Строительная откачка из скважины
Строительная откачка
По окончании бурения поры водоносной породы бывают заилены буровым шламом. Для освобождения их должна быть произведена строительная откачка Вначале откачиваемая вода содержит значительные количества взвешенной породы, затем она постепенно осветляется и, наконец, откачивается свободной от взвесей При увеличении производительности строительном откачки с водой выносится дополнительное количество породы
Более крупные частицы породы оседают на забои скважины и извлекаются из нее желонкой по окончании откачки.
Если производительность строительной откачки была меньше расчетной эксплоатационной, то в начале экеплоатации из скважины будет выноситься порода. Для избежания этого производительность строительной откачки должна превосходить эксплуатационную на 10—20 процентов.
После строительной откачки удельный дебит скважин обычно увеличивается, так как уменьшается гидравлическое сопротивление при выходе воды из породы в скважину. Чем совершеннее была строительная откачка, тем больший эффект может быть достигнут.
Строительная откачка имеет особо важное значение для скважин, оборудуемых фильтрами, так как в процессе откачки происходит отмывание мелких фракций, расположенных около стенок фильтра.
Для строительной откачки применяются временные установки, в частности опускаемые в скважину поршневые насосы, приводимые в действие от буровых станков.
Для удаления осадков с забоя приходится прерывать откачку, цемонтировать водоподъемную установку и после очистки забоя снова ее монтировать для продолжения откачки.
Во избежание излишней работы целесообразнее производить строительною откачку эрлифтной установкой с водоподъемными трубами, опущенными в скважину почти до забоя. Форсунка эрлифта устанавливается выше, на глубине, допускающей нормальную работу эрлифта. При такой установке вся проникшая и скважину порода будет выноситься водой на поверхность, отпадает необходимость чистки скважины, и откачка может производиться непрерывно до полного осветления воды. Во все время откачки забой остается чистым.
Полное освобождение скважин от бурового шлама имеет особо важное значение при оборудовании их вертикальными центробежными насосами, так как оставшийся в скважине шлам будет при эксплоатации выноситься и вызовет быстрый износ трущихся частей насоса.
Было немало случаев, когда новые насосы, опущенные в недостаточно промытую скважину, после нескольких часов работы выходили из строя.
Для скважин, оборудуемых эксплоатационными эрлифтными установками, полная строительная откачка не имеет большого значения, так как она может быть закончена эксплоатационной установкой.
Во время строительной откачки рекомендуется замерять динамический уровень и проверять дебит. Обычно по мере осветления воды динамический уровень поднимается, дебит и удельный дебит возрастают. Когда будут достигнуты установившийся динамический уровень и дебит и вода не будет содержать взвесей, строительную откачку считают законченной.
Продолжительность строительной откачки зависит от свойств водоносной породы, степени заиления ее в процессе бурения и интенсивности откачки. Она колеблется в широких пределах — от суток и до месяца, иногда и более.
energomash.pro
Производство откачек из скважин — Студопедия
Для опробования производят откачку, во время которой уровень воды в скважине понижается, при прекращении откачки он восстанавливается. При откачке, вследствие уменьшения гидростатического давления к стенкам скважины, к её забою по водовмещающим породам устремляются потоки воды. Чем больше откачивается воды, тем сильнее приток. Понижение уровня грунтовых вод при откачке происходит как в самой скважине, так и в окружающей водоносной породе; при этом поверхность грунтовой воды принимает форму воронки депрессии. Место соединения кривых депрессии внутри ствола скважины определяет положение динамического уровня. Расстояние между статическим и динамическим уровнями называется понижением и обозначается буквой S. Площадь, на которую распространяется на время откачки воронка депрессии, называется площадью влияния скважины. Расстояние от скважины до крайних точек, где влияние откачки уже практически не сказывается, называется радиусом влияния R, или радиусом депрессии. Количество воды, откачиваемой из скважины за единицу времени при установившемся постоянном динамическом уровне, называется производительностью, или дебитом скважины и выражается в кубических метрах в час или литрах в секунду. Общая производительность скважины тем больше, чем больше общее понижение уровня при откачке.
Удельная производительность скважины q (м2/ч) представляет собой частное от деления общего дебита скважины Q (м³/ч) на количество метров понижения S (м). Как правило, удельная производительность уменьшается по мере увеличения понижения и определяется по формуле:
.
Наиболее часто применяют предварительную, пробно-эксплуатационную и опытную откачки. Откачки производят для очищения воды от посторонних примесей, песка и промывочного раствора, опробования скважины, установления ее производительности и подготовке к постоянной эксплуатации.
