Расчет и обоснование количества воды и буровых скважин. Выбор способа и вида бурения.

Урок №1 Курсовое проектирование.

Тема урока: расчет и обоснование количества воды и буровых скважин. выбор способа и вида бурения.

План урока:

1. Расчет и обоснование количества воды и буровых скважин.

2. Выбор способа и вида бурения.

1. Расчет и обоснование количества воды и буровых скважин.

Составить проект на бурение разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения поселка…

Исходные данные:

1.Количество жителей -

2.Больница -

3.Баня -

4.Школа –

Расчет и обоснование необходимого количества воды и бурения скважин для водоснабжения объектов:

∑ =

После определения суммы потребления необходимо рассчитать общую сумму с учетом непредвиденных расходов от суммы (10%) и перспективы развития (15%)

Непредвиденные расходы: ∑×0,1=____×0,1=____ л/сут

Перспективы развития: ∑×0,15=_____×0,15=_____ л/сут

Общая сумма: ______ л/сут

1. Часовой расход:

(м³/ч),

где: ∑Q - суммарный расход воды; t - работа водоподъемника, 8÷12ч/сут

= =67.5(м³/ч)

(2) Количество скважин:

n= (шт),

где: Q - дебит скважины

n=

Вывод: Таким образом, для водоснабжения поселка «______» необходима 2 скважины.

2. Выбор способа и вида бурения.

В практике бурения скважин на воду наиболее широкое применение получили следующие способы бурения: 1)вращательный с прямой промывкой; 2) вращательный с продувкой воздухом; 3) вращательный с обратной промывкой; 4) ударно-канатный.

Каждый из названных способов бурения имеет свои вполне определенные преимущества и недостатки; а следовательно, и рациональную область применения применительно к решению конкретных задач, а также к гидрогеологическим и другим условиям производства работ.

Способ бурения выбирается с учетом строения геологического разреза, глубины скважины и ее назначения. Выбор способа бурения производится на основе предварительного изучения геолого-технических условий бурения, а также по ранее пробуренным на данной территории скважинам и в соответствии с рекомендациями по выбору способа бурения.

При выборе способа бурения скважин на воду необходимо учитывать:

1. Целевое назначение скважин

2. Физико-географические условия бурения

3. Гидрогеологическое строение разреза

4. Гидрогеологическую характеристику водоносного горизонта (глубина залегания, мощность и состав пород, дебит скважины, статические и динамические уровни)

5. Степень изученности района работ

6. Технико – экономические и качественные показатели способа бурения.

Для ориентировочного выбора способа бурения можно воспользоваться рекомендуемой таблицой.№1. или же воспользоваться учебником /1/ табл.II.2 стр.39-41 где полностью описаны различные способы бурения и приведена рекомендация по применению различных способов бурения

Таблица 1

Вывод: Я выбрал роторное бурение, т.к. его целесообразнее применять при выполнении следующих условий:

1. Хорошо изученный геолого-гидрогеологический разрез участка бурения;

2. Заранее разведанные и опробованные водоносные горизонты, для которых имеется подробная характеристика качества и количества воды;

3. Горизонты воды характеризуются большими напорами;

4. Возможность проведения каротажа скважины.

Этот способ имеет следующие преимущества:

1. Повышенная механическая скорость.

2. Снаряд поднимается только для замены ПРИ, либо при окончании бурения

3. Возможность бурения пород различной твердости на различной глубине.

4. Небольшая металлоемкость конструкции

Однако, при данном способе бурения происходит: глинизация водоносных горизонтов, на раз глинизацию затрачивается большое количество времени и средств. Возникают трудности бурения в валунно-галечных породах и в породах, поглощающих промывочную жидкость. Роторный способ характеризуется трудностью организации работ в зимнее время с отрицательными температурами, необходимо снабжение установок водой и глиной.

Урок №2

Тема урока: выбор и расчет водоподъемника (эрлифт) для предварительной откачки. Выбор и расчет водоподъемника для эксплуатационной откачки (погружной насос)

2.Выбор и обоснование конструкции скважины

2.1 Выбор водоподъемника для предварительной откачки

Водоподъемник предназначен для поднятия воды водоносного горизонта на поверхность в нужном количестве. Различают несколько типов водоподъемников в соответствии с различными областями применения:

I Эрлифт предназначен для временной работы, откачки загрязненных подземных вод с примесью твердых частиц, нашел применение для освоения водоносного горизонта и проведения откачек на ранних стадиях исследования. Основным недостатком эрлифта является невозможность получить стационарный или установившийся режим, т.к. вследствие неравномерного смешивания воды и воздуха дебит все время меняется.

Рис. 1. Эрфлит

1 — шланг от компрессора;

2— уровень излива;

3— статический уровень;

4— динамический уровень;

5—эксплуатационная колонна;

6— смеситель;

7 - воздухопроводная колонна;

8 - рабочая часть фильтра;

9 - отстойник

Выбор и расчет воздушного водоподъемника – эрлифта.

Эрлифт состоит из смесителя, где происходит эффективное смешивание воздуха и воды, воздушной трубы, обеспечивающей нужной подачей воздуха от компрессора и водоподъемной трубы по которой вода поступает на поверхность. Воздух через воздушную трубу подается в смеситель, где смешивается с водой, полученная водно-воздушная эмульсия всплывает, т.к. она легче воздуха и водоподъемной трубой выводится на поверхность. Различают две системы расположения воздушной и водоподъемной труб: А – рядом, Б – внутри.

При расположении труб внутри роль водоподъемной трубы может играть обсадная труба (водоподъемная колонна). Главным условием работы эрлифта является:

1. правильное расположение смесителя;

2. правильный подбор диаметров всех труб.

Рис. 5. Схема работы

Эрлифта

а – расположение труб

параллельное

б – расположение труб

центральное

Расчет эрлифта (рис. 2) производится в такой последовательности.

1. Определяется глубина Н погружения смесителя, м:

Н=Kh

где:

К —коэффициент загрузки (1,5-4,0).

h — расстояние от поверхности до динамического уровня, м.

2. Удельный расход воздуха (м³ на 1 м³ воды):

V=

где:

с — опытный коэффициент, зависящий от К- коэффициента

К	4	3,35	2,85	2,5	2,2	2	1,8	1,7	1,55
С	14,3	13,9	13,6	13,1	12,4	11,5	10	9,8

3. Полный расход воздуха (м³/мин):

Q - проектный дебит скважины (м³/ч) при откачке эрлифтом.

4. Давление сжатого воздуха (кгс/см²), необходимое для пуска эрлифта:

P₀=0,1(к h-h₀+2)

5. Для работы эрлифта:

P=0,1[h (k-1)+5]

Р_о —пусковое давление, атм;

h — статический уровень, м;

р —рабочее давление, атм.

По расходу и давлению подбирается компрессор и приводится его характери­стика.

При использовании эрлифта возникает необходимость подбора компрессора который будут применять при откачке для подачи сжатого воздуха. Чаще для этих целей используют передвижные компрессоры, но иногда применяют и малогабаритные компрессоры. Подбор компрессора осуществляют по расходу и давлению сжатого воздуха, для этого можете воспользоваться учебником (Б.М.Ребрик стр.138 таблица 5.9)

6. Для расчета сечений водоподъемных труб определяют расход смеси (м/с) у смесителя:

q₁=

и на изливе:

q₂=

7. Площадь смещения водоподъемных труб у смесителя:

F₁₌

На изливе

F₁₌

где

V₁ и V₂ – скорость движения смеси (м/с) у смесителя и на изливе

8. Рекомендуется применять концентричное расположение воздухопровод­ных и водоподъемных труб. Поэто