ПЗ Кирчун (1193225), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Ro– гидравлическое сопротивление зависящее от гидрологических условий и типа водозабора.

Количество скважин и расстояние между ними учитывается величиной Ro. Величина допустимого понижения уровня для напорных вод определяется:

(40)

где: – напор над подошвой горизонта, м;

– максимальная глубина погружения насоса (нижней его кромки) под динамический уровень в скважине, принимается равной 3м;

– потери напора при выходе в скважину, считается равной 1,5 м;

m – мощность напорного пласта, м.

м

Производительность водозаборного сооружения для напорных пластов определяется по формуле:

(41)

где β= - отношение расхода рассматриваемой скважины к общему расходу водозабора Q;

– дополнительное сопротивление, учитывающее фильтрационное несовершенство скважины.

м³/сут

Водозабор представляет собой группу скважин и расположен в долине реки. Скважины, расположенные в долинах рек в процессе эксплуатации основной приток воды обеспечивают за счёт фильтрации речных вод. Следовательно, сопротивление R₀ определяется:

(42)

где l > (3-4) ; n – количество скважин.

Подземные воды на территории являются напорными. Так как мощность водоносного пласта составляет 50 метров, в качестве водоприемных сооружений в проекте принимаем буровые скважины несовершенного типа.

6.2 Подбор водоподъемного оборудования

Забор воды из скважины осуществляется электронасосным агрегатом ЭЦВ, предназначенным для подъема питьевой воды из артезианских скважин с целью осуществления городского, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, орошения и других подобных работ.

Агрегат состоит из асинхронного электродвигателя, и многосекционной центробежной насосной части, соединенных между собой жесткой муфтой. Ротор насоса и ротор электродвигателя вращаются в резинометаллических подшипниках. В днище электродвигателя расположен упорный подшипник, воспринимающий осевую нагрузку. На входе в насосную часть установлена защитная сетка-фильтр, предохраняющая насос от попадания крупных механических частиц.

Электродвигатель водозаполненный с короткозамкнутым ротором. «Беличья клетка» ротора выполнена из меди.

Обмотка статора выполнена водостойким проводом.

Охлаждение электродвигателя осуществляется перекачиваемой водой. Агрегат подключается к трехфазной сети 380В, 50Гц через станцию управления и защиты, предохраняющую электродвигатель от работы в нештатных режимах. Подключение производить кабелем ВПВ сечением, соответствующим потребляемому току.

Основные параметры насосного оборудования зависят от принятой схемы водоснабжения. Наибольшее распространение получила схема, в соответствии с которой забор воды из источника и подача ее потребителю осуществляется насосами второго подъема.

Принимаем насос марки ЭЦВ 10-65-100, имеющий следующие технические характеристики:

Номинальная подача Q = 65 м³/ч

Номинальный напор H = 100м.

Диаметр насоса D = 235 мм.

Длина L=1360 м,

Мощность N=32 Вт,

Масса = 150 кг.

Рисунок 6.1 – Напорная характеристика насоса ЭЦВ 10-65-100

Преимущества агрегата:

• Рабочие колеса, лопаточные отводы, и корпусных деталей насоса изготовлены из чугуна.

• Подсоединение к водоподъемным трубам осуществляется при помощи стандартного фланца.

• Упорный подшипник электродвигателя, изготовленный из графитопласта марки КВ, хорошо зарекомендовал себя при эксплуатации.

• Запас мощности электродвигателя в номинальном режиме эксплуатации.

• Ремонтопригодность агрегата.

Монтаж агрегата в скважину:

Агрегат должен устанавливаться в скважину диаметром 10" с минимальным подпором воды не менее 1 м и дебитом, превышающим производительность агрегата не менее чем на 20%. При этом агрегат должен эксплуатироваться в пределах рабочего участка напорной характеристики.

6.3 Конструирование скважины и расчёт фильтра

Прежде чем принять окончательную эксплуатационную конструкцию скважины, составлена ее схема (рабочая конструкция), затем произведён расчет основных параметров (притока воды к скважине и пропускной способности фильтра).

Конструкция скважин должна удовлетворять следующие требования:

• Конструкция скважины выбирается из расчёта требуемого дебита при минимальном динамическом уровне, возникающего в данных гидрогеологических условиях при данном уровне скважин.

• Диаметр эксплуатационной колонны должен быть достаточным для оборудования скважины выбранным насосом с производительностью, соответствующей требуемому расчётному расходу воды.

• Качество воды, получаемой из скважины, должно соответствовать составу воды выбранного водоносного горизонта, следовательно в столб скважины не должны проникать поверхностные воды и воды из других водоносных горизонтов.

• В водоприемную часть скважины при эксплуатации не должны проникать глиняные и песчаные частицы из окружающих пород;

• При пользовании воды трещиноватых скальных пород, стенки приёмной части скважины должны быть устойчивыми.

• Конструкция скважин должна быть несложной, удобной в эксплуатации и для проведения работ по её ремонту и восстановлению.

6.3.1 Определение глубины скважины, выбор способа бурения

Глубина скважины зависит от глубины вскрытия водоносного горизонта, выбранного для эксплуатации. Водоносный горизонт следует вскрывать на такую глубину, чтобы получить расчетный дебит. Длина проектируемой скважины составляет около 80 метров. Способ бурения скважины выбирается ударно-канатный.

Ударно-канатное бурение скважин – это самый простой метод бурения, который может применяться для бурения скважин в любых грунтах. Его можно осуществлять без применения тяжелой техники: установки для бурения ударно-канатным способом достаточно компактны. Применение этого способа позволяет избежать глинизации эксплуатационных водоносных горизонтов, а также позволяет опробовать водоносный горизонт при бурении.