Предварительная откачка чаще всего производится эрлифтом. Дебит и понижение уровня при этом обычно не фиксируются. Если при предварительной откачке снижается уровень воды до забоя, необходимо фиксировать время восстановления уровня для определения дебита. Предварительную откачку можно производить как предварительное ориентировочное опробование попутно встреченного водоносного пласта, так и вспомогательное перед пробно-эксплуатационной или опытной откачкой.
Пробно-эксплуатационная откачка проводится для установления опытным путем возможности получения из скважины запроектированного дебита.
Опытная откачка проводится для определения возможной производительности скважины. Расчетным путем по формулам и построением графика зависимости дебита от понижения получают возможную производительность скважины и соответствующее понижение уровня.
Откачка должна продолжаться до полного осветления воды при установившемся режиме потока, т.е. при стабильном понижении и при соответствующем этому понижению неизменяющемся дебите. При определении продолжительности пробно-эксплуатационных и опытных откачек следует учитывать гидравлическое состояние водоносного горизонта и различать откачки из напорных и безнапорных водоносных горизонтов.
Выбор водоподъемных средств определяется положением динамического уровня воды в скважине, требуемой производительностью, внутренним диаметром обсадных труб участка скважины и временем работы по откачке воды.
Различают водоподъемники для неглубоких (до 6-8 м от поверхности земли) и глубоких динамических уровней (до 100 м и более). К первым относятся горизонтальные центробежные насосы, ко вторым - центробежные погружные насосы с вертикальным валом, эрлифты, струйные насосы и др.
studopedia.ru
Опытная откачка. Получаем разрешение на скважину.
Как специалист, занимающийся оценкой запасов подземных вод и лицензированием водозаборных скважин в течение последних 8 лет, считаю, что ключевым вопросом при геологическом изучении участка недр для целей водоснабжения является проведение опытно-фильтрационных работ, которые, чаще всего, выполняются в виде опытных откачек из скважины.Здесь необходимо отметить, что основной смысл процедуры оценки запасов подземных вод заключается в том, что недропользователь, претендующий на отбор заявленного количества воды из собственной скважины, должен представить распорядителю недр (органу исполнительной власти Субъекта РФ, наделенному полномочиями на выдачу лицензий на добычу подземных вод) детальное обоснование того, что:
1) в результате эксплуатации скважины не будет причинен вред водоносному горизонту, содержащему питьевые подземные воды;
2) при отборе подземных вод не будут затронуты интересы соседних недропользователей, которые получили лицензии на добычу подземных вод ранее;
3) вода, которую добывают из скважины, будет соответствовать установленным нормам в сфере законодательства о санитарно-эпидемиологической защите населения.
При работе любой водозаборной скважины вокруг нее формируется, так называемая, депрессионная воронка понижения уровня подземных вод в водоносном горизонте. Форма и размеры депрессионной воронки зависят от количества откачиваемых подземных вод, степени проницаемости горных пород, слагающих водоносный горизонт, от их упругоемких свойств, а также от гидрогеологических особенностей строения участка недр.
Формирование депрессионной воронки выражается в том, что при откачке из эксплуатационной скважины уровень снижается не только в ней, но и во всех скважинах, расположенных поблизости. Чем ближе расположена соседняя скважина, тем больше в ней будет понижение от работающей эксплуатационной скважины. По мере удаления от эксплуатационной скважины понижение в других скважинах будет заметно уменьшаться, пока не достигнет пренебрежимо малых величин.
Соответственно, начиная добывать воду для собственных целей из своей скважины мы понижаем уровень не только в ней, но и в скважинах, расположенных на соседних участках. Как следствие, если на каком-то участке местности пробурено много водозаборных скважин, они начинают осушать друг друга. В результате такого осушения, воды может не хватить на всех потребителей. Более того, состояние водоносного горизонта и качества подземных вод при таком чрезмерном водоотборе существенно ухудшится.
Как следствие, каждый новый недропользователь, который хочет начать добывать воду из скважины, обязан доказать, что он не помешает работе соседних скважин, которые принадлежат другим потребителям, и что эксплуатация дополнительной скважины не приведет к истощению подземных вод. Для этого и проводится подсчёт запасов подземных вод.
Ну а доказать это можно именно посредством проведения опытной откачки.
Опытная откачка, несмотря на видимую простоту исполнения, представляет собой достаточно сложный физический эксперимент. Просто качать воду из скважины может каждый, а вот для того, чтобы правильно выполнить постановку опыта, осуществить его проведение и, самое главное, правильно обработать результаты, нужны глубокие познания в гидрогеологии и, особенно, такой научной дисциплине, как динамика подземных вод.
