Расчет для скважин на воду

Производительность скважины на воду

Вода из водоносного горизонта поступает в обсадную трубу скважины, оттуда она и выкачивается при помощи насоса. Невозможно получить жидкости больше, чем ее способен отдать водоносный слой. Всегда существует некоторый предел, который удается получить из источника за час.

Производительность скважины на воду или ее дебит – это количество жидкости, выделяемое в единицу времени. Обычно эта величина измеряется в кубометрах. С высокой точностью ее значение определить довольно сложно. Для этого требуются специальное оборудование и соответствующие навыки. Обычно буровые компании определяют дебит с определенной степенью приближенности. Это необходимо, чтобы внести значение величины в паспорт.

Интенсивность насыщения водоносных слоев зависит от времени года и климатических особенностей. Поэтому при одной и той же технологии измерения эта величина может меняться.

Динамический и статический уровни

Час спустя после простоя скважины измеряют статический уровень воды . Его суть состоит в том, что пластовое давление жидкости внутри водоносного горизонта и давление водного столба уравновешивают друг друга. При этом появляется равновесие, препятствующее поднятию влаги.

Динамический уровень определяется в период откачивания , когда приток жидкости совпадает с ее оттоком. В процессе откачки водяной столб снижается, но на определенном уровне его падение прекратится. Эта величина может изменяться в зависимости от производительности насосного оборудования. Динамический уровень устанавливается, когда дебит скважины на воду совпадает с производительностью работающего насоса.

Знать эту величину необходимо, чтобы правильно подобрать и установить оборудование. Она также вносится в паспорт скважины. Оба уровня измеряются в метрах от земной поверхности. Чем выше водяной столб, тем эти показатели меньше.

Расчет производительности

Расчет дебита скважины осуществляют приблизительно спустя сутки после завершения бурения. Для этого уровень воды должен стать максимальным. Для вычислений потребуются следующие данные:

• глубина скважины;
• значение статического и динамического уровней;
• расположение фильтровой зоны;
• интенсивность водозабора.

Для определения дебита используют формулу:

H_дин, H_стат – статический и динамический уровни воды;

V – скорость откачки,

Этот расчет содержит определенную неточность. В соответствии с ним производительность оборудования и падение водяного столба должны происходить строго пропорционально. На самом деле при возрастании мощности насоса наблюдается значительное падение уровня воды.

Для точности вычислений измерения повторяют. Окончательный дебит определяют по формуле:

D_у –удельное значение дебита;

V₂-скорость водозабора при повторном измерении;

V₁-интенсивность водозабора при первичном измерении;

h₂,h₁ – разность между динамическим и статическим уровнями при различных исследованиях.

Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка. Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

• импульсивный;
• вибрационный;
• пневмоимпульсный;
• электрогидравлический удар;
• промывку фильтров.

В процессе применения перечисленных способов происходит уменьшение вязкости жидкости, увеличение трещиноватости породы, очищение пор водонесущих пластов. Для малопроницаемых твердых пород предпочитают механические способы. Физические методы больше подходят для улучшения удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

Самостоятельное определение дебета скважины на воду

Автономный источник питьевой водой – один из важнейших элементов любого загородного дома, без которого комфортное проживание невозможно. После завершения буровых работ на участке важно определить функциональные возможности водозабора. Дебит скважины на воду является основополагающей характеристикой. Она определяет общую производительность водозабора, от которой зависит обеспечение хозяйственных и питьевых нужд проживающих в доме.

Определение

Наряду с диаметром и глубиной, дебит является основным параметром любой водоносной скважины. Им и определяется ее производительность – то есть, объем воды в кубических метрах, который может быть получен за отрезок времени (минуту, час, сутки). Логично, что чем выше будет этот показатель, тем больше пользы она принесет в итоге. От этой характеристики зависит выбор насосного оборудования

Зачем рассчитывать дебит самому?

• Для того, чтобы точно убедиться в объеме, который Вы можете получить от автономного источника за определенное время – например, необходимое для полива, или посещения ванной комнаты.
• Для правильного подбора насосного оборудования.

Характеристики, применяемые при расчете

Для правильного расчета дебита необходимо определить следующие характеристики скважины:

• Статический уровень. Определяется расстоянием от поверхности грунта до зеркала водного пласта. Вычислить его очень просто – достаточно взять длинную веревку, привязать к ней груз и опустить в ствол водозабора. Когда груз коснется воды, отметьте необходимое место на веревке и измерьте получившийся отрезок.
• Динамический уровень– это же расстояние, но уже после забора воды. После того, как насосное оборудование будет приведено в действие, выкачает некоторый объем воды из скважины и остановится – при этом определенный уровень воды останется. Расстояние до него измеряют способом аналогичным предыдущему.

Динамический уровень – величина постоянно меняющаяся. Зависит от скорости поступления воды из источника. Идеальным вариантом является равенство двух уровней – это означает, что насос откачивает с такой же скоростью, с какой поступает новая порция. Соответственно, если вода будет пребывать раньше, чем насос успеет ее откачать, дебит скважины выше его производительности, и наоборот.

