Определения дебита
После бурения, проводившая работу организация предоставляет протокол испытания, либо паспорт на скважину, в который вносится все необходимые параметры. Однако, при бурении для домохозяйств, подрядчики часто вносят в паспорт приблизительные значение.
Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.
Однако, абсолютно точно рассчитать продуктивность источника сложно. Расчет показателей требует времени и спецоборудования. Но, полученного результата будет достаточно для понимания возможностей вашего источника.
Динамика, статика и высота столба воды
Прежде чем приступить к измерениям, нужно понять, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, а также высота столба воды в скважинной колонне. Замер данных параметров необходим не только для расчета производительности скважины, но и для правильного выбора насосного агрегата для системы водоснабжения.
- Статический уровень – это высота водяного столба при отсутствии водозабора. Зависит от внутрипластового давления и устанавливается во время простоя (как правило не менее часа);
- Динамический уровень – установившейся уровень воды во время водозабора, то есть когда приток жидкости равняется оттоку;
- Высота столба – разница между глубиной скважины и статическим уровнем.
Произвести измерение можно с помощью:
- Электроуровнемера;
- Электрода, замыкающего контакт при взаимодействии с водой;
- Обычного грузика, подвязанного к веревке.
Замер с помощью сигнализирующего электрода
Определение производительности насоса
При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:
- Посмотреть данные расходомера или счетчика;
- Ознакомиться с паспортом на насос и узнать производительность по рабочей точке;
- Посчитать приблизительной расход по напору воды.
В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:
- Длину трубы (мин 1,5 м.) и ее диаметр;
- Высоту от земли до центра трубы;
- Длину выброса струи от конца трубы до точки падения на землю.
После получения данных необходимо сопоставить их по диаграмме.
Сопоставьте данные по аналогии с примером
Упрощенный расчет
Дебит скважины – это отношение произведения интенсивности водооткачки и высоты водяного столба к разности между динамическим и статическим водными уровнями. Для определения дебита скважины определения используется формула:
Dт =(V/(Hдин-Нст))*Hв , где
- Dт –искомый дебит;
- V – объем откачиваемой жидкости;
- Hдин – динамический уровень;
- Hст – статический уровень;
- Нв – высота столба воды.
Например, мы имеем скважину глубиной 60 метров; статика которой составляет 40 метров; динамический уровень при работе насоса производительностью 3 куб.м/час установился на отметке 47 метров.
Итого, дебит составит: Dт = (3/(47-40))*20= 8,57 куб.м/час.
Удельный дебит
С увеличением производительности насоса, динамический уровень, а соответственно и фактический дебит снижается. Поэтому более точно водозабор характеризует коэффициент продуктивности и удельный дебит.
Для вычисления последнего следует произвести не один, а два замера динамического уровня при разных показателях интенсивности водозабора.
Формула определяет его как отношение разности большего и меньшего значений интенсивности водозабора к разности между величинами падения водного столба.
Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где
- Dуд – удельный дебит
- V2 – объем откачиваемой воды при втором водозаборе
- V1 – первичный откачиваемый объем
- h2 – снижение уровня воды при втором водозаборе
- h1 – снижение уровня при первом водозаборе
Возвращаясь к нашей условной скважине: при водозаборе с интенсивностью 3 куб.м/час, разница между динамикой и статикой составила 7 м.; при повторном замере с производительностью насоса в 6 куб.м/час разница составила 15 м.
Итого, удельный дебит составит: Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час
Реальный дебит
Расчет строится на основании удельного показателя и расстоянии от поверхности земли до верхней точки фильтровальной зоны, учитывая условие, что насосный агрегат не будет погружен ниже. Данный расчет максимально соответствует реальности.
Dт = (Hф-Hст)*Dуд, где
- Dт –дебит скважины;
- Hф – расстояние до начала фильтровальной зоны (в нашем случае примем за 57 м.);
- Hст – статический уровень;
- Dуд – удельный дебит.
