Методы расчета дебитов скважин и параметров производительности насоса- Формулы расчета и работы скважины на воду

Одной из характеристик пробуренной скважины является скорость поступления из пробуренного подземного пласта или отношение объема к определенному временному промежутку. Получается, что дебит скважины – это её работоспособность, измеряющаяся в м

3

/час (секунда, сутки). Значение дебита скважины необходимо знать при выборе производительности скважинного насоса.

Факторы, определяющие скорость наполнения:

• Объем водоносного слоя;
• Скорость его истощения;
• Глубина залегания грунтовых вод и сезонные изменения уровня воды.

Процедура проведения расчета скважины

Работники компании составляют протокол осмотра скважины и акт передачи в пользование.

Процедуры являются обязательными, поскольку дают возможность получить документальное подтверждение исправности конструкции, возможности введения ее в эксплуатацию.

В документацию вносят геологические параметры и технологические характеристики :

• Постоянный уровень воды в скважине в состоянии покоя. Измерение проводят в метрической системе от грунта до верхнего уровня воды.
• Глубину водного слоя, либо высота фильтра обсадной трубы над дном скважины.
• Уровень воды в динамике в процессе работы насоса, при этом водный уровень опускается на пару метров. Эти данные необходимы для расчета глубины опускания насоса.
• Параметры отдачи воды под воздействием нагрузки, которые получают при расчете параметров. Характеристики имеют название – дебит скважины.

Расчет производительности скважины на воду оценивают при помощи определения дебита.

Для вычисления дебита пользуются стандартной формулой:

D = (V_ч х H) : (h_c – h_д)

Полученная величина дает возможность получить представление о мощности водозабора.

Расшифровка формулы:

• h_c – уровень воды в статике;
• h_д – уровень воды в динамике.
• D – дебит;
• V – продуктивность работы насоса;
• H – высота столба воды;

Пример расчета скважины:

• глубина скважины – 60 м;
• продуктивность насоса (V) – 2 м

  3

  /ч;

• уровень в статике (h_c) – 40 м;
• уровень в динамике (h_д) – 32 м;
• высота столба воды (H) 60 – 40 = 20 м.

После подстановки данных, получается расчет дебита – 5 м

3

/ч.

Для того, чтобы проверить правильность подсчета, запускают пробную качку воды на большой мощности насоса. Это позволяет улучшить показатели динамики

На практике для точности расчета пользуются второй формулой. После получения значений дебита, определяют средний показатель, позволяющий точно определить рост продуктивности при увеличении динамики на 1 м.

Формула расчета:

Dуд = D2 – D1/H2 – H1

• Dуд – дебит удельный;
• D1, H1 — показатели первого испытания;
• D2, H2 — показатели второго испытания.

Чем ниже уровень водоотдачи, тем значительней разница уровней, и тем меньше результат величины.

Исходя из показателей, делают вывод о низком качестве скважины.

Лишь при помощи проведения исчислений подтверждается правильность выполнения исследований и бурения водозабора.

Расчетные характеристики на практике

Знакомство с методами расчета водозаборной скважины провоцирует возникновение вопроса – зачем нужны эти знания обычному пользователю водозабора? Здесь важно понимать, что водоотдача – единый способ оценивания работоспособности скважины, для того чтобы удовлетворить потребность жильцов в воде до подписания акта приема-передачи.

Чтобы в дальнейшем не возникало проблем, действуйте следующим образом:

• Расчет проводится с учетом количества жильцов дома. Средний показатель потребления воды – 200 л на одного человека. Сюда прибавляют расходы на хозяйственные нужды и техническое использование. При расчете на семью из 4-х человек получаем наибольшее потребление воды 2,3 кубометра/час.
• В процессе составления договора в проекте берется значение продуктивности водозабора на уровне не меньше 2,5 — 3 м

  3

  /ч.

• После завершения работ и расчета уровня скважины, производят откачку воды, замер динамики и определение водоотдачи при наибольшем расходе домашнего насоса.

Проблемы могут возникнуть на уровне расчета дебита скважины на воду в процессе контрольной выкачки насосом, принадлежащим компании исполнителю.

Сила отдачи воды насосом небольшой мощности и агрегатом с заданной продуктивностью могут иметь разительные отличия.

Скорость прилива при маленьком расходе может удовлетворить поддержание показателя динамики, которого хватит для продуктивности насоса.

Выкачка воды агрегатом с большой мощностью, даже при оптимальных показателях дебита на первом опыте, скорости наполнения может не хватить для поддержания уровня воды в динамике.

Чем это грозит? В засушливый период, с учетом получения оптимальных показателей водозабора, воды не хватит для удовлетворения потребностей дома.