Опытная откачка представляет собой физический эксперимент по возмущению гидродинамического поля. В процессе откачки мы формируем депрессионную воронку и, при этом, тщательно прослеживаем процесс ее формирования. Для этого в возмущающей (центральной) и соседних (наблюдательных) скважинах выполняется синхронное прослеживание снижения уровня от момента начала опытной откачки и до ее завершения.
Прослеживание снижения уровня в процессе опытной откачки выполняется по строго установленным временным интервалам. Опытная откачка должна проводиться с постоянным расходом, насос в скважине должен работать непрерывно, без сбоев и отключений. Продолжительность опытной откачки должна составлять не менее 1-3 суток и иногда, в зависимости от геологического строения участка, может доходить до 10 суток и более.
После остановки насоса в центральной скважине выполняется точно такое же синхронное прослеживание темпов восстановления уровня во всех имеющихся скважинах.
На основании данных наблюдений за понижением уровня подземных вод в процессе откачки строятся графики временного прослеживания. Эти графики представляют собой наиболее ценный первичный материал, который можно получить при гидрогеологических исследованиях. На этих графиках проводятся расчетные прямые и определяются гидрогеологические параметры водоносного горизонта, которые, в свою очередь, позволяют выполнить любые прогнозные расчеты.
Так, имея результаты опытных откачек, мы можем посчитать понижение уровня в водозаборной скважине спустя 25 лет после ее непрерывной работы, можем посчитать величину понижения уровня на соседних участках, где также производится отбор подземных вод. При детальном гидрохимическом опробовании опытные откачки позволяют оценить вероятность изменения химического состава подземных вод в условиях длительной эксплуатации водозаборной скважины.
Основная беда заключается в том, что далеко не все гидрогеологи могут правильно проанализировать результаты опытных откачек и сделать грамотный прогнозный расчёт. Увы, большинство отчётов с оценкой запасов подземных вод пестрит «детскими» ошибками в части гидродинамических расчётов.
Опыт моего преподавания дисциплины «Гидродинамические расчёты» в горном университете показывает, что данный предмет трудно воспринимается аудиторией, несмотря на относительную простоту основных расчётных схем. Для понимания динамики подземных вод нужно быть инженером, в то время как 99% ВУЗов у нас сейчас выпускает квалифицированных продавцов сотовых телефонов.
Ещё чаще недобросовестные исполнители работ по оценке запасов подземных вод попросту пренебрегают проведением опытных откачек или представляют недостоверные результаты. То есть, рисуют откачку на бумаге, хотя она не была выполнена по факту. Для опытного специалиста определить такие «липовые» результаты в отчётных материалах - не представляет особого труда. Опытную откачку трудно провести и обработать, но её трудно и подделать. Для этого нужно обладать теми же знаниями, которые необходимы для настоящей обработки фактических данных. А если таковых знаний нет, то увы...
Для всех владельцев водозаборных скважин я бы советовал прикладывать максимум усилий, чтобы опытные откачки на вашем водозаборе были выполнены должным образом. Наличие качественной опытной откачки всегда положительно воспринимается экспертами при прохождении экспертизы отчёта с оценкой запасов подземных вод и служит надежным пропускным билетом на получение лицензии, дающей разрешение добывать и использовать подземные воды.
Хотите лицензию на добычу подземных вод? Качайте, господа!
Научно-производственная группа «Тектоника».
Оформление лицензии на скважину. Оценка запасов подземных вод. Разработка проектов зон санитарной охраны
Наши контакты: здесь
geomaster2010.livejournal.com
«ТД СТРОЙ» - перекачка воды из котлована на участке | Откачка грунтовых вод
Одним из основных требований к проведению строительных работ является сохранение плотности грунта вокруг котлована и обеспечение стойкости откосов во всех перемычках. Именно поэтому следует перед началом строительства объектов любого типа проследить, чтобы откачка / перекачка грунтовых вод была выполнена правильно и поддерживалась на одном уровне.
Подавляющее большинство котлованов находится в условиях постоянного присутствия грунтовых или фильтрационных жидкостей. Уже при планировании строительства зданий и сооружений нужно позаботиться о предварительной очистке котлованов, потому что жидкость может снова заполнить емкость и усложнить закладку фундамента.
Для откачки воды из ям, колодцев, скважин и подвалов наша компания применяет в основном 2 метода:
1. Метод открытого водоотлива - предусматривает полную откачку грунтовых вод из котлована или приямков.
2. Метод водопонижения - основан на откачке воды из скважин и колодцев, расположенных по периметру всего котлована.
При рытье траншей процесс откачки жидкости – важный процесс, так как грунтовые воды могут заполнять выкопанные углубления и нарушать ход ремонтно-строительных работ.