Итого, реальный дебит составит: Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.
Как видно, в случае с нашей воображаемой скважиной, разница между упрощенным и последующем измерением составила почти 2,2 куб.м/час в сторону уменьшения производительности.
Совет специалиста
Чтобы со временем параметры динамического и статистического уровня критически не изменялись в худшую сторону, необходимо периодически осуществлять техническое обслуживание. Для этого должен проводится регулярный забор воды на лабораторный анализ. Особенно это требуется делать, если появляется неприятный запах или меняется цвет.
Также специалисты не советуют заниматься разработкой скважины самостоятельно. Лучше, если она будет вырыта профессиональными работниками. В этом случае будет выдаваться паспорт с занесением в него всех необходимых данных о ее состоянии. Каждая фирма выдает паспорт по собственному образцу, но основные графы у всех исполнителей совпадают.
При эксплуатации колодца необходимо использовать исправное оборудование. В этом случае возможна его бесперебойная работа в течение долгого времени
Важно помнить о том, что ремонт колодцев связан с расходами и некоторыми рисками. Окончательная цель всех манипуляций, связанных с измерениями уровней, – обеспечение участка чистой и свежей водой хорошего качества
Скважина используется слишком редко
Воды в скважине может быть недостаточно и по причине крайне редкого использования источника. Чаще всего владельцы водозаборов не интересуются истинной причиной нехватки воды. Для них главное – чтобы источник работал исправно. Если точкой водозабора пользоваться редко, результат может быть следующим:
- Место, предназначенное для скопления воды, заполняется грунтом.
- Чтобы его это пространство освободилось для воды, следует начать регулярно эксплуатировать скважину.
- Быстро решить проблему можно промывкой. Свежий грунт вместе с водой покинет скважину. Когда вода из источника пойдет уже чистой, можно считать промывку завершенной.
Однако снова забрасывать скважину не следует. Это приведет к появлению старой проблемы.
Падает напор
Нередко пользователи сталкиваются и с другой проблемой. Скважина выдает слабый напор. В этой ситуации причины могут быть разными, поэтому их стоит рассмотреть подробно. Вследствие низкого давления воды некоторые бытовые приборы могут перестать исправно функционировать. К такой технике можно отнести:
- посудомоечную машину;
- стиралку;
- различные сантехнические устройства.
Подробнее следует рассмотреть причины такой проблемы
Кроме того, важно найти несколько путей их решения
Причины падения напора
Существует несколько самых распространенных причин падения напора воды в скважине. Это объясняется сложностью конструкции. Каждая проблема решается определенным образом, поэтому все действия следует расписать по порядку.
Засорение одного из участков
Часто проблема появляется, когда один участок конструкции забивается. Многие владельцы скважин сталкиваются с такой проблемой. Довольно часто засоряются фильтры:
- механической очистки;
- тонкой очистки.
Совет! Сперва следует осмотреть умягчитель. Может быть, причина падения напора кроется именно в нем.
Оборудование настроено неправильно
Уровень давления обеспечивается за счет реле. Этот показатель регулируется за счет установки верхнего порога устройства. Принцип его работы довольно прост:
- Реле выключает насос еще до достижения порогом необходимого уровня.
- Необходимо, чтобы верхний порог был равен трем с половиной атмосферам – в случае с мембранным аккумулятором до 300 л.
- При наличии гидроаккумулятора до 500 л следует выставить верхний порог в пять атмосфер.
При невозможности достигнуть таких показателей можно считать, что гидроаккумулятор не в состоянии протолкнуть воду по сети
При этом неважно, какой мощностью обладает насос и какой у него напор
Возникновение колебаний
Иногда давление начинается резко меняться. В этом случае говорят о возникновении колебаний. Такой процесс происходит регулярно – сначала давление приходит в норму, а затем снова падает. В этом случае можно говорить о неточно выставленном нижнем пороге. Даже когда жидкости в системе уже нету, насос не включается, поскольку не получает сигнала к работе.