Проводить измерения необходимо не раньше, чем по истечении одного дня после того, как скважина будет полностью обустроена. Этого времени достаточно, чтобы уровень воды в стволе водозабора стабилизировался. Если провести замеры раньше, будет велика вероятность их несоответствия реальным параметрам.

Как рассчитать?

Для расчета дебита используется простая формула, которой пользуется большинство владельцев скважин:

Здесь V – производительность насоса (сколько кубометров откачено за час), H_в – высота водного столба (разность глубины скважины и статистического уровня воды), H_дин – динамический показатель, H_стат – статистический показатель.

Данный метод позволит узнать лишь приблизительное значение дебита скважины, поскольку прямой зависимости между производительностью насосного оборудования и изменением уровней не существует. Проще говоря, если Вы возьмете другой насос и проведете те же расчеты, результат может оказаться совершенно иным. Для более точных расчетов используются формула Дюпюи.

Узнать производительность насоса можно из технического паспорта, либо по счетчику израсходованного объема воды.

Удельная величина

Для точного определения дебита указанные выше измерения необходимо провести, по меньшей мере, дважды, желательно – разными насосами. Конечно, и в этом случае нельзя гарантировать стопроцентную точность, однако полученный результат окажется более точным.

По прошествии суток, после предыдущего водозабора, когда столб воды стабилизируется и будет равен вычисленному статическому значению, откачайте его другим насосом и замерьте динамический уровень. После чего подставим полученные данные в следующую формулу:

Здесь, V2 и V1 – разность производительностей двух насосов, а H2 – H1 – разность между статическим и динамическим уровнем при первом и втором заборе. Таким образом, мы получаем удельный дебит водозабора – показатель, на который реальный или средний дебит превышается по мере увеличения динамического уровня.

Средняя величина

После определения удельного показателя, мы выходим на финишную черту и можем рассчитать средний дебит – фактическое значение производительности скважины. Высчитывается он следующим образом:

H_ф – уровень, на котором располагается фильтр насоса, H_стат – статистический уровень воды, D_уд – удельный дебит.

В зависимости от полученного значения, можно выделить три вида водяных скважин:

1. Малой производительности (суточный дебит – не более 20 м 3 );
2. Средней (от 20 м 3 );
3. Высокой (от 85 м 3 ).

Как выбрать насосное оборудование?

Теперь осталось определить, какой производительности насос окажется для Вас наиболее оптимальным. Вычислить этот параметр несложно – надо подсчитать количество всех водоразборных точек в здании, после чего умножить полученное число на объем воды, который выдает одна точка в течение часа.

Не трудитесь бежать за тарой – это значение составляет 0,5 м 3 . В итоге получаем необходимую нам производительность насоса.

Проводить подобные замеры необходимо несколько раз в год – для того, чтобы убедиться, что вода по-прежнему поступает в скважину в нужных количествах. Для этого понадобится лишь мерная посуда, кран и секундомер. Засекается время, которое потребуется для заполнения посуды – если при следующем замере время будет совпадать, значит, опасаться нечего, и источник работает в полную силу.

Причины снижения

Если при замерах выясняется, что для заполнения сосуда того же объема начало уходить больше времени, стоит задуматься. Вероятнее всего, причина снижения дебита кроется:

• в неисправности насосного оборудования;
• в загрязнения фильтрационной системы;
• заиливании ствола скважины.

В таком случае достаточно обратиться за помощью к специалистам, которые проведут очистку фильтра насоса, при необходимости – поменяют изношенные или вышедшие из строя элементы.

Если же данные меры не помогают, причина кроется в самой скважине – а точнее, в ее неправильном обустройстве, использовании некачественных или неподходящих материалов, некачественных фильтров и пр. В данном случае лучшим выходом будет подать заявление в фирму, которая проводила бурение, либо обратиться в другую подобную организацию, поскольку исправить положение своими силами не удастся.

Квалифицированные специалисты на время осушат скважину, после чего проведут необходимые диагностические работы и заменят неисправные элементы. Данных мер достаточно для исправления подавляющего большинства возможных неисправностей в работе водоносных скважин.

Кроме того, дебит может снижаться из-за перемен в климате – например, из-за серьезной засухи и отсутствия атмосферных осадков. Данные изменения временны и не оказывают какого-либо воздействия на скважину или насосное оборудование, поэтому остается лишь запастись терпением и ждать изменения погоды.

Методы увеличения

Вопрос, которым задается большинство владельцев – как увеличить дебит водяной скважины? Ответ на него прост – практически никак. Небольшое изменение в положительную сторону возможно лишь в самом начале, когда закончится бурение.

Подключив насос к скважине, возможно извлечь из нее определенное количество сторонних включений, что позволит увеличить ее общую производительность на 2-3 м3 в час. Однако, помогают такие меры далеко не всегда.

Если же скважина используется долгое время, никаких дополнительных резервов повышения дебета не удастся. Единственное, что можно сделать в подобной ситуации – приобрести гидроаккумулятор необходимого объема и подключить к нему все или некоторые водоразборные точки. Такое решение обеспечит Вас необходимым объемом воды при сравнительно малых расходах.