Для оптимального вычисления дебита необходимо провести его для насосов с разной мощностью.

Для этого используют формулу:

Dу = (U₂ – U ₁) : (h₂ – h₁)

• U₁ — расход слабого насоса;
• U₂ – расход мощного насоса;
• h₁ – показатель уменьшения уровня воды для слабого насоса;
• h₂ – показатель уменьшения уровня воды для мощного насоса;
• Dу – высота столба воды.

Расчет водоотдачи осуществляют путем умножения величины удельного дебита на высоту столба, от поверхности воды до входа в отверстие насоса для забора.

Статический уровень определяют при помощи поплавка или грузика с малым весом, которые цепляют на метровом расстоянии, при помощи шнурка из капрона. Данный метод используют для замера глубины воды в колодце. Опуская грузик нужно сделать пометку на шнуре. Определяют наиболее слабое место и получают показатель статики. Дистанция до отверстия в насос измеряют по длине шланга и добавляют к значению длину корпуса.

Продуктивность работы скважины измеряется м

3

/час (секунду, сутки). Показатель дебита скважины определяют при выборе продуктивности работы насоса для воды.

Рекомендации специалистов

Моменты, которые определяют скорость наполнения скважины водой:

• Объем слоя воды;
• Быстрота его уменьшения;
• Глубина залегания грунтовых вод и изменения уровня в зависимости от сезона.

Скважины с продуктивностью забора воды менее 20 м

3

/сут., считаются малопродуктивными.

Причины низких показателей дебита:

• особенности гидрогеологической ситуации местности;
• изменения грунтовых вод в зависимости от времени года;
• замусоривание фильтров;
• засоры в трубах, которые подают воду наверх либо их дефлорация;
• естественный износ насоса.

Если после ввода скважины в работу обнаружены проблемы, это говорит о том, что на стадии расчета параметров были ошибки. Поэтому этот этап – один из самых важных, который нельзя упускать из виду.

Для того чтобы увеличить продуктивность работы водозабора, увеличивают глубину скважины с целью вскрытия дополнительного слоя воды.

Также, используют методы выкачки воды опытным путем, применяют химическое и механическое воздействия на водные слои, либо переносят скважину в другое место.

Что это такое?

Отвечая на вопрос о том, что такое дебит скважины, имеется в виду объем жидкости, который мы сможем получить за указанный промежуток времени.

Говоря об объеме, имеют в виду количество кубических метров воды, которые будут выкачаны за 1 час. Этот факт зависит от многих критериев, в том числе и от выбора оборудования.

Понимая процедуру бурения, мы сразу же рассматриваем такое понятие, как диаметр скважины. При этом, в зависимости от выбора места бурения, дебит скважин с двумя одинаковыми диаметрами может быть разным. Как мы и сказали ранее, он зависит от выбора оборудования и определяется количеством водных масс, которым наполнится скважина за промежуток времени.

В некоторых случаях за 1 час может быть выкачано порядка 4 кубических метров воды, что характеризует скважину как источник с небольшим дебитом. Иногда при равном диаметре можно выкачать до 300 кубометров.

Заранее определить, какой будет ваша скважина, достаточно трудно. В основном, если организация уже не раз бурила в вашем районе, то представители компании знают, на какую глубину нужно бурить, чтобы воды хватило под ваши нужды. В остальном количество воды определяется использованием мощного насоса, либо с помощью эрлифта.

Динамика, статика и высота столба воды

Давайте детально разберемся в основных понятиях:

• Под уровнем статического формата понимается величина, где расположена вода, когда ее не выкачивают.
• Что касается динамического показателя, то этот критерий представляет собой разницу между притоком и оттоком воды во время водозабора.
• Высотой водного столба называют фактическое расположение воды относительно дна. Что касается производительности насоса, то здесь определяют объем жидкости, который можно перекачать за час.

Говоря про замер дебита скважины, рассматривая все вышеперечисленные понятия, крайне важно выделять именно статический уровень отметки воды. Для этого следует не трогать воду в промежуток времени не менее часа. Именно за это время будет набран столб воды, равный статическому параметру. Затем скважину сливают, засекают время, за которое будет полностью опустошена емкость.

После этого снова ждут, чтобы скважина набралась и делают замер вновь. Если за несколько этапов откачивания воды показатели схожи и соответствуют суточному потреблению заказчика, значит, проект бурения успешен.

Дебит скважины, что это такое? Это объем воды, выкачанный за 1 час при условии простоя не менее 60 минут с ее последующим наполнением до аналогичных показателей.

То есть, вы должны понимать, что обязательное условие работы – это ее своевременное наполнение, что обеспечит бесперебойную подачу воды. В противном случае не исключен режим сухого хода насоса, что приведет к перегреву и выходу оборудования из строя.