Показатель нижнего порога выбирается исходя из стандартных параметров. Обычно такая характеристика составляет от 2,5 до 3,5 атмосфер. Это зависит от объема гидроаккумулятора.
Совет! Не следует сближать нижний и верхний порог давления. В противном случае насос будет постоянно включаться и выключаться. Это сократит срок службы агрегата.
Статический уровень
| Параметры скважины и пласта. |
Статический уровень ( hCT) — уровень жидкости, замеренный от устья в простаивающей скважине.
Статический уровень и пластовое давление, динамический уровень и забойное давление являются равнозначными величинами.
| Результаты исследования ски. 2712. |
Статический уровень в скважине был зафиксирован на глубине 61 м; динамический уровень, отличный от статического, при доливе насосом с производительностью 1 8 л / сек получить не удалось. Проведенными исследованиями было установлено, что в скважине функционируют три поглощающих горизонта.
Статический уровень в колодце и скважине может изменяться в результате естественного режима подземных вод, а также в результате образования районной депрессии под влиянием забора воды из ближайших колодцев и скважин; уровень воды может изменяться и вследствие устройства гидротехнических сооружений, которые изменяют режим поверхностных вод, связанных с подземными.
Статический уровень в скважине, замеренный в фонтанно-насосных трубах, открытых в атмосферу, составляет 396 5 м от устья. В скважине отсутствует трубный пакер и затрубное пространство открыто в атмосферу.
Статический уровень — максимальный уровень при остановке скважины, соответствующий внутреннему пластовому давлению в залежи.
Статический уровень отбит на глубине 6О6 м, 63-мм НКТ спущены на глубину 592 м со смесителем длиной 1м — сетка из 63-мм НКТ с заглушенным концом.
Статический уровень подземных вод в сезонном и годовом разрезе может значительно колебаться под влиянием естественных гидрометеорологических факторов. Однако это не должно отразиться на понижении уровня, обусловленном откачкой из водозабора, поскольку оно отсчитывается в каждый данный момент времени от статического уровня.
Статический уровень пластовых вод в контуре подземного хранения должен быть ниже поверхности земли.
Ниже статического уровня ( аналогично h в § 8.3); pi — противодавление на линии выброса жидкости.
Установив статический уровень в приустьевой части скважины, она останавливается на гравитационное перераспределение фаз в системе скважина-пласт. Предварительно же подземное оборудование для добычи демонтируется из скважины, со ствола скважины удаляется задавочная жидкость.
Если статический уровень ниже отметки устья скважин, то в этап II включают также процесс понижения уровня жидкости ниже статического отбором ее в объеме, равном сумме объемов закачиваемого кислотного раствора и насосно-компрессор-ных труб от их башмака до статического уровня. При возможности заметного притока из скважины объем этой предварительно отбираемой жидкости должен быть выше расчетного.
Определив статический уровень и забой скважины, в воронку, соединенную с заливочными трубами, закачивают воду. Водо-песочная смесь по выходе из башмака заливочных труб проникает в пласт. По мере насыщения пласта песком и уменьшения поглощения количество вводимого песка убавляют, сохраняя подачу жидкости до восстановления Циркуляции. В скважинах с низким статическим уровнем при закачке водо-песочной смеси в трубы одновременно в затруб-ное пространство нагнетают воду; тем самым создаются условия, предотвращающие возможность прихвата труб песком. После восстановления циркуляции продолжают прокачку жидкости, по окончании которой путем допуска труб и промывки вскрывают весь фильтр. После этого при открытом фильтре закрывают затрубное пространство посредством кранов и закачивают жидкость в пласт с таким расчетом, чтобы песок не задержался вблизи ствола скважины. Если в процессе продавки скважина вновь начинает сильно поглощать, то работы по введению водо-песочной смеси в пласт продолжают до тех пор, пока пласт не насытится песком до такой степени, что позволит в один или два приема произвести цементировку под давлением. Цементировку под давлением производят обычным путем.
