К выбору фильтра стоит отнестись с особым вниманием, это очень важно.Буровые фильтры должны соответствовать некоторым требованиям. Давайте разберем их:
1. Фильтр должен обеспечивать беспрепятственный доступ к воде в скважине и при этом не пропускать песок и другие вредные элементы
2. Материал фильтра не должен пагубно влиять на качество воды и противостоять образованию коррозии
3. Должен быть прочным, чтобы устоять перед оказываемым на него давлением, также он не должен истончаться со временем
4. Фильтр должен иметь хорошие технико-экономические показатели
В скважине фильтр выполняет 2 функции.
1) обеспечивает подачу воды, которая не содержит механических примесей
2) предотвращает обрушение скважины.
Конструкция фильтра состоит из 3 частей
- отстойник с пробкой
- рабочая часть фильтра (сам фильтр)
- надфильтровая труба.
Из чего должна быть сделана труба – основа фильтра?
Конечно же, оптимальным с точки зрения прочности и срока службы является нержавеющая сталь, но этот вариант имеет смысл только в случае, если эксплуатационная колонна скважины стальная. Если же Вы выбрали пластиковую трубу в качестве эксплуатационной, основу фильтра придется выбирать также из пластика. Дело в том, что фильтр нужно будет соединить с трубой скважины, а трубы из разных материалов практически невозможно соединить таким образом, чтобы соединение сохраняло герметичность в длительной перспективе. А потеря герметичности соединения, в большинстве случаев – это потеря скважины.
Каркас для фильтрующей поверхности фильтра
Независимо от того, какого типа фильтрующая поверхность у скважинного фильтра, этот слой не должен плотно прилегать к трубе-основе фильтра. В противном случае, работать будут только те фрагменты фильтрующего слоя, которые находятся непосредственно над отверстиями в трубе. Поэтому, между трубой основой и фильтрующим слоем делается жесткий каркас. Обычно – это либо намотанная на трубу-основу проволока с диаметром 2-3 мм (актуально для сетчатых фильтров), либо пруты, расположенные вертикально – обычно такая конструкция у фильтров, где фильтрующую поверхность образует специальная спираль из клиновидной проволоки.
Несмотря на незначительную (на первый взгляд) роль, которую играет каркас для фильтрующей поверхности в скважинном фильтре, материал, из которого он сделан, а также качество его крепления в трубе-основе фильтра напрямую влияют на эксплуатационные характеристики и срок службы фильтра в целом.
Во-первых, каркас постоянно взаимодействует с водой, которая попадает в ствол скважины, а это значит, что материал, из которого он сделан, не должен добавлять в воду ничего лишнего. Особенно это актуально для фильтров, в которых под сетку из нержавеющей стали наматывают каркас из оцинкованной стальной проволоки. Оцинкованная сталь со временем окисляется и начинает отдавать в воду опасный для здоровья оксид цинка.
Во-вторых, вода всегда поступает в ствол скважины под давлением (либо природным, либо созданным насосом), каркас же при этом должен обеспечить стабильное положение, форму и целостность фильтрующего слоя, иначе последний рано или поздно разрушится от перепада внутренних напряжений. Это значит, что каркас должен выдерживать максимальные нагрузки, которые могут возникнуть. Именно поэтому, использование эластичной капроновой нити в качестве каркаса для фильтрующей поверхности возможно только в случае, если сама фильтрующая поверхность настолько-же эластична, т.е. сделана из материала со сходными характеристиками.
Фильтрующая поверхность – проволока, сетка или пластиковое напыление?
Существует два основных типа фильтрующих поверхностей для скважинных фильтров – сетка и специальная клиновидная проволока, намотанная спиралью на каркас. В первом случае максимальный размер частиц, которые будут задерживаться фильтром, определяется размером ячейки сетки, во втором – шагом обмотки и формой самой проволоки.