Мы предлагаем своим клиентам услугу по ликвидации воды ЛЮБЫХ ОБЪЕМОВ (перекачка больших объемов воды), а также водопонижение и услуги аренды мотопомп.
Откачка воды из котлована
Откачка котлована - это услуга, широко востребованная коммунальными службами, строительными компаниями, промышленниками и собственниками частного сектора.
Самыми частыми причинами затопления котлована могут оказаться следующие:
- грунтовые воды;
- погодные условия.
Грунтовые воды могут очень быстро заполнить котлован. Сильные проливные дожди, как и резкое потепление, неизбежно приводят к его наполнению. Сотрудники нашей компании оказывают оперативную помощь по откачке вод коммунальным службам и частным клиентам. Откачка грунтовых вод из подвала может понадобиться при прорыве водопровода.
Насос для откачки воды из котлована – основной рабочий инструмент для быстрого избавления от проблемы заполнения жидкостью ям. Используется с целью очистки дна колодцев, выгребных ям, других сооружений, позволяя рабочей бригаде в короткие сроки вернуться к нормальному рабочему ритму. Процесс строительства не будет остановлен, если вы своевременно вызовете помощь в лице профессионалов. Откачка воды из котлована специалистами нашей компании позволит без проблем выкопать траншеи и уложить фундамент, а затем плавно перейти к следующему этапу работ.
Мы используем мощные мотопомпы/иглофильтры, с помощью которых откачка грязной воды осуществляется на большой глубине. Высокая мощность позволяет быстро понизить уровень воды любого объема. Если не решить проблему правильно и своевременно, в дальнейшем такая халатность может привести к затоплению подвальных помещений готовых жилых и производственных комплексов.
Правильно подобранный насос для откачки грунтовых вод решит проблему при ремонте трубопроводов, подвальных помещений, возведении фундаментов. Не следует засыпать котлован щебнем и землей, что практикуют некоторые строительные бригады. Это не решит, а усугубит проблему заполнения котлована водой.
ЗАПУЩЕН МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ПО ОТКАЧКЕ и ПЕРЕКАЧКЕ ВОДЫ !
pompanasos.ru
Глава 10 . Специальная глава. Откачки.
Назначение откачек
Откачки подземной воды из буровых скважин, шурфов, канав и другого вида горных выработок производятся для разрешения различных задач, связанных с водоснабжением, орошением, разработкой полезных ископаемых и пр.
Назначение откачек: определение удельного и общего дебита скважин, коэффициента фильтрации водоносного горизонта, размеров, формы и темпов роста депрессионной воронки в процессе откачки; установление связи между отдельными водоносными горизонтами, а также гидравлической связи грунтовых вод с поверхностными водотоками; выявление возможностей искусственного водопонижения при строительстве сооружений и осушении месторождений.
Откачки, в зависимости от целевого назначения и методики проведения, в настоящее время принято подразделять на пробные, опытные и пробно-эксплуатационные.
Пробные откачки производятся обычно из одиночных скважин или шурфов на одну или две ступени понижения уровня и являются кратковременными (2—7 смен в зависимости от литологических свойств и водоносности пород). Материалы, получаемые при таких откачках, служат для предварительной оценки дебита скважин и сравнительной характеристики водообильности водоносного пласта в целом или его отдельных участков (зон).
Опытные откачки производятся из одиночных разведочных и разведочно-эксплуатационных скважин, из кустов скважин (одна центральная и несколько наблюдательных скважин), а также из групп скважин. Опытные откачки из одиночных скважин и кустов проводятся с целью установления зависимости дебита скважин от понижения уровня, определения радиуса влияния и коэффициента фильтрации.
Эти откачки проводятся как минимум с тремя понижениями продолжительностью от 6 до 30 смен каждое, в зависимости от литологического состава водовмещающих пород.
Групповые опытные откачки чаще всего проводятся из двух скважин (так называемые спаренные откачки) с целью изучения взаимодействия скважин.
Пробные и опытные откачки в некоторых случаях проводятся но зонам (интервалам).
Зональные откачки производятся в районах распространения мощных водоносных горизонтов (толщ) с целью изучения закономерности изменения водопроницаемости пород с глубиной. При этом опробованные зоны от неопробованных изолируются при помощи тех или иных технических средств, известных из курса бурения .
Пробно-эксплуатационные откачки производятся обычно из одиночных разведочно-эксплуатационных скважин и групп таких скважин. Они проводятся для определения устойчивости дебита и качества подземных вод во времени. Эти откачки осуществляются при максимальных дебитах, близких к запроектированному дебиту водозабора в районах со сложными гидрогеологическими условиями, а также в районах распространения малых геологических структур, содержащих воду. С такими условиями, например, приходится встречаться при проектировании водозабора из обводненной зоны тектонического нарушения, имеющего ограниченное распространение, или из артезианского бассейна малых размеров с небольшой площадью питания. Такие же откачки проводятся при заборе под- русловых вод в области многолетней мерзлоты в зимнее время, когда вследствие глубокого промерзания ресурсы надмезлотных подземных вод резко уменьшаются.