Возможно ли восстановление?

Со временем фильтр ствола скважины может обрастать частицами ила, забиваться песком и органическими отложениями. Указанные естественные процессы напрямую влияют на снижение производительности водозабора. Восстановление дебета в этом случае возможно двумя методами:

• Вибрационным воздействием. Для этого используется специальное устройство, которое опускается в воду на тросе до глубины размещения фильтра. При его вибрации с фильтра отслаиваются скопления песка, ила, известняка и прочих загрязнений.
• Химическим воздействием. Для этого фильтр заливается кислотой, после чего все загрязнения растворяются.

В заключение стоит еще раз отметить, что проведение всех указанных выше расчетов позволит использовать водоносное оборудование эффективно и безопасно. Точные расчеты позволят не только обеспечить нужным объемом воды в свободном доступе, но и значительно сэкономить на приобретении сопутствующего оборудования.

Расчет для скважин на воду

После того как закончены буровые работы, и выполнены предварительные процедуры укрепления оголовка ствола, компания обязана составить паспорт на скважину. В документ вносят ряд характеристик и параметров конструкции, полученных измерением и результатами расчета скважин на воду. Далее бурильщиками составляется протокол обследования скважины и акт приема-передачи. Проверочный расчет водоотдачи скважины и составленные документы нужны для того, чтобы получить у заказчика письменное подтверждение способности водозабора выдавать на поверхность необходимое количество воды и, в итоге, оплату за выполненные работы.

Как выполняется расчет скважины по воде

В протокол обследования, помимо технологических и геологических данных о месте и глубине бурения, вносятся данные о водонаполненности скважины, а именно:

• Уровень воды в стволе или в обсадной трубе скважины в условиях покоя, его еще называют статическим. Измеряют его для расчета скважины в метрах от поверхности земли до поверхности воды;
• Глубина залегания водоносного слоя, или высота расположения фильтрующей части обсадной трубы над скважинным дном;
• Динамический или практический уровень воды при работающем насосе. При работе насоса уровень воды в скважине падает на несколько метров, эту характеристику важно знать для расчета оптимальной глубины погружения насоса;
• Данные о водоотдаче скважины под нагрузкой, полученные расчетом по измеренным параметрам. Эту характеристику называют дебитом водозабора или скважины.

Важно! Производительность скважины любой конструкции, неважно, артезианской или поверхностной, оценивается с помощью вычисления дебита.

Специалистами бурильной конторы дебит рассчитывается по классической формуле D=(V_ч∙H)/(h_c-h_д) . Эта величина, в грубом приближении, характеризует мощность водозабора скважины. В числителе стоит производительность насоса по воде, в знаменателе разность между статическим и динамическим значением уровня в стволе. Чем слабее водоотдача, тем больше разность уровней, тем меньше получаемая величина, тем ниже качество скважины. Только расчетом можно подтвердить, что специалисты компании смогли правильно выполнить разведку и бурение скважины.

Применение расчетных характеристик

При ознакомлении с методикой расчета возникает вопрос, зачем нужно значение дебита обычному потребителю. На самом деле, водоотдача является единственным способом оценить, хватит ли мощности водозабора для удовлетворения потребности жильцов или владельцев дома в воде до того, как будут подписаны документы о приемке.

Поэтому опытные заказчики поступают следующим образом:

• По количеству потребителей в доме рассчитывается потребное количество воды, это примерно 200 литров на человека, плюс хозяйственные и технологические затраты — еще 1500 л. на дом. Если посчитать, для семьи из четырех человек получается максимальное потребление 2,3 куба в час;
• При составлении договора на бурение в проекте принимается значение производительности скважины не менее 2,5-3 м 3 в час;
• После выполнения бурения и определения оптимального уровня водозабора нужно выполнить откачивание воды, измерение динамического уровня и рассчитать водоотдачу при максимальном расходе своего насоса, купленного под обеспечение нужд дома.

Проблема заключается в том, что для расчета дебита специалисты бурильной компании выполняют контрольную откачку воды своим насосом, одновременно выполняют расчет по своим данным. Мощность водоотдачи при откачке воды из скважины маломощным насосом и насосным агрегатом с заданной производительностью может существенно отличаться. Скорость притока при небольшом расходе может быть достаточной для поддержания динамического показателя на уровне, достаточном для работы насоса. То есть, не менее полутора метров над корпусом насоса.

При откачке воды мощным агрегатом, даже если расчет показывает приемлемое значение дебита по прошлым измерениям, скорость наполнения может быть явно недостаточной для поддержания требуемого значения динамического уровня. Это значит, что в период засухи в благополучной, по расчетным данным, скважине воды явно не хватит для нормальной работы.

Особенности расчета дебита

Причиной несоответствия результатов расчета дебита и водоотдачи скважины для насосов различной мощности можно условно считать такое явление, как уменьшение высоты столба над входом в заборное устройство погружного насоса. Даже без математики понятно, что чем выше высота динамического столба, тем выше начальное давление, соответственно, для очень продуктивной артезианской скважины или насоса малой производительности дебит будет завышенным.