Нужно сказать, что у обоих типов конструкции фильтра есть свои преимущества и недостатки, многие из которых перечислять не имеет особенного смысла, поскольку они больше связаны с технологией производства. Для потребителя
же важно следующее:
1. Сетчатые фильтры менее чувствительны к локальным повреждениям. Если по каким-либо причинам будет разрушена одна или несколько ячеек сетки – через фильтр в скважину будут попадать более крупные частицы, но только в месте «разрыва» — остальная площадь фильтрующей поверхности не пострадает и сохранит свои фильтрующие свойства. Если же будет повреждена обмотка проволочного фильтра – фильтр потеряет свои характеристики на всем отрезке между соседними точками крепления обмотки к каркасу в месте прорыва.
2. В качественном проволочном фильтре проволока крепится (пайкой) к каркасу в каждой точке соприкосновения. Благодаря этому, а также тому, что толщина проволоки обычно превышает толщину сетки, качественный проволочный фильтр потенциально прослужит намного дольше. Речь идет, повторюсь, про качественные каркасно-стержневые (проволочные) фильтры, которые изготовить в кустарных условиях практически невозможно.
3. Качественно изготовить сетчатый фильтр намного проще, чем проволочный, а потому сетчатый фильтр при сходном качестве с проволочным будет стоить заметно дешевле. При этом, преимуществом проволочного фильтра будет более высокая прочность и долговечность фильтрующего слоя. В целом, хорошие сетчатые фильтры из нержавеющей стали, при условии качественной обсыпки, успешно служат 30-50 лет,
поэтому в большинстве случаев переплачивать за более дорогой фильтр особенного смысла нет.
4. Фильтр С пластиковым напылением тоже является хорошим вариантом. Защитно-фильтрующие покрытия фильтра препятствуют попаданию твердых частиц из водоносного горизонта, в том числе пылеватых песков, в фильтрационную колонну.
Для чего нужен отстойник?
Даже в случае, если фильтр скважины выполнен и установлен (обсыпан) качественно, попадание каких-то твердых частиц в скважину, пусть очень мелких и в небольшом количестве, тем не менее, неизбежно. Если не предусмотреть места, куда они могли бы оседать – скважина будет заиливаться значительно быстрее, кроме того, повышается риск попадания твердых частиц в насос, что может привести к досрочному выходу его из строя.
Поэтому, ниже скважинного фильтра всегда делают отрезок трубы с глухим дном, который называют отстойником для шлама.
В фильтрах с частицезадерживающими отверстиями выносу в артезианскую скважину частиц водовмещающих пород препятствуют достаточно малые отверстия (или поры) фильтра. Частицы пород, накладываясь на щели или дыры, значительно сужают их живое сечение. Это приводит к увеличению гидравлических сопротивлений и способствует ускорению химической закупорки.
В гравийных фильтрах эти явления проявляются в значительно меньшей степени. Гравитационные фильтры имеют широкие водоприемные отверстия, в которых грунт удерживается от выноса под действием силы тяжести. К ним относятся колокольные, чашечные, тарельчатые, зонтичные, донные и др. В отверстиях гравитационных фильтров грунт имеет свободную поверхность, не стесненную дырчатыми стенками или сетками.
Основные причины выхода скважин из строя.
Выход скважин из строя вызван пескованием фильтров, разрушением их вследствие коррозии, зарастания и кольматации водоприемной поверхности продуктами коррозии и гидрохимическими отложениями. Эти процессы часто проявляются одновременно.
Пескование скважин, сопровождающееся длительным выносом через фильтр водоносной породы, происходит из-за неправильного подбора или разрушения водоприемной поверхности. В результате внутренняя полость скважины заносится песком, дебит ее снижается. Пескование ведет к быстрому износу насосов. Возникающие при интенсивном и длительном песковании смещения водоносных пластов и кровли приводят к образованию провальных воронок около устья и разрушению обсадных колонн. Пескование усиливается при пульсации давления, гидравлических
ударах, чрезмерном понижении динамического уровня, вибрации и т. п. В то же время пескование скважин в период строительных откачек до полного осветления воды или при разглинизации необходимо, так как оно способствует образованию вокруг фильтра зоны с повышенной проницаемостью.