Г. Н. Каменский рекомендует пробно-эксплуатационные откачки проводить также при проектировании водозабора из аллювиальных отложений, воды которых гидравлически связаны с реками, питающими подземные воды. Откачки этого рода проводятся и в приморских районах, где подземные воды связаны с солевыми морскими водами.
Обычно пробно-эксплуатационные откачки проводятся в сроки от одного до нескольких месяцев, обязательно захватывая и период, когда питание подземных вод отсутствует.
10.2. Пробные и опытные откачки воды
На стадии предварительных исследований для относительной оценки водообильности водоносных горизонтов производятся, как уже говорилось (10. 1), пробные откачки воды из одиночных скважин. Из мощных водоносных горизонтов, обладающих высокой водопроводимостью, откачки производятся при помощи насосов различных конструкций, а из слабо производительных горизонтов — желонками. Надо сказать, что желоночный способ откачки широко применяется для приблизительной оценки водоносных горизонтов слабой водообильности.
На стадии предварительных исследований, когда откачки осуществляются с целью получения сравнительных данных о водоносности отдельных горизонтов, можно ограничиться одной- двумя ступенями понижения уровня.
На стадии детальных исследований производятся опытные откачки из одиночных скважин, а в особенно ответственных случаях при неглубоком залегании водоносного горизонта—из специально оборудованного для этой цели куста скважин при трех ступенях понижения статического уровня.
Число ступеней понижения уровня зависит не только от стадии исследований и заданного дебита, но также и от степени изученности опробуемого водоносного горизонта.
В районах, где водообильные горизонты хорошо изучены, допустимо проводить продолжительные опытные откачки на одну максимально возможную ступень понижения уровня. Количество откачиваемой воды при этом должно быть не ниже 50% запроектированного дебита. Откачки этого вида обычно проводятся из скважин, вскрывших водоносные горизонты й устойчивых трещиноватых породах или гравийно-галечниковых отложениях и не имеющих фильтров, или оборудованных только перфорированными трубами или каркасно-стержневыми фильтрами с гравийной засыпкой. Во всех остальных случаях, пожалуй, более многочисленных, опытные откачки следует проводить с тремя-четырьмя понижениями уровня. Это позволяет судить о правильности проведенных откачек, выявлять зависимость дебита от понижения и рассчитывать дебит при более низком динамическом уровне, по сравнению с уровнем, достигнутым при откачке.
В «Инструкции по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод» [69] указывается примерная общая продолжительность пробных и опытных откачек (табл. 5).
Продолжительность непрерывной откачки после стабилизации динамического уровня и расхода воды для каждой ступени понижения должна быть не менее 1—2 суток. Несомненно, что более надежные результаты получаются в итоге длительных откачек.
Кроме того, следует откачки проводить в определенные сезоны. Так, например, для водоснабжения в районах с малым количеством водных ресурсов важно установить максимальное количество подземной воды, которое может быть получено при эксплуатации. И опытные откачки, по результатам которых будут делаться расчеты производительности проектируемого водозабора, следует проводить в сезон Года (обычно зимой) с минимальным расходом или наиболее низким положением 100
Табл. 1. Главы 10.
уровня подземных вод. Для строительных же целей важно определить максимальные водопритоки (например, в котлован), поэтому в данном случае откачки проводятся в периоды высокого положения уровня подземных вод.
В рыхлых песчаных породах для прокачки скважины и образования естественного фильтра откачки следует начинать с наименьшего понижения уровня воды, постепенно переходя к максимальному. При такой последовательности понижений в процессе засасывания воды в околофильтровом кольцевом пространстве происходит медленная отсортировка песчаных частиц: более мелкие и легкие частицы проносятся водой через сетку фильтра и выносятся на поверхность земли; более тяжелые частицы, попавшие в фильтр, накапливаются в отстойнике фильтра; наиболее же крупные песчаные фракции остаются за сеткой фильтра, благодаря чему снижается сопротивление движению воды в скважину.
Наоборот, из трещиноватых водоносных пород, если скважины необорудованы фильтрами или закреплены только перфорированными трубами, откачки производят начиная с максимального понижения уровня воды. Такая обратная последовательность откачки обусловлена тем, что при максимальном понижении уровня сравнительно быстрее происходит очистка трещин от заполняющего их песчано-глинистого материала, а это в свою очередь способствует более быстрой стабилизации уровней в наблюдательных скважинах и получению более достоверных данных для построения кривых зависимости дебита от понижения уровня.