Более правильной методикой расчета считается определение дебита для нескольких насосов различной мощности. Для этого используется понятие удельного дебита, получаемого расчетом по формуле

где U₂, U ₁ – расход для мощного и слабого насосов соответственно, h₂, h₁ — величина падения уровня воды для каждого замера. Указанная формула определяет прирост объема воды скважины с изменением динамического столба на один метр.

Для расчета наиболее точного значения водоотдачи необходимо умножить величину удельного дебита Dу на высоту водяного столба, от зеркала до входа в водозаборное отверстие насоса.

Для практического определения высоты статического уровня можно использовать нехитрое приспособление в виде поплавка и небольшого груза, подвешенных на расстоянии метра на тонком капроновом шнуре. Таким способом измеряют глубину воды в колодцах. Опуская груз в ствол, нужно засечь длину шнура, на которой появится слабина, так узнаем статический показатель. Расстояние до входа в насос можно измерить по длине шланга плюс длина корпуса.

Заключение

Понятно, что для выбора насоса, кроме расхода воды, необходимо знать потребный напор, обеспечивающий подачу из водозабора на все точки водопользования. Но расчет напора не является столь критичным, как водоотдача источника. Если давления в системе будет не хватать, всегда можно выйти из положения установкой подкачивающего агрегата, тем более, если в доме будет стоять водоаккумулятор и система фильтрации.

• Как устранить засор в унитазе
• Чистим газовую колонку своими руками
• Как правильно установить унитаз своими руками
• Подвесной унитаз с функцией биде

Обсудить статью на форуме

Расчет дебита скважины

Одной из характеристик пробуренной скважины является скорость поступления из пробуренного подземного пласта или отношение объема к определенному временному промежутку. Получается, что дебит скважины – это её работоспособность, измеряющаяся в м 3 /час (секунда, сутки). Значение дебита скважины необходимо знать при выборе производительности скважинного насоса.

Факторы, определяющие скорость наполнения:

• Объем водоносного слоя;
• Скорость его истощения;
• Глубина залегания грунтовых вод и сезонные изменения уровня воды.

Дебит: методы расчета

Мощность насоса для артезианской скважины должна соответствовать её продуктивности. Перед бурением нужно рассчитать объем, требуемый для водоснабжения, и сравнить полученные данными с показателями разведки геологической службы в отношении глубины залегания пласта и его объема. Определяют дебит скважины предварительным расчетом статистических и динамических показателей относительно уровня воды.

Низкодебитными считаются скважины с продуктивностью меньше 20 м 3 /сутки.

Причины небольшого дебита скважины:

• естественная гидрогеологическая характеристика водоносного горизонта;
• сезонные изменения в грунтовых водах;
• засорение скважинных фильтров;
• разгерметизация или засорение труб, подающих воду на поверхность;
• механический износ насосной части насоса.

Расчет дебита скважины производится на этапе определения глубины залегания водоносного горизонта, составления конструкции скважины, выбора типа и марки насосного оборудования. По окончанию бурения производят опытно-фильтрационные работы с занесением показателей в паспорт. Если при вводе в эксплуатацию получен неудовлетворительный результат, то это означает, что допущены ошибки в определении проектной глубины бурения или подборе оборудования.

Маленький дебит скважины, что делать? Есть несколько вариантов:

• увеличение глубину скважины для вскрытия следующего водоносного горизонта;
• увеличения дебита путем применения различных методов опытной откачки;
• применение механического и химического воздействия на водовмещающий горизонт;
• перенос скважины на новое место.

Основные параметры для расчета дебита

Если вы не знаете, как рассчитать дебит скважины, то можете обратиться к специалистам или же произвести расчеты, которые помогут определить статические и динамические уровни.

• Статический уровень, Hст – расстояние от верхнего слоя почвы до уровня подземных вод.
• Динамический уровень, Hд – определяется при откачке воды насосом и замера уровня воды, которая генерируется природным путем.

Формула расчета дебита базируется на точном математическом расчете:

D = H x V/(Hд – Hст), метр:

• D – дебит;
• V – производительность насоса;
• H – высота водного столба;
• Hд, Hст – уровни по динамике и статике.

Пример расчета дебита скважины:

• глубина водозабора – 50 м;
• производительность насоса (V) – 2 м 3 /час;
• статический уровень (Hст) – 30 м;
• динамический уровень (Hд ) – 37 м;
• высота водного столба (H) 50 – 30 = 20 м.

Подставив данные, получаем расчетный дебит – 5,716 м 3 /ч.

Для проверки используется пробная откачка насосом большей мощности, который улучшит показания динамического уровня.

Второй расчет нужно выполнять по вышеуказанной формуле. Когда оба значения дебита будут известны, узнается удельный показатель, который дает точное понятие того, насколько нарастает производительность при росте динамического уровня на 1 метр. Для этого применяется формула:

Как правильно рассчитать дебит скважины?

