками 10 и 11 воды и задвижками 12 и 13 соответственно. Задвижка 13 на трубопроводе 9 установлена до счетчика 11 по ходу движения воды. К трубопроводам 6, 8, 9 подключен приемный трубопровод 14 силового насоса 15, нагнетательный трубопровод 16 которого разветвляется на трубопровод 17 с задвижкой 13 для подачи воды к насосу 3 и на трубопровод 19 с регулирующим устройством 20 для подачи воды в трубопровод 9.

Трубопровод 21 с задвижкой 22 служит для подключения аэратора 23 к трубопроводу 17. К аэратору подведен воздухозаборный патрубок 24 с обратным клапаном 25. Водовоздушная смесь из аэратора подается трубопроводом 26 в трубопровод 6 между задвижкой 7 и оголовком 2. К входу силового насоса 15 трубопроводом 27 с задвижкой 28 подключен бак 29 с водой для запуска насоса.

Герметичный оголовок 2 снабжен патрубком 30 с регулирующим клапаном 31 для выпуска избытка воздуха.

Струйный насос 3 установлен в скважине на колонне труб (трубопроводе) 32, по которой к нему подается рабочая жидкость от силового насоса 15.

Полость пакера 4 сообщена с полостью трубопровода 32. При подаче рабочей жидкости по трубопроводу 32 пакер 4 раздувается и перекрывает кольцевой зазор меду трубопроводом 32 и скважиной 1.

Для первого запуска бак 29 заполняют из водовода 5 или привозной водой. Исходное положение задвижек и клапанов закрыто.

Для откачки воды из водозаборной скважины открывают задвижку 28 и запускают силовой насос 15. Открывают задвижку 18 и вода (рабочая жидкость) по трубопроводом 16, 17, 32 поступает в струйный насос 3, при этом пакер 4 перекрывает кольцевой зазор между трубопроводом 32 и стенками скважины. Вода, поступающая из пласта 33 в скважину, подсасывается в струйный насос. При открытых задвижках 7 и 13 вода из скважины по трубопроводу 6 поступает частично в трубопровод 14 и частично в трубопровод 9, а затем в водовод 5. После заполнения бака 29 задвижку 28 закрывают и вода по трубопроводу 14 поступает на вход силового насоса 15. Когда напора струйного насоса 3 недостаточно для подачи воды в водовод 5, закрывают задвижку 13 и открывают регулятор 20 и вода в водовод 5 начинает поступать по трубопроводам 19 и 9 под давлением силового насоса 15. Давление в трубопроводах 16, 17 и 32 определяется диаметром рабочего насадка струйного насоса и регулирующим устройством 20, которое открывается или закрывается в зависимости от давления в водоводе 5.

Для перевода установки на режим закачки аэрированной воды в водоносный пласт 33 задвижки 7, 13 и 18 закрывают (регулятор 20 закрыт), а задвижки 12 и 22 открывают. Вода из водовода 5 по трубопроводам 8 и 14 поступает на прием силового насоса 15, который через открытую задвижку 22 подает воду в аэратор 23, выполненный, например, в виде эжектора, водовоздушная смесь из аэратора по трубопроводам 26 и 6 под давлением подается в оголовок 2. Давление нагнетания аэрированой воды в скважину 1 регулируется клапаном 31, при этом избыток воздуха выбрасывается в атмосферу. Аэрированная вода по кольцевому пространству, обтекая сжавшийся пакер 4, поступает на забой скважины и продавливается в пласт 33. Объем закачки контролируется по счетчику 10.

В результате применения изобретения зона "зарядки" водовмещающих пород кислородом воздуха значительно расширяется, создается геохимическая окислительная обстановка, которая обеспечивает очистку воды до требуемых показателей. При отборе пластовой воды, поступающей с периферии в зону "зарядки", происходит окисление железа и марганца адсобрированным кислородом. После "зарядки" пласта установка вновь переводится на режимоткачки воды из скважины.

Для нормального обеспечения потребителей водой необходимо оборудовать установками не менее двух водозаборных скважин, которые должны работать в противофазе, т.е. одна установка работает в режиме "откачки", а вторая в режиме "закачки".