Коррозия фильтров, вызываемая сложными электрохимическими, физическими и микробиологическими процессами, сопровождается разрушением конструкции, а также отложением на поверхности и внутри фильтров продуктов коррозии.
При обычных для подземных вод значениях протекает кислородная коррозия, электрохимическая природа которой связана с кислородной деполяризацией катодных участков гальванических коррозионных пар на поверхности металлических фильтров.
Коррозионные пары образуются вследствие неоднородной поверхности металла, при разнородных металлах (стальная труба и латунная сетка или медная проволока и т. п.). Коррозии могут способствовать химический состав подземных вод, условия эксплуатации скважины и пр. С повышением содержания кислорода скорость коррозии увеличивается. Интенсивная коррозия металла наблюдается, как правило, на участках с большим притоком кислорода.
В щелочной среде коррозия протекает медленнее, так как на металле образуется прочная защитная пленка окислов. Воды с высокой карбонатной жесткостью склонны к образованию сплошного накипного осадка карбоната кальция и магния. Осадок может уменьшить среднюю скорость коррозии, но при этом возрастает опасность закупорки водоприемных отверстий. Неравномерность обрастаний и наличие свободных участков образуют на фильтре зоны с различными потенциалами, в результате появляются глубокие местные разрушения. При уменьшении пленка окислов обладает слабым защитным свойством, а коррозия поверхности металла протекает более равномерно.
В кислой среде коррозия проходит весьма интенсивно. С повышением температуры скорость коррозии возрастает. Повышение солесодержания приводит к увеличению электропроводности воды и интенсификации коррозии металла. Коррозионная активность минерализованных подземных вод объясняется наличием значительного количества ионов хлора и сульфата.
Подведем итоги
Наиболее надежным и эффективным фильтром для скважины на песок очевидно является каркасно-стержневой (проволочный) фильтр из нержавеющей стали, причем из нержавейки при этом должны быть сделаны все его элементы – труба-основа с отстойником, каркас и фильтрующая поверхность. Ну и сделан такой фильтр должен быть качественно, то есть только в заводских условиях и на современном оборудовании. Соответственно, стоимость таких фильтров достаточно высока, а потому они не пользуются массовой популярностью.
На пластиковой трубе установка такого фильтра является проблематичной, поскольку пластик и нержавеющая сталь имеют разные характеристики, что со временем может привести к образованию зазоров между фильтровой поверхностью и трубой-основой.
Сеточные фильтры из нержавейки также имеют достаточно хорошие эксплуатационные характеристики и имеют при
этом заметно более низкую себестоимость, чем каркасно-стержневые. Кроме того, такой фильтр вполне можно изготовить даже самостоятельно, без особенного ущерба для качества. Только для этого необходимо приобрести качественные составляющие. Именно поэтому такая конструкция фильтра является самой распространенной в сфере устройства индивидуальных скважин на воду.
Сетчатый фильтр однозначно лучше из нержавеющей стали, при этом проволока, которая используется как каркас для сетки и как ее крепеж также должны быть сделаны из нержавейки. Благодаря тому, что сетку можно разместить на каркасе внахлест, фильтр такой конструкции также можно устанавливать на пластиковых эксплуатационных трубах.
Важно учитывать, что часто бурильщики, с целью привлечения клиентов, включают в стоимость бурения фильтр «из нержавейки», в котором из нержавеющей стали сделана только сетка. Проволока же, используемая как каркас и как наружное крепление сетки, в этих случаях нередко сделана из оцинкованной стали. От такого фильтра лучше отказаться, несмотря на его «бесплатность», поскольку оцинкованная сталь «проживет» в воде не более 5-7 лет, и со временем будет отдавать в воду опасный для здоровья оксид цинка.
Фильтры же, в которых сетка и/или каркас сделаны из пластика, капрона, полиэтилена или других органических соединений вполне могут быть достойной заменой металлическим, при условии, что монтаж фильтра в скважину будет без значительных механических нагрузок.