Дебит – ключевая характеристика любой скважины. Под этим понятием подразумевают то количество воды, нефти, либо газа, которое источник может выдать за условную единицу времени – одним словом, его производительность. Измеряется этот показатель в литрах за минуту, либо в кубометрах за час.

Прокачанная скважина для воды на участке

Расчет дебита необходим как при обустройстве бытовых водоносных скважин, так и в газодобывающей и нефтяной промышленности — каждая классификация при этом имеет определенную формулу для вычислений.

1 Зачем нужно делать расчет дебита скважины?

Если вы знаете дебит своей скважины, то сможете без проблем подобрать оптимальное насосное оборудование, так как мощность насоса должна точно соответствовать продуктивности источника. К тому же, в случае возникновения каких-либо проблем, правильно заполненный паспорт скважины очень поможет ремонтной бригаде выбрать подходящий способ её восстановления

Исходя из показателей дебита, выполняется классификация скважин на три группы:

• Низкодебитные (меньше 20 м³/сутки);
• Среднедебитные (от 20 до 85 м³/сутки);
• Высокодебитные (свыше 85 м³/сутки).

В газовой и нефтедобывающей промышленности эксплуатация малодебитных скважин нерентабельна. Поэтому предварительное прогнозирование их дебита является ключевым фактором, который определяет, будет ли выполняться бурение новой газовой скважины на разрабатываемой территории.

Для определения такого параметра в газовой промышленности имеется определенная формула (которая будет приведена ниже).
к меню ↑

1.1 Как сделать расчет дебита артезианской скважины?

Для выполнения расчетов вам необходимо узнать два параметра источника – статический и динамический уровни воды.

Для этого вам понадобится веревочка, с объемным грузиком на конце (таким, чтобы при касании к водной поверхности был отчетливо слышен всплеск).

Процедура замера уровня воды в скважине

Измерить показатели можно по истечению одного дня после окончания обустройства скважины. Выждать сутки после завершения бурения и промывки необходимо для того количество жидкости в скважине стабилизировалось. Делать замер раньше не рекомендуется — результат может быть неточным, так как в первые сутки происходит постоянное увеличение максимального уровня воды.

По истечению необходимого времени выполните замер. Делать это нужно по глубине обсадной колонны – определите, какую длину имеет часть трубы, в которой отсутствует вода. Если скважина сделана согласно всем технологическим требованиям, то статический уровень воды в ней будет всегда выше, чем верхняя точка фильтрующего участка.

Динамический уровень – это непостоянный показатель, который будет меняться в зависимости от условий эксплуатации скважины. Когда осуществляется забор воды с источника, её количество в обсадной колонне постоянно уменьшается.В случае, когда интенсивность забора воды не превышает продуктивность источника, то спустя какое-то время вода стабилизируется на определенном уровне.

Исходя из этого, динамическим уровнем жидкости в скважине является показатель высоты водного столба, который будет держаться при постоянном заборе жидкости с заданной интенсивностью. При использовании погружных насосов разной мощности динамический уровень воды в скважине будет отличаться.

Оба эти показателя измеряются в «метрах от поверхности», то есть чем ниже фактическая высота столба воды в осадной колонне, тем меньшим будет динамический уровень. На практике расчет динамического уровня воды помогает выяснить, на какую максимальную глубину может быть опущен погружной насос.

Расчет динамического уровня воды осуществляется в два этапа — нужно выполнить средний и интенсивный водозабор.Производите замер после того, как насос беспрерывно проработал один час.

Определив оба фактора, вы уже можете получить ориентировочную информацию по дебиту источника – чем меньше разница между статическим и динамическим уровнем, тем большим является дебит скважины. У хорошей артезианской скважины эти показатели будут идентичными, а средний по производительности источник имеет 1-2 метра разницы.

Процесс бурения скважины

Расчет дебита скважины может производиться несколькими способами. Вычислять дебит проще всего по следующей формуле: V*Hв/Hдин – Hстат.

• V– интенсивность отбора воды при замере динамического уровня скважины;
• Н_дин – динамический уровень;
• Н_стат – статический уровень;
• Н_в – высота столба воды в обсадной колонне (разница между общей высотой обсадной колонны и статическим уровнем жидкости)

Как определить дебит скважины на практике: возьмем в качестве примера скважину, высота которой составляет 50 метров, при этом перфорированная зона фильтрации расположена на 45-ти метровой глубине. Замер показал статический уровень воды глубиною 30 метров. Исходя из этого, определяем высоту столба воды: 50-30=20 м.

Чтобы определить динамический показатель, предположим, что за один час работы насосом из источника было откачано два кубометра воды. После этого замер показал, что высота столба воды в скважине стала меньше на 4 метра (произошло увеличение динамического уровня на 4 м)

То есть, Н_дин = 30+4=34 м.

Для того чтобы свести возможные погрешности расчета к минимуму, после первого измерения нужно выполнить расчет удельного дебита, с помощью которого можно будет рассчитать реальный показатель. Для этого, после первого забора жидкости, необходимо дать источнику время на заполнения, чтобы уровень столба воды поднялся до статического показателя.

После чего выполняем забор воды с большей интенсивностью, чем первый раз, и повторно делаем замер динамического показателя.