Выбор места для бурения источника воды
При выборе места для бурения скважины решающее значение имеет наличие водоносных слоёв. Именно от глубины их залегания будет зависеть множество факторов: метраж выработки, метод бурения, необходимость цементирования и устройства фильтров и т.д.
Рассмотрим подробнее, какие виды подземных вод могут служить водоисточником для хозяйственных нужд и как определить их глубину залегания.
Галерея изображений Фото из Если бурение источника будет производить буровая организация, при выборе места для скважины на участке следует учесть габариты техники с буровой установкой
Для бурения выработки нужна свободная площадка, на которой может расположится машина, не нанося повреждений постройкам
Обязательно следует учесть высоту вышки и выбрать место так, чтобы при ее подъеме не были задеты линии электропередач
При бурении малогабаритным станком учитывать предыдущие аспекты необязательно, но важно выбрать удобное расположение
Следует определиться с местом так, чтобы устье скважины было удобно обустроить кессоном
Если насосная станция будет установлена в отдельный павильон, надо обеспечить беспрепятственный к нему доступ
Если скважину планируется использовать для полива, то желательно ее расположить так, чтобы сократить протяженность шлангов и труб
И при устройстве водоснабжения дома желательно сократить протяженность наружных веток трубопровода, чтобы не сооружать лишние смотровые колодцы
Установка для бурения скважин
Учет расположения построек на участке
Учет высоты вышки и расположения ЛЭП
Бурение малогабаритным станком
Место для устройства кессона
Установка насосной станции в павильон
Устройство скважины для полива огорода
Смотровой водопроводный колодец
Рассмотрим четыре типа подземных вод, которые могут стать источником водоснабжения на вашем участке:
- Верховодка — верхний водоносный слой, залегающий на глубине до 3-4 м. Наполняется за счёт талых и дождевых вод, поэтому отличается высокой степенью загрязнения. Использовать такие воды для питья и поения домашних животных запрещается, можно применять эту воду для полива растений. В период засухи и зимой верховодка может просто исчезнуть, поэтому бурение скважины до них никогда не проводят.
- Грунтовые воды на глубине не более 10 м. Такой водоносный слой образуется за счёт того, что ниже него находятся гидроупорные грунты, которые не дают просачиваться водам вниз. Грунтовые воды не иссякают даже в период засухи. Качество таких вод достаточно высокое, при наличии систем фильтрации и соблюдении санитарных норм их в большинстве случаев можно использовать для питья.
- Межпластовые безнапорные воды. Залегают на глубине от 10 до 110 м между двумя водоупорными пластами. Пласты могут иметь различное строение и водопроницаемость, например, сверху может быть супесь, а снизу — суглинок. Качество воды — обычно высокое, зависит от конкретных характеристик участка. Скважины, вскрывающие межпластовые воды, наиболее часто встречаются в личных хозяйствах.
- Артезианские воды. Располагаются на глубине ниже 100-110 м. Несмотря на то, что вода из артезианской скважины чистая и пригодная для питья, бурение такой скважины — сложный процесс, на который решается не каждый владелец участка.
Дело в том, что для устройства артезианской скважины необходимо согласование с органами власти и соблюдение действующего законодательства, в том числе ФЗ «О недрах».
Скважины бурят «на песок» и на «известняк», так это называется на геологическом сленге. Наиболее водообильным и стабильным считается горизонт, приуроченный к трещинам в известняке
Где нельзя делать скважину, когда целесообразнее всего начать бурение колодца?
