Размер текста

Что такое дебит водозаборного устройства

Этот показатель является основной характеристикой водозаборного устройства на участке, определяющей возможность удовлетворить потребность в живительной влаге его хозяина. Дебит скважины характеризует ее способность отдавать гарантированное количество воды без снижения ее динамического уровня в заборной трубе при работающем насосе.

Рис.1. Схема определения основных характеристик

Рис.1. Схема определения основных характеристик

Дебит скважины – зависимая характеристика, на нее влияет конструкция водозаборного устройства, мощность насоса, площадь фильтрующей поверхности водозаборника, качество вскрытия водоносного слоя. В то же время этот показатель является паспортной характеристикой объекта и во многом определяет восстановительные и ремонтные мероприятия при затухании водозабора.

Определение дебита

По окончании обустройства источника рекомендуется дать ему отстояться в течение суток. За это время установится стабильный уровень воды в эксплуатационной трубе. Расстояние от устья ствола до этого уровня дает нам первый показатель – динамический уровень. Замер производится по шнуру с грузиком по сигналу всплеска воды.

Более точным и удобным можно признать способ замера с использованием нехитрого приспособления, на котором к шнуру с грузилом прикреплен двухжильный проводок с оголенными контактами. Жидкость замыкает контакты при касании, на противоположном конце загорается низковольтная лампочка. Шнур размечается колечками изоленты на мерные участки. Такое приспособление элементарно изготавливается собственноручно.

Далее, в эксплуатационную трубу опускают насос определенной мощности, он должен располагаться ниже динамического уровня но выше фильтрующего участка рабочей трубы.

Откачка воды в таком положении производится в течение часа, затем измеряется уровень воды (от горловины). Таким способом определяется часовая производительность скважины, зависящая от мощности насоса.

Откачку продолжают до установления в заборной трубе стабильного нижнего уровня и замеряют его значение – это динамический уровень. При наличии этих данных вопрос как определить дебит скважины можно считать решенным.

Применяется формула:

Дт = Пч /( Вдин – Вст) х Встолб, где

Дт – дебит скважины;

Пч – часовая производительность, м3/час;

Вдин – динамический уровень, метр;

Вст – статический уровень, метр;

В столб – высота водяного столба в скважине, определяема как разница между ее глубиной и значением динамического уровня. Расчеты, полученные таким образом, не является объективными.

Для получения более точных данных производится вторая откачка воды насосом большей мощности. Такое мероприятие позволит уточнить значение дебита водозабора.

Для этого применяется соотношение:

Дуд = О2 – О12 – В1, где

Дуд – удельный дебит скважины;

О2 – интенсивность отбора жидкости при второй откачке, м3/час;

О1 – то же, в результате первой откачки.

Реальное значения дебита позволяет рассчитать формула:

Др =( Вф – Встат) х Дуд, где

Др – реальное значение дебита скважины, м3/час;

Вф – расстояние от устья скважины до начала фильтрующего участка на эксплуатационной трубе;

Встат – значение статистического уровня;

Дуд – удельный дебит.

Это показание и должно быть внесено в паспорт водозаборного устройства. В повседневной жизни оно мало употребимо. Но когда скважина начнет затухать, значение дебита подскажет ремонтниками, какие меры по восстановлению устройства необходимо применить.

Строго говоря, человеку, эксплуатирующему водозабор, значение дебита нужно только для уточнения мощности насоса, подающего воду. Основная забота – обеспечение потребления на бытовые и хозяйственные нужды. Учитывая наличие в хозяйстве порядка 7 точек водопотребления (краны, смесители, санузлы и прочее) достаточно количества в 0,5 м3/час и это по максимуму при условии одновременного использования всех точек. Разумеется, этого никогда не бывает.

Однако, имеет место и другой подход.

Скважины по производительности разделяются на три класса:

  1. Низкодебетные.
  2. Среднедебитные.
  3. Высокодебитные.

Первые из них – это, обычно, из верховодных слоев. Качество воды в них низкое, в любое время можно ожидать дальнейшего его снижения при наличии неблагоприятных природных, а чаще – связанных с жизнедеятельностью человека. Глубина таких слоев от 5 метров, совершенно очевидно, что фильтрующей способности грунта недостаточно для качественной естественной очистки воды. Дебит таких водонесущих слоев ограничен и составляет от 0,5 до 1,5 м3/час, а жизненный цикл обычно не превышает 5 лет.

Скважины со средним дебитом представляют последующие водоносные пески, залегающие на глубине от 15 метров. Вода из этих слоев достаточно качественно фильтруется и, после проверки в лаборатории, ее можно потреблять даже в сыром виде. Дебит их составляет от 2-х кубометров в час. Правильно обустроенная скважина может работать до 15 лет. Если при проверке дебита он окажется ниже указного показателя, то возможны две причины:

  • некачественное вскрытие водоносного слоя, следовательно, жизненный цикл водозабора будет недолог;
  • водоносный слой не обладает достаточной водоотдачей и его следует проходить, продолжая бурение, либо искать другое место для скважины;

Высокодебитные скважины с известковых водоносных горизонтов отличаются хорошим качеством воды и высоки дебитом. Однако факт определенного дебита ниже 3,0 кубометров в час должен насторожить заказчика. Возможно некачественное вскрытие пласта. В этом случае скважину разбуривают и проводят испытания на дебит повторно.

Гидродинамическое совершенство скважины

Этот вопрос исследовался многими учеными, в числе которых и представители российской науки. Однако наиболее точная формула, пригодная для оценки любых скважин, включая нефтегазоносные и водяные, разработана французским ученым Дюпюи.

Совершенной в гидродинамическом отношении считается скважина, которая вскрывается на всю протяженность слоя и в таком состоянии, без применения обсадки стенок, способна отдавать максимально возможный для нее объем содержимого. Формула Дюпюи описывает такое состояние следующим образом:

Формула Дюпюи 1

, где

k – способность к проницаемости, мкм2;

h – размер несущего пласта по толщине, м;

m – показатель вязкости, Па*с;

Rc, Rk — радиус ствола и питательного контура.

Классификация несовершенств пробуренных стволов

Дюпюи классифицирует дефекты стволов следующим образом

  • несовершенство вскрытия представляет собой неполное прохождение

рисунок пласта 1

пласта по его толщине. Обозначается как С1;

  • несовершенство как характер открытия пласта, означает наличие

рисунок пласта 2

перфорированной обсадки стенок скважины. Обозначение – С2.

  • несовершенство по Дюпюи, связанное с качеством вскрытия пласта

рисунок пласта 3

Обозначается как S (скин-эффект) – ухудшение свойств проницаемости в зоне забоя.

S = Sб + Sп + Sц, где

Sб – эффект во время первичного вскрытия бурением;

Sп –вскрывание перфорированием;

Sц – цементация стенок.

Формула Дюпюи, которая дает возможность рассчитать гидравлически несовершенные скважины:

Формула Дюпюи 2

Коэффициент несовершенства по Дюпюи выражается следующим соотношением:

Формула Дюпюи 3

Приведенные зависимости позволяют с высокой вероятностью определять предполагаемый дебит скважины для принятия решения о возможности ее эксплуатации. Низкодебетные скважины не эксплуатируются ввиду их убыточности.

Похожие статьи по данной теме:
Возможно вас также заинтересует:
Поиск по сайту
Хорошая реклама
Также читайте
© 2017    Бурение скважин    //    Карта сайта   //  Политика конфиденциальности  //   Push уведомления