Для демонстрации расчета удельного дебита используем такие условные показатели: V2 (интенсивность откачки) – 3 м³, если предположить, что при интенсивности откачки в 3 кубометра за час, Ндин составляет 38 метров, то 38-30 = 8 (h2 = 8).

Процесс монтажа глубинного насоса в скважину

Удельный дебит рассчитывается по формуле: Du = V₂ – V₁/ H₂ – H₁, где:

• V1 – интенсивность первого забора воды (меньшая);
• V2 – интенсивность второго забора воды (большая);
• H1 – уменьшение столба воды при выполнении откачки меньшей интенсивности;
• H2 – уменьшение столба воды при откачке большей интенсивности

Вычисляем удельный дебит: Д_у = 0.25 кубометра в час.

Удельный дебит нам демонстрирует, что рост динамического уровня воды на 1 метр, влечет за собой увеличение дебита скважины на 0.25 м 3 /час.

После того как рассчитан удельный и обычный показатель, можно выполнить определение реального дебита источника по формуле:

• Н_фильтр – глубина верхнего края фильтрующего участка обсадной колонны;
• Н_стат – статический показатель;
• Ду – удельный дебит;

Исходя из предыдущих расчетов, мы имеем: Др = (45-30)*0.25 = 3.75 м 3 /час — это высокий уровень дебита для артезианской скважины (классификация высокодебитных источников начинается с 85 м³/сутки, у нашей скважины он составляет 3,7*24=94 м³)

Как вы видите, погрешность предварительного расчета, в сравнении с итоговым результатом, составила около 60%.
к меню ↑

2 Применение формулы Дюпюи

Классификация скважин нефтяной и газовой промышленности требует расчета их дебита по формуле Дюпюи.

Формула Дюпюи для газовой скважины имеет следующий вид:

Формула Дюпюи для расчета газовой скважины

Для вычисления дебита нефти существует три разновидности данной формулы, каждая из которых применяется для разных видов скважин — поскольку каждая классификация имеет ряд особенностей.

Дебит скважины – как узнать, хватит ли вам воды

Первое, о чем следует подумать после окончания работ по бурению водозабора – как определить дебит скважины, как понять, соответствует ли её производительность нуждам водопотребителей. Сделать это нужно до того, как подрядная организация выдаст вам паспорт на скважину, так как указанный в ней дебит может совершенно не соответствовать реальному положению вещей, но вы поймете это намного позже.

Что такое дебит и как его найти

Скважину на своем участке люди строят для того, чтобы полностью обеспечить свои потребности в воде. Как правило, потребности эти рассчитываются заранее, после чего сравниваются с результатами геофизической разведки, определяющей наличие и мощность водоносного пласта в данном месте.

Но многое зависит и от самой скважины – от того, насколько верно была спроектирована её конструкция, определена глубина, подобрано оборудование. Выяснить, соответствует ли производительность нового гидротехнического сооружения заявленным вами требованиям, можно, определив его дебит.

Максимальное количество воды, которое может поступить за один час называется дебитом. Пишется это слово именно дебит и не связано с бухгалтерским понятием дебет.

Точное определение абсолютного дебита скважины задача сложная и требует специализированного оборудования, специальных знаний, навыков и к тому же времени. Даже при наличии всех вышеперечисленных условий определить дебит получится лишь на тот момент, когда производится измерение.

Конструкция артезианской скважины

Для справки. Чтобы вычислить необходимый вам объем воды, поступающий из водозабора, нужно умножить количество всех планируемых водоразборных точек на 0,5 куб.м. Это максимум, который может вытечь через кран за 1 час. В результате вы получите требуемую производительность насоса, которую и можно будет сопоставить с производительностью скважины.

Определяем статический и динамический уровень

Перед тем как рассчитать дебит скважины (максимальный объем воды, который можно из неё получить за определенный промежуток времени), нужно определить статический и динамический уровень воды в ней.

Обратите внимание. Так как дебит – величина не постоянная и зависит от сезонных изменений уровня подземных вод и других факторов, то точное его определение невозможно. Поэтому чаще всего выясняют его приблизительное значение, чтобы убедиться, что воды в скважине будет хватать для нужд владельца.

• Статическим называют уровень воды в скважине, который устанавливается при отсутствии из неё водозабора. Он измеряется расстоянием от поверхности земли (или устья скважины) до зеркала воды. Причем для его точного определения нужно дождаться, пока уровень не перестанет подниматься после очередной откачки.

Для справки. Для новой скважины инструкция рекомендует выждать не менее суток после окончания бурения и промывки.

Статический и динамический уровни

• Динамическим называют уровень воды, стабилизирующийся на определенной отметке во время её откачивания насосом. Тут следует пояснить следующее: когда насос начинает работать, откачивая воду, её уровень в трубе постепенно понижается, но через какое-то время фиксируется, если интенсивность откачивания не превышает скорость наполнения скважины из водоносного горизонта. И чем выше производительность насоса, тем большее значение будет иметь динамический уровень. То есть, это величина не постоянная, зависящая от интенсивности непрерывного отбора воды.