Несмотря на то что основное условие для будущего бурения — это наличие водоносного слоя, имеется ряд факторов, которые стоит учитывать. К примеру, выполняя поиски места, нельзя забывать о том, что будущий колодец должен быть надежно защищен от разного рода сторонних загрязнений. Исходя из этого, рекомендуется выбирать место, которое является экологически чистым. Скважина не может быть расположена вблизи сточной ямы, отстойника, септического резервуара, сточного колодца. Скважина не может также располагаться близко к мусорным кучам, свалкам, складам, промышленным предприятиям. Колодец должен располагаться к таким местам не ближе чем на 100 м. Не менее важен тот факт, что колодец должен находиться близко к жилому помещению, дачным постройкам.
Категорически запрещено проводить бурение вблизи электростанций и рядом с деревьями, у которых крупная корневая система.
Как только выбрано место будущего бурения, необходимо определиться со временем, когда оно будет производиться. Бурить лучше в летнее время или в начале осени. Однако современные буровые машины могут бурить и зимой. К тому же экономнее будет бурение именно в зимний период. Естественно, не может идти речь о бурении в сильные заморозки. Температура должна составлять не менее -20° С. Бурение в зимний период протекает легче, потому как грунтовые воды располагаются на минимальном уровне. Это облегчает задачу попадания в водоносный слой, точность увеличивается в несколько раз. Да и состояние грунта будет менее повреждено. Буровая машина в зимний период может добраться в самые труднодоступные места.
Еще одним преимуществом бурения зимой является то, что отсутствуют талые и дождевые воды. К тому же, проводя бурение зимой, уже к весне можно будет пользоваться своей ключевой водицей. Исходя из вышесказанного, можно говорить и о том, когда бурить не имеет смысла. Бурить можно в любое время года. Если требуется пробурить скважину на глубину не более 30 м или на территорию участка не может попасть буровая машина с крупными габаритами, то бурение выгоднее проводить с начала апреля до ноября.
Для такого бурения должны привлекаться работники на МГБУ. В том случае, если есть возможность проехать буровой машине на участок, то бурить лучше в зимний период, это наиболее выгодно и рационально.
Бурение не станет проблематичным, если соблюдать все правила поисков водоносных вод и знать факторы для производства бурения. Можно стать обладателем качественного источника.
Видео описание
Видео о том, что такое дебит, как его рассчитать и какой насос установить в скважину: Все выше рассмотренные способы направлены на восстановление со временем снизившегося, но изначально высокого показателя дебита. Однако бывают ситуации, когда его значения недостаточно с самого начала. В таком случае профессиональные специализированные компании устанавливают герметичный оголовок.
Суть технологии сводится к тому, что канал скважины заливается водой и сразу закрывается герметичным оголовком. Такой способ позволяет поднять статодинамический уровень, а значит, и производительность, только за счет исключения влияния атмосферного давления внутри шахты.
Необходимые характеристики
Чтобы знать, как правильно рассчитать дебит скважины, необходимо понять особенности уровня воды, он бывает:
- динамическим;
- статическим.
Статический и динамический уровни
Определить статический возможно в момент, когда из скважины процесс откачки не осуществляется. Необходимо оставить шахту в покое на несколько часов. Благодаря этому точка воды будет находиться на максимально высокой отметке. Измерения осуществляются до поверхности грунта и от зеркала воды в метрах.
Динамическая величина нестабильная. Отталкиваясь от условия использования источника, показатель будет постоянно изменяться. При откачке объем уменьшается. Если мощность помпы рассчитана так, что скорость откачки воды не превышает возобновление из водоносного слоя, то она восстановится. Динамическим водяным уровнем будет отметка глубины зеркала, на которой она удерживается при водозаборе с определенной скоростью.
Эта единица измерения нужна, чтобы четко понимать, на какую глубину допускается погружать помпу.
Процесс измерения осуществляется в два захода. Применяется интенсивный и средний водозабор. Так, первые измерения выполняете спустя один час, когда помпа непрерывно работает. За счет этого вы сможете узнать разницу, в период между интенсивным и средним водозабором. В оптимальном варианте хорошо, когда разница минимальная.
