Реагентная регенерация водозаборных скважин с помощью струйных насосных установок

В статье приведены три варианта схем установок для циркуляционно-реагентной обработки фильтров водозаборных скважин, которые позволяют применять как жидкие, так и порошкообразные реагенты. Основными элементами установок являются: емкость с реагентом, один или два реагентных насоса, подсоединенных последовательно, система трубопроводов, струйный насос, установленный под уровнем жидкости в скважине, гофрированная пластиковая труба, помещенная с кольцевым зазором внутрь очищаемого фильтра. Задача технологического оборудования – создание адресной циркуляции реагента снаружи гофрированной трубы в фильтре и прифильтровой зоне скважины, снизившей дебит. Это обеспечивает эффективную и равномерную обработку фильтра, уменьшает объемы миграции реагента в водоносный пласт. Разработана расчетная схема движения реагента в системе «емкость с реагентом – фильтр – водоподъемная колонна – струйный насос – емкость с реагентом», составлена система уравнений движения реагента. Описана методика расчета системы уравнений графоаналитическим методом, позволяющая получить значения циркуляционного расхода и промывной скорости в концентрическом кольцевом канале между внутренними поверхностями фильтра и гофрированной пластиковой трубы, а также подобрать параметры технологического оборудования установки для обработки скважины с заданной глубиной и положением статического уровня воды. Приведен пример расчета.

1. Гаврилко, В. М. Фильтры буровых скважин / В. М. Гаврилко, B. C. Алексеев. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1985. 334 с.

2. Ивашечкин, В. В. Ремонтопригодные водозаборные скважины / В. В. Ивашечкин, П. А. Автушко; под. ред. В. В. Ивашечкина. Минск: БНТУ, 2016. 228 с.

3. Тесля, В. Г. Циркуляционная регенерация скважин и пласта: дис. … канд. техн. наук: 04.00.06 / В. Г. Теcля; ВНИИ водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии. М., 1986. 144 c.

4. Ивашечкин, В. В. Регенерация скважин и напорных фильтров систем водоснабжения / В. В. Ивашечкин, А. М. Шейко, А. Н. Кондратович; под ред. В. В. Ивашечкина. Минск: БНТУ, 2008. 276 с.

5. Patent US 3945436 A, Int. Cl E21B 33/124, E21B 33/127, E21B 43/24. Method and Apparatus for Cleaning Well Liner and Adjacent Formation: No 39111: Filing Date 07.01.1975: publ. date 23.03.1976 / R. Nebolsine. – URL: https://patents.google.com/patent/US3945436A/en?oq=US+3945436 (date of Access: 01.03.2025).

6. Патент SU 1182129 A, МПК E21B 37/06 (2006.01), E03B 3/18 (2006.01), E21B 43/22 (2006.01). Устройство для циркуляционной обработки скважин на воду: № 3721443/23-26: заявлено 02.02.1984: опубл. 30.09.1985 / В. С. Алексеев, Г. М. Коммунар, В. Г. Тесля; заявитель Всесоюзный научно-исследовательский ин-т канализации, водоснабжения, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии. 3 с.

7. Патент BY 21422, МПК E03B 3/15 (2006.01). Устройство для реагентной обработки скважины: № a 20140394: заявлено 16.07.2014: опубл. 30.10.2017 / В. В. Ивашечкин, А. Н. Курч, Ю. С. Машук, И. Е. Иванова; заявитель Белорусский национальный технический университет. 3 с.

8. Патент BY 10296, МПК E21B 43/00 (2006), E03B 3/00 (2006). Устройство для реагентной обработки скважины: № а 20051082: заявлено 09.11.2005: опубл. 28.02.2008 / И. А. Герасименок, Ан. М. Шейко, В. В. Ивашечкин, Ал. М. Шейко; заявитель Белорусский национальный технический университет. 4 с.

9. Каменев, П. Н. Гидроэлеваторы в строительстве / П. Н. Каменев. М.: Стройиздат, 1970. 414 с.

10. Соколов, Е. А. Струйные аппараты / Е. А. Соколов, Н. М. Зингер. 2-е изд. М.: Энергия, 1970. 288 с.

11. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

12. Сизов, Г. Н. Гидравлические расчеты специальных систем речных танкеров / Г. Н. Сизов. Л.: Судостроение, 1976. 288 с.

13. Лямаев, Б. Ф. Гидроструйные насосы и установки / Б. Ф. Лямаев. Л.: Машиностроение, 1988. 268 с.

14. Myrzakhmetov, B. Method for Computational Modeling of Jet Pump Operation Modes for Transport of Productive Uranium Solutions // Transport Problems 2020: Conf. Materials XII Intern. Scientific Conference IX Intern. Symposium of Young Researchers / Silesian Univ. of Technology; ed. of chief A. Sładkowski. Gliwice, 2020. P. 528–538.

15. Калачев, В. В. Струйные насосы: теория, расчет и проектирование / В. В. Калачев. М.: Филинъ: Омега-Л, 2017. 418 с.

16. Паневник, Д. А. Повышение энергоэффективности использования скважинных струйных насосов / Д. А. Паневник, А. В. Паневник // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 5. С. 462–471. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-5-462-471.

17. Carpenter, C. Carpenter Surface Jet Pumps Enhance Production and Processing / C. Carpenter // Journal of Petroleum Technology. 2014. Vol. 66, No 11. P. 134–136. https://doi.org/10.2118/1114-0134-jpt.

18. Ивашечкин, В. В. Расчет гидроэлеваторной установки для очистки водозаборных скважин от песчаных пробок / В. В. Ивашечкин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. Т. 59, № 1. С. 79–90. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-1-79-90.

19. Руководство по безопасности. Расчетные соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования ядерных энергетических установок с жидкометаллическим теплоносителем: РБ-075–12. Введ. в действие с 31 авг. 2012 г. / Федер. служба по эколог., технолог. и атом. надзору; [разраб.: И. Р. Уголева, В. П. Бобков, И. П. Смогалев]. М.: ФБУ «НТЦ ЯРБ», 2012. 112 с. (Руководства по безопасности в области использования атомной энергии.)

20. Шевелев, Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев. 11-е изд., доп. М.: Бастет, 2016. 428 с.

21. Справочник по гидравлическим расчетам / П. Г. Киселев, А. Д. Альштуль, Н. В. Данильченко [и др.]; под ред. П. Г. Киселева. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1972. 238 с.

22. Курганов, А. М. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения: справ / А. М. Курганов, Н. Ф. Федоров. 3-е изд. Л.: Стройиздат: Ленингр. отделение, 1986. 440 с.