Содержание лабораторных работ

ЛАБОТАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Выбор и расчет фильтра для скважины на воду

Цель работы – изучение конструкций и методики выбора фильтра для водозаборной скважины.

В результате выполнения работы студент должен научиться выбирать фильтр для конкретных условий, производить расчет его конструктивных параметров и проектировать технологию работ по его установке.

Входные контрольные вопросы:

1. В каких условиях возникает необходимость сооружения фильтровой водоприемной части скважины?

2. Типы фильтров. Области их применения.

3. Что понимают под скважностью фильтра?

4. Коэффициент неоднородности пород водоносного горизонта. Его влияние на размеры отверстий в фильтре.

5. Конструкция фильтровой колонны.

6. Технология постановки потайной фильтровой колонны?

Содержание работы и отчета:

1. По гранулометрическому составу пород водоносного горизонта принимается тип фильтра (табл. 17).

2. Рассчитывается коэффициент неоднородности пород водоносного горизонта:

,

где , – размеры частиц, содержание которых в водоносном пласте по массе составляет соответственно 10 и 60 %.

3. По величине d₅₀ (размер частиц водоносного горизонта, содержание которых по массе 50%) определяют размер отверстий в каркасе фильтра (табл.18): для дырчатых – диаметр, для щелевых – ширину щели.

Если фильтр с гравийной обсыпкой, то для расчета в качестве d₅₀ принимается размер зерен материала в обсыпке (табл.19).

а б

Рис.1 Дырчатые и щелевые фильтры

Если по расчету размер отверстий оказался излишне малым (десятые миллиметра или несколько миллиметров), или слишком большим (сотни миллиметров), то следует просто задаться для дырчатого каркаса диаметром круглого отверстия 16-22 мм, для щелевого каркаса шириной щели 8-12 мм.

Зная размер отверстий, находят расстояние между отверстиями в ряду и расстояние между рядами отверстий. Расстояния между круглыми отверстиями (рис.1,а) а=(1,55…l,7)d; b=(2,l…3,5)d (d – диаметр отверстия). Расстояние b между щелями (рис.1,б) принимается равным 10d (d – ширина щели), длина щелей l =25…100 мм, расстояние между рядами щелей по вертикали 10…20 мм.

4. Для обеспечения требуемого дебита скважины рассчитывается длина рабочей части фильтра:

где Q - проектный дебит, м³/ч; d_ф - диаметр фильтра, м; v_ф, - допустимая входная скорость фильтрации воды, м/сут.

Скорость фильтрации определяется по формуле:

где k_ф — коэффициент фильтрации пород водоносного пласта, м/сут (табл.16).

Значения величин надо подставлять в тех единицах измерения, которые указаны при расшифровке обозначений после формул.

В работе в учебных целях будем считать, что фильтровая труба имеет наружный диаметр 219,1 мм.

В качестве наружного диаметра самого фильтра d_ф в зависимости от его конструкции принимается:

• в трубчатых фильтрах с круглой и щелевой перфорацией – наружный диаметр фильтровой трубы;

• в проволочных, сетчатых – наружный диаметр по обмотке (толщина обмотки 2-5 мм);

• в гравийных фильтрах – наружный диаметр по обсыпке (с учетом толщины обсыпного слоя по данным табл. 19).

По условиям ремонта скважины минимальный диаметр каркаса фильтра должен быть не менее 0,1 м, а при больших дебитах принимается 0,15-0,2 м и более.

При мощности водоносного пласта менее 10 м длина рабочей части фильтра принимается равной указанной мощности, а по указанной выше формуле рассчитывается его диаметр d_ф.

5. Схематично изображается фильтр с указанием длины рабочей части, размеров отверстий в каркасе и расстояний в ряду и между рядами.

Лабораторная работа № 2