Так как для определения дебита нужно знать значения статического и динамического уровней, последний для более точных расчетов необходимо вычислить как минимум дважды, производя отбор с разной интенсивностью. В этом случае цена ошибки будет минимальной.

Формулы для расчета дебита

Чтобы не думать о том, как увеличить дебет новой скважины после того, как бурильщики сдадут работу и уедут, добейтесь от них его максимально точного определения и решите, достаточно ли оно для вас. А чтобы быть уверенным, что расчеты произведены верно, вы и сами должны знать, как они делаются.

Расскажем об этом на примере.

Допустим, скважина пробурена на глубину 80 метров, а зона забора воды (фильтровая зона) начинается на отметке 75 метров от поверхности земли. Статический уровень (Hst) находится на отметке 40 метров. Вычисляем высоту столба воды в скважине (Hw): 80 – 40 = 40 метров.

• Существует простой, но не самый точный способ рассчитать дебит скважины (D), откачивая из неё воду в течение часа и замерив после этого динамический уровень (Hd). Этот расчет вы можете выполнить и своими руками по формуле:

D = V*Hw/Hd – Hst, где V – это интенсивность откачивания в кубометрах в час.

Основные данные для определения дебита

Предположим, она оказалась равна 3 куб.м/ч. То есть, за один час насос выкачал три куба воды, при этом её уровень в трубе понизился на 12 метров и динамический уровень составил 40 + 12 = 52 метра.
Подставляя эти данные в формулу, получаем: 3*40/52 – 40 = 10 куб.м/ч.

Обратите внимание! Чаще всего в паспорт скважины вносят значение дебита, рассчитанного этим способом. Но он не является точным, так как нет прямой зависимости между интенсивностью откачивания и изменением динамического уровня. Если вы возьмете насос другой производительности, результат может оказаться совсем иным.

• Для максимально точного определения фактического дебита необходимо хотя бы дважды зафиксировать динамический уровень воды, откачивая воду насосами разной производительности. В этом случае вы получите результат, близкий к фактическому.

Итак, дайте скважине отстояться после первого отбора до тех пор, пока отметка зеркала воды в ней не вернется на свой статический уровень. Затем снова откачайте воду в течение часа насосом с другой производительностью и снова измерьте динамический уровень.

Определить уровень воды можно с помощью веревки с отвесом

Допустим, он составил 64 метра при объеме откачанной воды 5 куб.м. за час. Данные двух замеров позволят вам вычислить значение удельного дебита скважины: Du = V₂ – V₁/ h₂ – h₁, где V₂ и V_{1 —} это интенсивность отбора воды, а h₂ и h₁ – падение её уровня от статического до динамического при втором и первом заборе соответственно. В нашем случае они составляют 24 и 12 метров.

Подставляя известные данные, получаем: Du = 5-3/24-12 = 0,17 куб.м/ч

Значение удельного дебита показывает, на сколько увеличивается реальный дебит при увеличении динамического уровня.

Реальный же дебит рассчитывается по формуле: D = (Hf – Hst)*Du, где Hf – это уровень верхней точки фильтровой зоны, который в нашем случае находится на отметке 75 м.

Таким образом, фактический дебит нашей скважины составит (75 – 40)* 0,17 = 5,95 куб.м/ч.

Как видите, это значение почти вдвое ниже полученного при первом замере. На него и следует ориентироваться, решая, достаточно ли вам будет такой производительности.

Зачем нужен точный расчет

Чаще всего скважину на участке бурят до строительства дома, когда ещё неизвестна реальная будущая потребность в воде. И поэтому нет возможности убедиться, что её будет хватать.

Чтобы не ломать голову, как повысить дебит скважины после выяснения его недостаточной величины, и нужно требовать проведения точных расчетов, так как описанный выше стандартный способ дает завышенные результаты. Кроме того, в паспорт скважины должна вноситься наиболее точная информация – при возникновении проблем в будущем это поможет найти их причину и восстановить производительность водозабора.

Что делать, если дебит недостаточный

Со временем количество воды, добываемой из скважины, может уменьшиться.

Происходит это чаще всего по двум причинам:

• Заиливание фильтра и эксплуатационной трубы.
• Снижение производительности насоса из-за поломки или засорения всасывающего фильтра.

В этих случаях нужно решать, не как увеличить дебет скважины, а как её прочистить, отремонтировать или заменить насос.

На фото – процесс очистки скважины

Если воды мало изначально, причины кроются совсем в другом:

• Бурильщики не попали в водоносный пласт. Иногда проблема решается увеличением глубины скважины.
• Водоносный горизонт не обладает достаточной мощностью и просто не способен давать требуемое количество воды. В этом случае скважину можно раскачать.

Раскачивание применяется и для очистки воды в скважине

Просто многократно выкачивать из неё всю воду, дожидаясь максимального наполнения. Если в процессе раскачивания вокруг водозаборной части скважины образуется водяной бассейн, он становится своеобразным накопителем воды в период отсутствия её отбора, увеличивая общий дебит. Но случается и так, что ни раскачивание, ни углубление скважины не решают проблему, и остается только бурить новый водозабор в другом месте.

