Фильтрующий гравий

Выбор фильтровального гравия

При строительстве скважин на песчаный водоносный горизонт, в большинстве случаях, буровой мастер использует гравийную засыпку. При этом пробуренная скважина должна обеспечивать установку колонны обсадных труб, а также надежную укладку сыпучих материалов. Эта операция, безусловно, важна, поскольку с современными нержавеющими материалами значительно увеличивает ресурс работы скважины.

Задачи и требования к фильтровальному гравию

Фильтровальный гравий ни в коем случае не должен задерживать все песчинки водоносного горизонта. Эта опасность существует для мелкого выбранного гравия, что имело бы следствием внешнее уплотнение (внешний кольматаж). Ширина щелей фильтра (ячейки) не должна выбираться слишком маленькая, чтобы проходящие через фильтровальный гравий частицы песчаной породы, как при удалении песка, так и во время эксплуатации, собирались перед щелями (внутренний кольматаж).

Поэтому ширина щелей никогда не должна быть меньше, чем частицы водоносной породы, из которых удаляется песок и которые могут проходить через уложенный у фильтра фильтровой гравий.

Предъявляемые к фильтровальному гравию требования перечислены в норме DIN 4924:

В качестве фильтровального гравия и песка для скважных фильтров должен поставляться только природный песок и гравий, без обломков и осколков. Форма отдельных зерен должна быть близкой к форме шара.
У фильтровального гравия и песка для скважных фильтров поверхность зерна должна быть гладкой.
Фильтровальный песок и гравий должны состоять из чистого кварца (ок. 96% SiO2) и содержать посторонних веществ, как например, глина, мел, полевой шпат и железо, не более 4%.
Любая доля зерна наименьшего и наибольшего размера не должна превышать 10%. По требованию также поставляются анализы просеивания.
Фильтровальный песок и гравий должны перевозиться только в чистых транспортных средствах, храниться на подкладках и при необходимости укрываться.

Примерно одинаковый размер зерна фильтровального гравия, песка (т.е. монофракция), гарантирует полезную площадь пор (порового пространства) более 30%. Если принимать в расчет неравномерную форму зерен фильтровального гравия, то свободная пропускная поверхность фильтровального гравия будет на 20% больше, чем свободная входная поверхность (т.е. скважность) фильтров изготовленных из традиционных материалов.

Большая доля более крупных и более мелких частиц или даже широкий диапазон размерности гравия могут снизить эти хорошие показатели!

Взятие и выбор проб

Точность и тем самым возможность выводов на основании кривой распределения зернистости во многом зависит от пробы почвы, которая была просеяна.

Буровые пробы, взятые при бурении с обратной промывкой, по причине высокой скорости подъема раствора по трубам существенно более правильные и несмешанные, чем буровые пробы, взятые при бурении с прямой промывкой. Так как при шнековом бурении буровые пробы подаются буровым инструментом, опасность смешения очень невелика.

Схема подбора фильтровального гравия согласно DIN 4924

Забор соответствующей пробы	Всегда выбирайте самую неблагоприятную пробу из отобранных при бурении или ситового анализа!
Деление пробы	Метод квартования предотвращает фальсификацию пробы.
Просушивание пробы	Либо в сушильной печи, либо на противне над огнем
Взвешенное количество	Взвешенное количество должно быть от 1 до 2 кг, чтобы его можно было измерить.
Просеивание	Сита сортировать, начиная с наименьшего до наибольшего (20мм). Достаточно времени просеивания 10 мин.
Результат взвешивания	Остатки в отдельных ситах пересыпаются в небольшие емкости и взвешиваются.
Таблица/ остатки по отдельности в г	Отдельные остатки в граммах соотносятся с соответствующим размером гранул и вносятся в графу 1.
Таблица/ пересчет отдельных остатков в %	Отдельные остатки рассчитываются в % с помощью умножения значения графы 1 на 100 и делением на общий сухой вес.
Таблица/ степень проходимости через сито в %	Степень проходимости через сито высчитывается в %, вычитая каждый отдельный остаток, начиная со 100%.
Нанесение суммарной кривой в диаграмме	Степень проходимости через сито в % соотносится с соответствующим размером гранул, отмечается на диаграмме, и затем по этим точкам соединяется кривая рассева
Определение dg, Fg и Ds	Номинальный размер dg , коэффициент фильтрации Fg и диаметр засыпаемых гранул Ds определяется по заданию.
Выбор группы засыпаемых гранул по DIN 4924 или DIN 19623	Из группы гранул выбрать подходящую, в случае сомнения выбирать меньшую группу засыпаемых гранул.

Более подробную информацию смотрите здесь.