В основе вычисления также лежит формула, которая выглядит следующим образом: V * Hв / Hдин – Hстат, где
- V – в момент измерения динамического показателя при интенсивном водозаборе.
- Hв – указывает на высоту горизонтального водяного столба, который находится внутри обсадной колонны.
- Hдин – динамический.
- Hстат – статический.
Однако здесь может быть погрешность. Чтобы свести ее к минимуму, необходимо определить удельный объем, и у вас появится реальная возможность сделать расчет максимально точным.
Удельный дебит
Это то количество воды, которое шахта способна выдать при условии понижения уровня жидкости на 1 метр. Перед тем как его определить, необходимо дать время, чтобы источник заполнился и поднялся до статической отметки.
Далее необходимо интенсивно выполнить забор воды. При этом ускорение должно повышаться в отличие от предыдущего водозабора. Затем повторно проверяете динамический показатель. На практике все может выглядеть следующим образом.
Измерить и рассчитать удельный запас можно при помощи следующей формулы: Du = V2 – V1 / H2 – H1. Расшифровка выглядит следующим образом:
- H1 – показатель при менее интенсивной откачке. Указывает на уменьшение столба.
- H2 – показатель при сильной интенсивности водозабора. Указывает на уменьшение столба.
- V1 – определяет интенсивность при первом заборе. Указывает на меньшую величину.
- V2 – определяет интенсивность при втором водозаборе. Указывает на большую величину.
Реальный
Исходя из значения удельного запаса, можно выяснить реальный. Определение фактического дебита скважины осуществляется по такой формуле: D = (Hf – Hst) * Du. Она имеет следующее обозначение:
- Du – удельный объем.
- Hst – статический показатель.
- Hf – верхний уровень фильтровой точки.
Получившееся значение может оказаться в два раза меньше. И при определении объема именно на него и следует ориентироваться. Так вы узнаете, хватит ли вам этой производительности для всех домашних и хозяйственных нужд или нет.
Основные характеристики скважины
После того, как все работы относительно бурения источника окончены, мастера оформляют паспорт. В этом документе находится информация о параметрах, гидрогеологических особенностях скважины. Для дальнейшего пользования колодцем владельцу нужны следующие данные:
- Высотная отметка водоносного горизонта;
- протяженность ствола;
- диаметр шахты и обсадных труб;
- геолого – литологическая колонка горных пород;
- статистический и динамический урез воды в источнике;
- дебит сооружения.
Зная статический и динамический уровень воды в скважине, определяют ее дебит. Полученные параметры используются для правильного подбора помпы, от которой зависит стабильность автономного водоснабжения.
В процессе использования гидротехнического источника происходит ухудшение его характеристик. Причины такой ситуации обусловливаются следующими факторами:
- Сезонностью. На количество подземных вод влияют погодные условия, а именно засуха и заморозки. При этом изменение отдачи жидкости зачастую незначительно и непродолжительно.
- Изношенностью узлов и других составных насоса.
- Засоренностью фильтров.
- Выработкой запасов, которые присутствуют в водоносном слое.
Непригодные места для скважины
Главным условием для устройства скважины на участке является наличие водоносного слоя. Однако даже при его соблюдении в некоторых случаях бурение скважины невозможно.
Признаками непригодности для расположения скважины считаются:
- наличие в непосредственной близости источников загрязнения грунтовых вод;
- место рядом с канализационными система и сточными водами;
- расположение вблизи экологически неблагополучных естественных водоёмов;
- близкое соседство линий электропередач и прокладка по участку подземных коммуникаций;
- деревья с разветвлённой корневой системой.
Особое внимание стоит обратить на соблюдение санитарных норм, при их нарушении бурение скважины производить нельзя. Также не стоит располагать скважину рядом с забором соседского участка, ведь вы не можете предугадать, что построит сосед на своей земле в непосредственной близости от вашего водоисточника