Совет. Чтобы этого не случилось, обращайтесь для выполнения буровых работ только в серьезные компании с хорошими рекомендациями, способные гарантировать выполнение ваших требований.

Как реанимировать скважину

Так ремонтируется артезианская скважина

Восстанавливать можно малодебитные скважины или те, которые были в рабочем состоянии, а потом про них забыли, и они не эксплуатировались длительный период. Их можно отнести к заброшенным конструкциям.

Довольно часто такая участь уготована песчаным скважинам с небольшой глубиной, вода из них уходит, а они заиливаются. Различные методы реанимации скважин подразумевают проведение анализа исходных данных.

• Рассматривается конструкция самой скважины и фильтра.
• Кольматационный процесс и его этапы, определяется снижение проницаемости в результате проникновения твердых частиц в поровую пустоту, а также образование фильтрационной корки при закупоривании породы, доступной для проникновения, интенсивность их проявлений.
• Изменение химического и физического состояния этих отложений.
• Определяются окружающие водоносные слои, породы и их характеристики фильтрации.
• Восстановление дебита скважин наиболее близкого по показателям к первоначальным данным, обеспечивается подбором самого оптимального метода, который поможет получить желаемый результат.

Стадии восстановления конструкции

• Проведение видео диагностики и исследование. Труба просматривается предметно, для обнаружения проблем и неполадок. Составляется примерный план работ.
• Далее идет очистка мусора, пыли, скопившиеся в ней за период бездействия.

Внимание: К основной части работы относится удаление илистых наносов из водоприемника.

• Очистка ила может производиться с помощью воды, подаваемой под давлением.
• Обработка специальными реагентами.
• Гидроудар.
• Компрессионно-депрессионное воздействие относится к одному из способов, используемых для повышения производительности глубинных скважин.
• Новые технологии позволили получить очень эффективную и вместе с тем экономичную на сегодняшний день комплексную конструкцию для восстановления .
• Одновременно используется гидродинамическая установка высокого давления и кавитационный гидродинамический вибратор, заставляющий колебаться давление в жидкости.
• Любая, даже самая безнадежная скважина, после применения этого способа реанимирования конструкции, может снова эксплуатироваться.
• Эта технология, используемая в комплексе, позволяет произвести очистку отстойника, труб, увеличить дебит и провести другие действия, чтобы получить качественную работу скважины и обеспечить подачу воды.
• К преимуществу метода относится влияние на производительный, водоносный слой и разрушение слоя любых загрязнителей в трубе. Вибрация создает колебания воды, находящейся под высоким давлением и разрушающей скопления песка, известняка и других осадочных пород и элементов.

Преимущество восстановительных работ

Прозрачная вода не может оставить никого равнодушным

Просмотренное видео в этой статье и в других материалах, позволяет отметить положительные моменты восстановительных работ:

• Возобновляется пропускной дебит конструкции с показателями не ниже первоначальных данных, как минимум.
• Дебит может сохраняться на протяжении 5-6 лет, поэтому нет необходимости в частых повторениях профилактических работ.
• Кратковременный импульсный метод воздействий не наносит вред керамическим, проволочным и другим видам фильтров.
• Инструкция предписывает обращать внимание на любую, незначительную на первый взгляд поломку, которая может сильно снизить эффективность работ скважины на воду и регулярность её использования.
• Приборный комплекс отличается мобильностью проведения процедур за счет собственных емкостей для рабочих реагентов и отдельного привода.
• В кавитационном вибраторе отсутствуют трущиеся части, поэтому можно говорить о высокой технической надежности комплекса, ещё обеспеченной изготовлением из материалов с высокой прочностью.
• Восстановление скважины своими руками практически невозможно, поэтому придется обращаться к профессионалам.
• Сразу хочется узнать какая цена вопроса восстановительных работ, чтобы определиться с финансовыми возможностями.
• Точная цифра стоимости складывается только после того, как мастера-исполнители смогут дать оценку сложности предстоящих работ.
• На фото видно, что скважины бывают не только с водой, но и с нефтью, газом. Важно, что проблемы у них схожие. Маленький дебит присутствует не только у воды. Как производится эксплуатация газовых малодебитных скважин, поможет понять технологии бурения и восстановления скважин.
• Восстановление бездействующих и увеличение производительности малодебитовых конструкций выполняется бурением боковых стволов. Этот способ выходит в первые ряды среди аналогичных методов.
• Особую актуальность он приобретает для Западной Сибири, где начинается поздняя стадия разработки залежей нефти и газа. Она характеризуется заметным обводнением объектов, находящихся в эксплуатации.

Заключение

Бесспорно, строительство скважины – это сложное дело, требующее больших затрат и огромного опыта. Но её мало только пробурить и оборудовать, нужно убедиться, что силы и деньги были потрачены не напрасно, и воды вам будет хватать на все нужды. Предложенные выше методы помогут вам сделать это грамотно, а видео в этой статье подскажет, на что обратить внимание, контролируя выполнение этой работы исполнителями.