Как самостоятельно можно попробовать замерить высоту столба воды в скважине:

Упрощенный расчет

Дебит характеризуют формулой. Для этого необходимо знать и понимать, как определить упрощенный дебит скважины. Здесь нужно найти разность между динамическим и статическим уровнем воды и рассчитать интенсивность производительности откачки водяного столба, после чего поделить интенсивность на расчетную разницу.

Полученная формула будет выглядеть следующим образом: дебит равен объему выкачанной жидкости, разделенному на разницу между динамикой и статикой, а полученное значение умножить на высоту столба.

Ответить на вопрос о том, как рассчитать дебит скважины, лучше всего на реальном примере:
Предположим, что наш источник имеет глубину 80 м, статический столб составляет 50 м, насос способен откачивать порядка 3 кубических метров, динамический уровень равен 60 м. Чтобы подсчитать дебит, надо выкачанный объем жидкости (3) разделить на разницу (60 м – 50 м) и умножить полученное значение на 20.
Это значит, что наша скважина будет давать порядка 6 кубических метров в час.

Это совершенно нормальное значение для семьи из четырех человек. С такой скважиной вы сможете обслуживать ванную комнату, кухню, и даже расположить на своем участке баню или сауну. Не забываем, что расчеты сделаны с учетом небольшой погрешности.

Статистический и динамический уровень

В течение шестидесяти минут после простоя скважины необходимо приступить к замеру статистического уровня. Давление столба воды и пластиковое давление жидкости в водоносном горизонте равновесны друг другу – это препятствует поднятию влаги.

Определять динамический уровень воды следует в период откачивания, когда отток жидкости равен ее притоку. При проведении работ по откачке водяной столб снижается, однако его падение будет прекращено на конкретном уровне. Такая величина определяется с учетом производительности насосного оборудования. Когда производительность насоса в процессе работы будет равна дебиту скважины на воду, можно говорить об установлении динамического уровня.

Знание вышеуказанных величин позволяет правильно подобрать и выполнить правильную установку оборудования. Информация о динамическом и статическом уровнях включается в паспорт скважины. Измерение каждого уровня выполняется строго от поверхности земли. Чем выше водяной столб, тем меньшее значение имеет каждый из показателей.

Причины небольшого дебита скважины:

• естественная гидрогеологическая характеристика водоносного горизонта;
• сезонные изменения в грунтовых водах;
• засорение скважинных фильтров;
• разгерметизация или засорение труб, подающих воду на поверхность;
• механический износ насосной части насоса.

Расчет дебита скважины производится на этапе определения глубины залегания водоносного горизонта, составления конструкции скважины, выбора типа и марки насосного оборудования. По окончанию бурения производят опытно-фильтрационные работы с занесением показателей в паспорт. Если при вводе в эксплуатацию получен неудовлетворительный результат, то это означает, что допущены ошибки в определении проектной глубины бурения или подборе оборудования.

Как увеличить дебит?

Повысить производительность конкретной скважины можно после окончания работ по ее бурению. Для увеличения дебита внутрь скважины устанавливается насос, осуществляется его последовательное включение и выключение. Простой способ позволяет удалить из водоносного слоя остатки разрушенной извести и бурового раствора. Кроме того, повысить производительность скважины можно, применяя следующие методы:

• промывка фильтров;
• вибрационный;
• пневмоимпульсивный;
• импульсивный;
• электрогидравлический удар.

Использование любого из способов позволяет значительно увеличить трещиноватость породы, очистить поры водонесущих пластов, сократить вязкость жидкости. Если речь идет о малопроницаемых породах, целесообразнее всего использовать механические способы повышения производительности скважины.

Основные параметры для расчета дебита

Если вы не знаете, как рассчитать дебит скважины, то можете обратиться к специалистам или же произвести расчеты, которые помогут определить статические и динамические уровни.

• Статический уровень, Hст – расстояние от верхнего слоя почвы до уровня подземных вод.
• Динамический уровень, Hд – определяется при откачке воды насосом и замера уровня воды, которая генерируется природным путем.

Формула расчета дебита базируется на точном математическом расчете:

D = H x V/(Hд – Hст), метр:

• D – дебит;
• V – производительность насоса;
• H – высота водного столба;
• Hд, Hст – уровни по динамике и статике.

Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка. Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

• импульсивный;
• вибрационный;
• пневмоимпульсный;
• электрогидравлический удар;
• промывку фильтров.

В процессе применения перечисленных способов происходит уменьшение вязкости жидкости, увеличение трещиноватости породы, очищение пор водонесущих пластов. Для малопроницаемых твердых пород предпочитают механические способы. Физические методы больше подходят для улучшения удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...