Вообще надежность получаемых при откачках результатов в значительной мере обусловливается тщательностью предварительной очистки и прокачки скважины. Поэтому подготовке скважины к откачке следует уделять особое внимание.
Величину понижения уровня на каждую ступень следует задавать, исходя из потребного количества воды, а не из производительности имеющегося насосного оборудования, как нередко поступают на практике. Если известно потребное количество воды, то опытные откачки должны проектироваться с таким расчетом, чтобы* при максимальном понижении уровня можно было получить около половины заданного количества воды. Эта рекомендация наибольшее значение имеет при исследованиях для крупного водоснабжения, когда проектируется водозабор из пластов, не обеспеченных достаточным питанием.
В «Технических условиях» говорится, что при опытной откачке из водоносного горизонта, намечаемого для эксплуатации, количество откачиваемой воды должно составлять не менее 50—75% проектной производительности скважины.
Определив по потребному количеству воды максимальное понижение уройня, нетрудно затем подсчитать понижение уровня, например, для остальных двух ступеней понижения 102 (в случае откачки на три ступени) путем деления найденной величины на три равные части. Во всех случаях минимальное понижение должно быть не менее 1 м.
При выборе пунктов для организации опытных откачек надо учитывать рельеф дневной поверхности, а также и водоупорного ложа пласта, мощность водоносного слоя, характер зеркала подземных вод и т. д. Если в процессе детальных исследований опытные откачки производятся из куста скважин, то следует на более характерных участках дополнительно произвести пробные откачки из одиночных скважин. Для этого можно использовать некоторые разведочные скважины, пройденные на характерных в гидрогеологическом отношении участках изучаемого района.
Опытные откачки довольно дороги и трудоемки и осуществление их требует много времени. Поэтому в интересах частичного сокращения объема пробных и опытных откачек при разведочных работах целесообразно из некоторых скважин и шурфов отбирать образцы водоносных пород для лабораторного определения коэффициента фильтрации. Но при этом следует иметь в виду, что лабораторные опыты, конечно, не могут заменять полевых исследований, которые дают наиболее надежные результаты. Весьма приближенные значения коэффициента фильтрации песчаных пород, если известен их гранулометрический состав, можно получить также расчетным путем, но этот способ дает наибольшие отклонения от действительности.
При вскрытии гидрогеологическими или водопонизительными скважинами в интервале, запроектированном для водозабора, плотных или слабо трещиноватых пород, известняков с прослоями глин или других не водопроводящих пород следует прибегать к торпедированию скважин. Это мероприятие вполне оправдало себя на ряде артезианских скважин й Московском бассейне и других районах, но иногда оно может п не дать положительных результатов.
Для вскрытия водоносных горизонтов, перекрытых обсадными трубами, производится простреливание их при помощи перфораторов. Простреливание отверстий в колоннах обсадных труб особенно широко и с успехом применяется в нефтедобывающей промышленности. Простреливание производят обычно - Перфораторами СП-5 (стреляющий перфоратор для скважин с наименьшим диаметром труб 5"). Принцип действия стреляющих перфораторов освещен в специальной литературе.
К Глубина одиночных гидрогеологических скважин и центральных выработок в опытных кустах зависит от мощности водоносного пласта и глубины залегания от поверхности Водонепроницаемого слоя. Те и другие желательно доводить До кровли водоупорного пласта, подстилающего водоносный Горизонт. Наблюдательные выработки могут иметь меньшую глубину, но она должна быть достаточной для обеспечения замеров динамических уровней подземных вод в процессе водо- понижения. Чем дальше отстоит наблюдательная выработка от центральной, тем меньше может быть ее глубина.
Фильтры в центральной и наблюдательных скважинах устанавливаются с таким расчетом, чтобы динамический уровень
скважин 1—2 м. Конечный диаметр одиночных и центральных (в опытных кустах) гидрогеологических скважин в зависимости от способа бурения колеблется от 114—127 до 152—203 мм, наблюдательных — от 76 до 97 мм.
При откачках из шурфов или дудок вода поступает в выработку через ее стенки и дно. Для облегчения притока воды шурфы нередко закрепляют досками в разбежку; за стенки крепи иногда (если позволяют условия) засыпают гравий или крупнозернистый песок.
Опытные кусты целесообразно закладывать -при откачках из высокопроизводительных безнапорных или напорных водоносных горизонтов и при глубине залегания водоупорного ложа до 50—60 м.
