35. Эрлифтные установки.

Наиболее распространенным и универсальным способом регене- рации (восстановления производительности) скважин является откачка 44 45 эрлифтом, которая одновременно широко применяется при сооружении и ремонте скважин. При откачке воды из скважины на фильтр и прилегающий водоносный пласт воздействует поток воды, поступающий через водоприемную поверхность при создании в скважине пониженного давления с помощью эрлифта.

Недостатком регенерации скважин эрлифтной откачкой является невозможность создания больших перепадов давления в системе водоносный пласт–скважина. Максимальное понижение уровня воды при откачке эрлифтом не может превышать 30–50 % высоты столба воды в скважине. Так, при глубине скважины 100 м перепад давления будет не более 0,3–0,5 МПа. Столь низкий перепад давления не может обеспечить достаточно эффективного разрушения кольматирующих отложений даже при продолжительной откачке.

Для увеличения эффективности откачки рекомендуется выключать компрессор с одновременным выпуском воздуха из ресивера. При этом за счет перепада давлений в трубах и затрубномпространстве вода с большой скоростью движется вниз, проходит через водоприемную поверхность фильтра и ударяет в стенки скважины. Это способствует лучшей очистке фильтра и обрушению стенок скважины.

Для очистки фильтров скважин и прилегающих водоносных пород используется также метод свабирования, при котором установленный в скважине поршень или плунжер (сваб) совершает возвратно-поступательное движение. При подъеме сваба в скважине создается депрессия, в результате которой вызывается приток воды из пласта в скважину с частицами кольматирующих отложений. При движении сваба вниз давление в скважине возрастает, что приводит к разрушению кольматирующих отложений и способствует формированию естественного фильтра. Из отстойника песок удаляют желонкой с тарельчатым или пикообразным клапаном, обеспечивающим эффективное разрушение отложений при ударе желонки о забой, затем снова возобновляют свабирование до прекращения интенсивного пескования. После этого в обсадную трубу опускают сваб большего диаметра, производят им 80–100 возвратнопоступательных движений и очищают забой от песка. Свабирование выполняют до полного выноса мелких фракций песка, после чего производят откачку эрлифтом.

Для очистки фильтра и восстановления водоотдачи пласта при незначительных глубинах скважин применяют свабирование с одновременной откачкой эрлифтом.

36. Подбор скважинных эксплуатационных насосов.

1. Исходными данными для выбора насоса являются требуемые значения подачи и напора, а так же сведения, приведенные в паспорте скважины или полученные в результате замеров: 1. Диаметр обсадной колонны труб скважины. 2. Статический уровень воды в скважине. 3. Дебет скважины. 4. Динамический уровень воды в скважине соответствующий дебету скважины. 5. Глубина установки фильтровальной колонны. 6. Химический состав воды и содержание механических примесей.

Диаметр насоса должен соответствовать диаметру скважины.

Электронасос для скважины необходимо подбирать таким образом, чтобы дебет скважины превышал номинальную подачу насоса не менее чем на 25%.

Определение требуемого напора насоса?:Параметры, при которых будет работать насос, т.е. его рабочая точка определяются параметрами сети.

h_сист.(Q) = h_ст. + h_дин.(Q)

Характеристика сети складывается из двух составляющих: статической и динамической.

Статическая составляющая характеристики системы

Статическая составляющая в зависимости от схемы установки определяется геометрической высотой подъема воды относительно динамического уровня скважины и геометрической высотой приемного резервуара. В случае, когда насос работает на пневмогидравлический бак или сборный водовод, необходимо учитывать противодавление в системе. В этом случае статическая составляющая характеристики сети рассчитывается по следующим формулам:

h _ст. = H_дин. + H_гео. + p_бака / ρ · g, где: H_дин. - динамический уровень скважины, м H_гео. - высота от устья скважины до максимального уровня воды в напорной емкости или до самой высокой точки трубопровода при свободном изливе, м p_бака - давление в баке, Па (1 кгс/см² = 10⁵Па). ρ - плотность воды, 998 кг/м³ g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с²

Для бака, находящегося под атмосферным давлением динамический уровень скважины определяется по формуле: H_дин.= H_ст. + S, где: S - понижение уровня по графику удельного дебета, м; H_ст. - статический уровень скважины, м.

Динамическая составляющая характеристики сети

Динамическая составляющая характеристики сети определяется потерями напора в трубопроводе. Динамическая составляющая имеет вид квадратичной зависимости: h_дин.(Q) = k · Q² где k – коэффициент, зависящий от потерь по длине трубопровода и местных сопротивлений (задвижки, колена, клапаны, переходники и т.п.). На графике данная зависимость изображается в виде параболы.

