Конструкция водозаборной скважины (стр. 3 из 6)

2. Техническая часть

2.1. Краткая характеристика условий проведения работ на участке.

Проектный геологический разрез по скважине.

Наименование пород	Интервал, м		Мощность, м	Категория по буримости	абразивность	трещиноватость
	от	до
1. почвенно-растительный слой, плотные суглинки	0	18	18	II	-	Трещиноватость отсутствует
2. песок серый, мелкозернистый, плотный	18	40	22	I
3. глина серая, плотная	40	64	24	III
4. песок среднезернистый с мелкой галькой, обводнённый	64	80	16		Сильно-абразивные
5. глина серая, плотная с прослоями песков	80	140	60		-
6. известняк светло-серый с трещинами и кавернами, заполненными глиной	140	170	30	V	-Мало абразивные	трещиноватые
7. известняк серый, местами окремнённый, трещиноватый, обводнённый, с глубины 200 м плотный	170	210	40

Таким образом, породы I и II категории по буримости следует бурить трёхлопастным долотом 3Л-346, породы III категории – трёхлопастным долотом 3Л-295, породы V категории – трёхшарошечным долотом 4В-140С.

2.2. Определение величины понижения уровня воды и динамического уровня при эксплуатации.

Величину понижения уровня воды в скважине для напорных вод при проведенной откачке с одним понижением можно определить по формуле Дюпюи [4]:

м, (1)

где S₁ – понижение уровня, принимается равным 1 м; Q – проектный дебит, м³/ч; q – удельный дебит, м³/ч.

Понижение уровня S не должно превышать максимально допустимого понижения S_max.

S≤ S_max (2)

Максимально допустимое понижение определяется по формуле

S_max = 0,3 Н_н.с= 0,3*158=47,4 м. (3)

где Н_н.с. – высота непониженного столба жидкости в скважине.

=170-12=158 м, (4)

где Н_к – глубина залегания кровли водоносного горизонта, м; Н_ст – статический уровень воды в скважине от поверхности земли, м.

Динамический уровень определяется по формуле

, м. (5)

2.3. Выбор и обоснование типа фильтра и расчет его параметров.

Параметры рабочей части фильтра определяются проектным дебитом скважины мощностью водоносного горизонта и его фильтрационными свойствами, характеризуемыми коэффициентом фильтрации. Площадь фильтра, определяющая его водопропускную способность при допустимой скорости фильтрации воды, находится в зависимости от диаметра и длины рабочей части. В связи с этим, при расчете одну из этих величин (диаметр или длину) принимают, а другую находят по соответствующей формуле. При мощности водоносного горизонта до 10 м длину рабочей части принимают равной мощности водоносного горизонта, а диаметр определяют по формуле. При мощности водоносного горизонта более 10 м принимают диаметр фильтра и рассчитывают необходимую его длину. Во всех случаях диаметр каркаса фильтра должен быть не менее 100 мм, что обусловлено условиями его эксплуатации и ремонта.

Принимая водопропускную способность фильтра равной проектному дебиту, определяют необходимую площадь фильтра по формуле:

= = 0,264м² , (6)

где Q – проектный дебит, м³/сутки, v_ф – допустимая скорость фильтрации, м/сутки, F – рабочая площадь фильтра, м².

Скорость фильтрации определяется по эмпирической формуле:

=65 =265,308 м/сутки, (7)

где К_ф – коэффициент фильтрации, м/сутки.

Если выразить рабочую площадь фильтра через его диаметр и длину, то формула (6) примет следующий вид:

, (8)

откуда

= = 0,06722 м=67,22мм (9)

где Д_ф – диаметр фильтра, м; l_ф – длина фильтра, м, которую мы принимаем равной мощности водоносного пласта.

Согласно рассчитанному значению диаметра фильтра выбираем табличное значение наружного диаметра фильтра 114 мм и подбираем тип фильтра Т-4Ф18 [1, с.46].

2.4. Выбор и обоснование способа 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 вполне определённые преимущества и недостатки, а следовательно, и рациональную область применения применительно к решению конкретных задач, а также к гидрогеологическим и другим условиям проведения работ.

В настоящие время основным способом бурения скважин является вращательное бурение с прямой промывкой, этот способ рекомендуется для бурения описанной выше скважины. Способ рекомендуется использовать при бурении в породах различной твёрдости на различные глубины, при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования и на стадии поисково-разведочных работ, а также при применении способов закачивания скважин, исключающих кольматацию пласта.

Преимущества вращательного способа бурения:

1) высокие механические и коммерческие скорости бурения;

2) возможность бурения в породах различной твёрдости на различные глубины;

3) малая металлоёмкость конструкций скважин.

Недостатки вращательного способа бурения:

1) при бурении с глинистым раствором трудности качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебитов скважин, требует проведения длительных и сложных работ по разглинизации;

2) необходимость снабжения установок водой и качественной глиной;