Циркуляционно-реагентная обработка скважин на воду при помощи пневматического мембранного насоса

В статье представлено описание оборудования установки для восстановления производительности водозаборных скважин путем продольной циркуляционно-реагентной обработки фильтра и прифильтровой зоны. Оборудование включает емкость для реагента, пневматический мембранный циркуляционный насос, размещенный над уровнем воды в скважине, систему трубопроводов и трубчатый гофрированный элемент, помещенный с кольцевым зазором внутрь очищаемого фильтра по всей его длине. Изложен технологический процесс обработки, который предусматривает непрерывную циркуляцию реагента насосом в кольцевом канале, образованном внутренними непроницаемыми стенками гофрированного элемента и наружными проницаемыми стенками фильтра, через отверстия которого реагент проникает в прифильтровую зону и обеспечивает равномерную декольматацию гравийной обсыпки. Обоснованы ключевые преимущества предложенного решения: повышение эффективности декольматации фильтра и прифильтровой зоны, снижение энергопотребления и возможность использования широкого спектра реагентов, включая дитионит натрия. Кроме того, предлагаемое решение обеспечивает снижение трудоемкости технологических операций, проводимых персоналом при обработке скважин, дебит которых снизился. Приведены расчетные схемы движения жидкости для двух эксплуатационных режимов работы оборудования: 1) непрерывной циркуляции реагента в системе «мембранный насос – нагнетательный трубопровод – фильтр скважины – всасывающий трубопровод – мембранный насос»; 2) откачки отработанного раствора из скважины в бак. Для этих режимов составлены уравнения движения реагента и продуктов реакции, которые решены графоаналитическим методом. Приведенная методика гидравлического расчета позволяет получить значения циркуляционного расхода и промывной скорости в зависимости от величины статического уровня воды в скважине, геометрических размеров фильтра и трубопроводов, подобрать необходимое технологическое оборудование. Приведен пример расчета.

1. Price, M. Well Development and Rehabilitation Methods / M. Price // Water Well Journal. 20 March 2025. URL: https://waterwelljournal.com/well-development-and-rehabilitation-methods/ (date of access: 22.12.2025).

2. Make a well pour more water // Water Well Aid. URL: https://waterwellaid.com/cleaning/ (date of access: 22.12.2025).

3. Bruni, M. Well Development & Rehabilitation / M. Bruni, D. Spuhler // SSWM University Course. – URL:https://sswm.info/pt-pt/sswm-university-course/module-4-sustainable-water-supply/further-resources-water-sources-hardware/well-development-%26-rehabilitation (date of access: 22.12.2025).

4. Water Well Maintenance and Rehabilitation // PennState Extension. 26 August 2022. URL: https://extension.psu.edu/water-well-maintenance-and-rehabilitation (date of access: 22.12.2025).

5. New developed bi-rotational-unit significantly increases results of water well rehabilitations using the HPI-Process with high water pressure. Etschel brunnenservice, 2021. URL: https://etbs.de/wp-content/uploads/2023/02/Energie-Wasser-Praxis-02-2021-EN.pdf (date of access: 11.10.2025).

6. Baron, D. High-Pressure Impulses for Well Development and Rehabilitation / D. Baron, L. R. Etschel // Water Well Journal. December 2023. URL: https://etbs.de/wp-content/uploads/2024/01/high-pressure-impulses-for-well-developmentand-rehabilitation.pdf (date of access: 15.10.2025).

7. Patent US 4349073, Int. Cl E21B 37/00, E21B 37/06. Hydraulic jet well cleaning: № 195303: filing date 07.10.1980: publ. date 14.09.1982 / Casper W. Zublin. URL: https://paten-timages.storage.googleapis.com/67/ba/25/462aa2e2002762/US4349073.pdf (date of access: 20.12.2025).

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

9. 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.

10. 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: № 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).

11. 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.

12. 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.

13. 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.

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

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

16. Романенко, В. А. Восстановление производительности водозаборных скважин / В. А. Романенко, Э. М. Вольницкая. Л.: Недра, 1986. 112 с.

17. Реагентная регенерация водозаборных скважин с помощью струйных насосных установок / В. В. Ивашечкин, А. А. Артемчик, Ю. А. Медведева, А. М. Шейко // Наука и техника. 2025. № 6. С. 467–478. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2025-24-6-467-478

18. 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. М.: ФБУ «НТЦ ЯРБ», 2012. 112 с. (Руководства по безопасности в области использования атомной энергии).

19. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик; под ред. М. О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.

20. Шевелев, Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев. 8-е изд., доп. М.: Бастет, 2007. 351 с.

21. Справочник по гидравлическим расчетам / П. Г. Киселев, А. Д. Альштуль, Н. В. Данильченко [и др.]; под ред. П. Г. Киселева. 4-е изд., 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.