Потери напора h _дин. определяются по формуле: h_дин.= h₁₀₀ · L_факт. / 100 + Δh, где: h₁₀₀ - потери по длине трубопровода на 100 м трубы, м L_факт. - фактическая длина трубы , м Δh – величина местных потерь, м.

Величина местных потерь в зависимости от расхода приводится в справочниках и эксплуатационной документации на запорно-регулирующую арматуру. Величина потерь напора по длине трубопроводов различного диаметра на 100 м длины (h₁₀₀) из различных материалов также содержатся в справочниках.

В таблицах ниже приведены данные о потерях и скоростях движения воды в трубопроводах из наиболее распространенных материалов. При невозможности определить потери по длине для сетей простой конфигурации (например, насос – резервуар) требуемый напор насоса можно взять на 5% больше суммы динамического уровня воды в скважине и высоты подъема воды над уровнем земли, необходимой потребителю.

Таким образом, определив значения всех составляющих характеристики сети для различных значений подачи насоса, можно построить напорную характеристику системы: H_сист.(Q) = h_ст. + h_дин.(Q) Зная требуемый напор, в соответствии с этапами 1-3, можно определить модель насоса, соответствующую параметрам системы.

Насосы для водозабора поверхностного

• погружные (4)

• двухстороннего входа (3)

• консольные (2)

• моноблочные (2)

• винтовые (3)

• коловратные (1)

• вибрационные (1)

• ручные (1)

37. Гидрогеологические расчеты взаимодействующих водозаборных скважин.

38. Гидрогеологические расчеты шахтных колодцев.

39. Гидрогеологические расчеты лучевых водозаборов.

Это комбинация шахтного колодца и горизонтальных водозаборных скважин, пройденных методом продавливания.

Скважиность (проницаемость) лучей должна быть не больше 20%, а угол между лучами не менее 30°.

для напорных

для безнапорных вод

40. Гидрогеологические расчеты горизонтальных водозаборов.

Для водоснабжения применяют водосборные галереи, представляющие собой траншею в крест потока ПВ.

Чаще дрену прокладывают до водоупора

если приток в дрену двухсторонний

L – длина дрены

k – коэффициент фильтрации

H – мощность водоносного горизонта

h – высота слоя воды в дрене

R – радиус влияния.

41. Инженерные мелиорации; их развитие и значение в народном хозяйстве.

Инженерные мелиорации – это комплекс технических приемов и сооружений для улучшения природных условий эксплуатируемых участков земли и разработка оптимальных методов эксплуатации этих участков.

Задачи:

• Орошение и осушение с/х земель (УПВ – важная роль)

• Осушение городских и промышленных территорий

• Строительное водопонижение

• Защита территории от затопления и подтопления

• Борьба с оползнями

1. Орошение с/х земель – это искусственное увлажнение почвы.

Для нормальной жизнедеятельности растений количество воды должно быть строго в определенных пределах, т.е. должна быть достигнута оптимальная влажность.

Всасывающая сила корневой системы растений изменяется от 2 до 5 атмосфер.

Если влажность уменьшить до предела при котором удерживающая сила почвы превысит 3 атм, то растения не смогут всасывать воду и наступит увядание.

Грунт	Влажность увядания, %	Максимальная влажность, %
Крупнозернистый песок	0,9	23,4
Мелкозернистый песок	2,6	28
Пылеватый песок	9,2	47,2
Тяжелая глина	16,2	64,6

Для каждой с/х культуры выведены оптимальные пределы влажности в % от максимальной влагоемкости.

Количество оросительной воды и источники орошения.

Количество зависит от:

1. Количества взвешенных частиц

2. Содержания водорастворимых солей

3. Температуры

1. Мелкие частицы d-0,005 и менее является ценным удобрением.

Ср. фракции от 0,2 до 0,05 дают мало полезных компонентов, но отлагаясь в почвах ее структурируют, т.е. создается скелет предотвращающий заиливанию почвы.

Крупные частицы более 0,2 мм не являются ценным компонентом, а наоборот осаждаясь в оросительной системе они ее загрязняют.

2. Допустимые концентрации растворенных солей не должны превышать 1-1,5 г/л.

При повышении минерализации для оросительной воды установлены верхние пределы концентрации некоторых солей.

Na2CO3 – концентрация не более 1 г/л

NaCl – концентрация не более 2 г/л

Na2SO4 – концентрация менее 5 г/л

Если в воде несколько таких солей, то их пределы уменьшают.

3. Температура должна создавать оптимальную температуру почвы. Должна охлаждать перегретые почвы и согревать холодные, но м небольшой разницей температур почвы воды.