Опытный куст состоит из одной центральной и нескольких наблюдательных скважин, закладываемых в зависимости от задания, глубины залегания подземных вод от поверхности, сложности гидрогеологических условий и других факторов, по одному, двум, трем или даже четырем лучам. Для экономии средств и материалов, а также для сокращения сроков поле- 11ых гидрогеологических исследований, даже в весьма сложных гидрогеологических условиях и при невыдержанном геологическом строении можно ограничиваться опытным кустом, состоящим из центральной и нескольких наблюдательных скважин, заданных по двум лучам. При этом один луч скважин придается нормально к направлению подземного потока, а второй — в направлении, противоположном движению потока. На участках с выдержанным геологическим строением и повышенной водообильностью можно ограничиться одним лучом, заданным нормально к направлению подземного потока. В особо ответственных случаях при изменяющихся геологических условиях наблюдательные скважины располагают по четырем лучам. Количество наблюдательных скважин в луче колеблется от 2 до 4.
Для экономии средств, материалов и времени рекомендуется шире использовать в качестве наблюдательных скважины и шурфы, пройденные для разведочных целей. В целях учета естественных колебаний уровня подземных вод в процессе откачек и внесения соответствующих поправок следует задавать еще наблюдательную скважину на изучаемый водоносный горизонт на таком расстоянии, где заведомо не могут оказывать влияния откачки. Разумеется, что гидрогеологические условия участков заложения опытного куста скважин и указанной наблюдательной скважины должны быть сходными.
В некоторых районах вблизи скважины, из которой осуществляется опытная откачка воды, имеются другие буровые на воду скважины (пройденные ранее). Для выявления радиуса влияния и величины снижения уровня воды в ряде таких скважин должны быть организованы наблюдения за уровнем. Важно замерить уровни в этих скважинах до откачки, несколько раз в процессе откачки и в конце откачки. При этом следует помнить, что большие понижения уровня, создаваемые при откачках из пластов высокой проницаемости, оказывают влияние на скважины, находящиеся на расстояниях 500—1500 м и более от той, из которой производится откачка.
В последнее время появилась (и на ряде месторождений уже оправдала себя) тенденция при разведке и гидрогеологическом изучении пластовых месторождений по возможности отказываться от опытных кустов, закладывая большее количество одиночных гидрогеологических скважин, более равномерно освещающих разведуемую площадь. В этом случае, даже если число одиночных скважин превышает количество центральных в опытных кустах, получается некоторая экономия в объеме буровых работ за счет исключения наблюдательных скважин. Кроме того, каждая одиночная скважина, из которой производится опытная откачка, может закладываться по сетке разведочных выработок и, таким образом, одновременно выполнять задачу геологического изучения участка.
Гидравлическая связь между отдельными водоносными горизонтами в случае отсутствия достаточно подробных данных по гидрогеологической характеристике района или участка может быть выяснена по результатам откачек. Разные отметки уровня воды в буровых скважинах, вскрывших водоносные горизонты на неодинаковых глубинах, в случае чередования водоносных пластов с водонепроницаемыми часто указывают на то, что гидравлическая связь между отдельными водоносными горизонтами на разведуемом участке отсутствует.
В другом случае уровни нескольких водоносных горизонтов (в том числе и грунтового ) могут установиться в скважинах на одних и тех же отметках. В частности, это может быть в районах, где области питания и разгрузки нескольких водоносных горизонтов расположены примерно на одних и тех же высотах. Чаще, однако, такое положение уровней подземных вод обусловлено гидравлической связью между отдельными водоносными горизонтами.
Для установления гидравлической связи водоносных горизонтов обычно закладывают несколько скважин (по числу некрытых водоносных горизонтов) на разную глубину и производят тщательную изоляцию водоносных горизонтов. Продолжительные беспрерывные откачки воды из какой-либо одной скважины и тщательные наблюдения при этом за положением
Рис. 58. Схема расположения скважин в опытном кусте при установлении гидравлической связи откачкой. 1 — суглинок; 2 — песок с галькой; 3 — песок водоносный; 4 — глина; 5 — уголь
уровня воды в других скважинах дают возможность судить о гидравлической связи между водоносными горизонтами.
Например, если при откачках из скв. 2 отмечается снижение уровня грунтовых вод в скв. 1, это будет указывать на Гидравлическую связь вод верхнего (первого) напорного водоносного горизонта с грунтовыми водами. Не изменившееся при тойй же откачке положение уровня напорных вод в скв. 3 будет указывать на отсутствие гидравлической связи между водами двух напорных водоносных горизонтов.
