Для грамотного расчета дебита скважины необходимо ввести понятия динамического и статического уровня воды, а также понижения уровня при откачке. Также надо описать устройство скважины.
На основании опыта расчета и эксплуатации систем водоподготовки основным водоисточником в сельском хозяйстве является скважина. И часто приходиться сталкиваться с тем, что за давностью лет, паспорт на скважину бывает утерян. Поэтому требуется определение дебита скважины, для ее корректной работы.
Устройство скважины
Скважина-это подземный водоисточник. В земле, в зависимости от глубины водоносного горизонта, бурение выполняют различными способами, но обычно, это либо шнековое бурение, либо бурение с помощью породоразрушающего долота. После прохода необходимой толщины водоносного горизонта, как правило, не менее двух метров, необходимых для установки фильтра, дополнительно бурят под отстойник, заканчивающийся пробкой. В пробуренное отверстие в земле опускают обсадную трубу, заканчивающуюся фильтром, расположенным в водоносном горизонте и отстойником с пробкой в его нижней части. Пробку заделывают гравийной смесью, для предотвращения подачи воды мимо фильтрационной сетки.
Определение статического и динамического уровня, водного столба над насосом
После пробной откачки определяют статический и динамический уровень воды, и соответственно объем воды за единицу времени, который можно из нее выкачивать в течении продолжительного времени, то есть дебит.
Когда скважина прокачана, ее на несколько часов оставляют в покое, и после этого измеряют уровень воды, установившийся в обсадной трубе. Измеряют уровень от поверхности земли, в метрах. Эта величина будет называться статическим уровнем (зависит от внутрипластового давления).
После пробной откачки определяют статический и динамический уровень воды, и соответственно объем воды за единицу времени, который можно из нее выкачивать в течении продолжительного времени, то есть дебит.
Когда скважина прокачана, ее на несколько часов оставляют в покое, и после этого измеряют уровень воды, установившийся в обсадной трубе. Измеряют уровень от поверхности земли, в метрах. Эта величина будет называться статическим уровнем (зависит от внутрипластового давления).
Произвести измерение уровня воды в скважине можно помощью электроуровнемера (электрода, замыкающего контакт при взаимодействии с водой) или обычного грузика, подвязанного к веревке.
После этого берут насос, обычно с малой производительностью и достаточным напором, для поднятия воды с максимальной глубины данной скважины. Насос опускают до глубины, меньшей на один метр, чем начало фильтра, установленного в скважине. Эта величина называется водный столб над насосом, и измеряется в метрах. Насос включают на откачку не менее часа. При этом производительность насоса должна быть не более чем предполагаемый дебит скважины, то есть вода, подаваемая насосом не должна заканчиваться в течение откачки. При этом измеряют расход воды, подаваемый насосом за единицу времени.
Для этого можно воспользоваться следующими способами:
- посмотреть данные расходомера или счетчика
- взять сосуд с известным объемом и посчитать его время заполнения водой, подаваемой насосом из скважины;
- ознакомиться с паспортом на насос и узнать производительность по рабочей точке.
Например, это может быть 10 литров в минуту или 600 литров в час. В конце измерительной откачки, после определения расхода, подаваемого работающим насосом, измеряют уровень воды в скважине, так же, как и статический, от поверхности в земле. Уровень воды будет ниже, и соответственно его значение будет больше в метрах, чем измеренный до этого статический уровень. Это величина называется динамический уровень, то есть установившейся уровень воды во время водозабора, когда приток жидкости из водоносного горизонта равняется оттоку. Разница между значением динамического и статического уровня называется понижением водного столба. Понижение также измеряется в метрах. Зная понижение уровня воды при откачке с определенным расходом и глубину установки насоса, можно рассчитать дебит скважины.
Расчет дебита скважины
Это значение рассчитывается по формуле:
Дскваж.=(Q нас./Ндин.-Hстат.)*(Ннас.- Hстат), где
Дскваж –дебит скважины в литрах в час;
Q нас - расход насоса в литрах в час;
Ндин - динамический уровень в метрах;
Hстат - статический уровень в метрах;
Ннас. –водный столб над насосом, в метрах.
Для определения более точных значений дебита скважины рекомендуется производить несколько измерений с изменением глубины установки и производительности насоса.
Причины снижения дебита скважины
Также с течением времени происходит снижение дебита скважины. Это вызвано несколькими факторами, а именно: кольматация фильтрующей сетки (процесс естественного проникновения коллоидных, глинистых и пылеватых пород, а также осаждение химических веществ в поры фильтрующей сетки), снижение питания водоносного горизонта, зарастание слоя естественного фильтра, сформированного за поверхностью фильтрующей сетки из-за естественной кольматации, либо из-за изменения состава питающего водоносного слоя скважины.
Для избегания аварийных ситуаций, связанных с аварийными режимами работы насосного оборудования, рекомендуется не реже одного раза в два года производить прочистку скважины и определения дебита скважины.