1 Практика показывает, что чем теснее гидравлическая связь ^ржду водоносными горизонтами, тем быстрее падает уровень ШДМ в наблюдательных скважинах и, наоборот, чем отдалении! эта связь и чем ниже коэффициенты фильтрации водоносных пластов, тем медленнее падает уровень воды в наблюди тельных скважинах и на меньшую высоту.
Уже из этих одних наблюдений можно сделать важные практические выводы, которые необходимо иметь в виду, например, при эксплуатации месторождений. Представим себе случай, когда при дренаже надпродуктивного водоносного горизонта величина гидростатического давления в подпродуктивных песках останется без изменения. Следовательно, при дренаже только надпродуктивных вод угроза прорыва напорных вод в выработки из подпродуктивных песков (снизу) сохраняется. Необходимо произвести специальные исследования и гидрогеологические расчеты, которые должны показать, на какую величину следует понизить уровень вод в подпродуктивном напорном горизонте, чтобы избежать внезапных прорывов напорных вод со стороны почвы в процессе эксплуатации. Совершенно очевидно также, что при отсутствии гидравлической связи между первым (надпродуктивным) и вторым (подпродуктивным) напорными водоносными горизонтами следует запроектировать такой тип дренажа, который бы способствовал возможно большему осушению водоносных пород и кровли и постели залежи полезного ископаемого.
Существенным элементом пробных и опытных откачек являются наблюдения в выработках за уровнем подземных вод и количеством откачиваемой воды. При малом диаметре скважины, из которой производится откачка, и наличии в ней водоподъемных труб наблюдения за динамическим уровнем воды в скважине во время откачки затрудняются. Поэтому целесообразно иногда при неглубоком залегании подземных вод от поверхности закладывать затрубную скважину. Последняя обычно задается на расстоянии 0,5—1,0 м от оси центральной скважины и имеет небольшой диаметр, позволяющий, однако, свободно измерять уровень воды. При измерении уровня в затрубной скважине исключается влияние «скачка» на точность расчетов расхода и коэффициента фильтрации водоносного горизонта. Динамические уровни должны замеряться как в процессе откачки, так и после прекращения ее до полного восстановления уровня. В течение первых двух часов равномерных откачек, когда происходит резкое снижение уровня воды, последний замеряется через каждые десять минут, а в дальнейшем, до конца откачек, через каждый час. Такой же режим может быть принят и для наблюдений за восстановлением уровня воды после прекращения откачек.
Количество воды, откачиваемой из выработки в единицу времени, измеряют с помощью лопастных водомеров, водосливов и мерных сосудов. Водопропускная способность лопастных водомеров зависит от их размеров: чем он больше, тем 108 выше и пропускная способность водомера. Точность измерения лопастными водомерами до 2%. Определение расхода воды при помощи водосливов рассмотрено выше (гл. 10. 2).
С помощью мерных сосудов производятся или периодические замеры (по тарировочной шкале) объема воды, поступающей в мерный сосуд (ведро, бочку) в определенный промежуток времени, или же производят учет времени, затрачиваемого на заполнение мерного сосуда (отмечается по секундомеру).
Замеры объема производятся при небольших расходах откачиваемой воды, определение времени заполнения — при значительных расходах воды. В последнем случае рекомендуется использовать два сосуда: когда один из них будет наполняться откачиваемой водой, другой в это время будет опорожняться.
При мощных водоотливах из скважин сброс откачиваемых вод в сторону ближайших понижений нередко осложняется большими уклонами местности и легкой размываемостью рыхлых покровных пород. Кроме того, возможна обратная фильтрация выкачанных на поверхность вод через пористые и трещиноватые породы, что может в той или иной степени сказаться на результатах проводимых откачек.
Для предупреждения вредных последствий, могущих возникнуть в случае сброса выкачанных вод по незакрепленной поверхности, прибегают к их изоляции. На промышленных площадках целесообразно для пропуска вод прокладывать на глубине 0,3—0,5 м закрытые трубопроводы. Вне площадок н пределах депрессионной воронки, в случае опасности размыва поверхности или возможности обратной фильтрации, водоспуск должен осуществляться по закрепленным водонепроницаемым материалом лоткам и канавам.
Способы изоляции отдельных интервалов скважины для производства зональных откачек мало чем отличаются от способов изоляции, применяемых при опытных нагнетаниях. Следует только иметь в виду, что при опытных нагнетаниях интервал зоны принимается 5 м, при зональных же откачках этот интервал нередко составляет несколько десятков или даже около 100 м.
Заключение
В ходе данного курсового проекта была спроектирована работа геолого-разведочной партии при разведке месторождений на свинец и цинк. Подробно рассмотрены механизмы спуско-подъёмных операций. Произведены расчёты затрат времени на различные виды основных и вспомогательных работ.
studfile.net