В данной установке основной инструмент – это забивной стакан (бур) – отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь с режущей кромкой повышенной прочности снизу. У забивного стакана в верхней части есть «наковальня», по которой штангой производятся удары. Лебедкой опускают и поднимают забивной стакан. Грунт, попадающий в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в породу, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Преимущества ударно-канатного способа бурения скважин:

• Значительный срок службы скважины;

• Возможность создавать источники большого диаметра;

• Отсутствие риска попадания примесей в воду во время бурения;

• Возможность контролировать водоносность горизонта и уровня воды;

• Экономическую эффективность бурения в зимнее время года.

К недостаткам относят:

• Ограничение глубины пробивания скважин на сыпучих грунтах;

• Низкую скорость прохождения пород при бурении скважин на значительную глубину.

3.2 Определение эксплуатационного диаметра скважин

Диаметр скважины - это диаметр эксплуатационной трубы скважины, в которую опускается погружной насос.

От диаметра скважины напрямую зависит её производительность. Чем большего диаметра будет эксплуатационная труба, тем больше будет площадь фильтра скважины, а значит, большее дебет при одинаковой мощности водоносного горизонта. При оборудовании скважин глубинными погружными насосами типа ЭЦВ, диаметр скважины принимается равным наружному диаметру насоса, равным 273 мм.

6.3.3 Расчёт фильтра

Фильтры устанавливают в водозаборных скважинах в пределах водоносных пластов, сложенных из рыхлых и неустойчивых полускальных пород. Фильтры нужны для предотвращения обрушения породы и обеспечения благоприятных условий поступления подземных вод внутрь скважины.

Основные параметры фильтра должны определяться с некоторым запасом при учете возможности внесения необходимых изменений в процессе сооружения скважины в соответствии с фактическими условиями.

Размеры фильтра определяют, исходя из условий создания допускаемых скоростей движения воды при поступлении ее из водоносного пласта в скважину.

Выбор типа фильтра и его конструкции производится в зависимости от состава и сложения водоносных пород, а также состава, состояния и свойств водоупорных пород кровли и подошвы водоносного горизонта в соответствии с требованиями СП 31.13330.2012.

Прочностные показатели, характеризующие статическую устойчивость фильтров и определяющие возможную предельную глубину их установки, указываются в соответствующих технических условиях заводов-изготовителей и ГОСТах на выпускаемую серию конструкций.

Конструкции фильтров должны отвечать следующим требованиям:

• Обладать необходимой механической прочностью и достаточной устойчивостью против химической, электрохимической коррозии и эрозионного воздействия воды.

• Диаметры фильтровых каркасов должны быть рассчитаны на максимальный пропуск воды (восходящего потока в его верхнем сечении) со скоростью, не превышающей 1,5 – 2 м/с

• Скважность фильтров и размер проходных отверстий, учитывая возможность химического и механического кольматажа при эксплуатации, должны быть максимальными.

• Фильтры должны быть доступны для проведения различных операций по восстановлению производительности скважин химическими реагентами и быть устойчивыми к воздействию взрывных методов.

Так как породой водоносного пласта является крупный песок, в данной работе в соответствии с СП 31.13330.2012, выбраны фильтры стержневые, с водоприёмной поверхностью из проволочной обмотки и сетки квадратного сечения из нержавеющей стали.

Расчёт заключается в определении длины и диаметра фильтра, размеров и количества входных отверстий его каркаса.

Длина фильтра, м, рассчитывается по формуле:

(43)

где – дебет одной скважины, м³/сут;

- диаметр водоприёмной части фильтра, м;

– скважность фильтра;

– максимальная допустимая скорость притока воды к фильтру.

Диаметр фильтровой части скважины в значительной степени зависит от типа и производительности водоподъёмного оборудования. При необходимости размещения в водоприёмной части скважины насоса, диаметр каркаса фильтра d принимается:

(44)

где: - наружный диаметр корпуса насоса.

Размеры проходных отверстий фильтра при их контакте с водоносной породой определяются таблицам Шевелёва.

6.4 Назначение конструкции оголовка скважины и павильона

Обустройство верхнего строения водозабора – важнейший момент для ее дальнейшей успешной эксплуатации и гарантия сохранения хорошего качества воды.

Оголовок скважины – это устройство, перекрывающие обсадную трубу в её верхнем срезе и обеспечивает:

• Полную герметизацию входного отверстия от атмосферных осадков и посторонних примесей в виде пыли, грунта и мусора;

• Создание точки опоры для подвешивания погружного насоса и узла подключения, к которому можно подсоединить пластиковую трубу;

• Формирование замкнутой полости, позволяющей насосу создать небольшое разряжение в объеме, за счет чего увеличивается расход воды;

• Защиту от промерзания колодезной части скважины во время сильных морозов;

• Надежное подвешивание погружного насоса, оголовок на скважину имеет крышку, которая удерживает всю систему.

• Ввод электрического кабеля для насоса.

Выбор оголовка для скважины производится по весу насоса. Насос ЭЦВ10-65-100 весит 150 кг, следовательно, предпочтительнее чугун.

Конструкция оголовка представляет собой фланцевое соединение через резиновое уплотнение. Один фланец надевается на обсадную трубу, второй крепится к нему шпильками, а резиновое кольцо внутри обеспечивает высокую герметичность. С внутренней стороны верхнего фланца расположено кольцо для подвески насоса. Два сквозных отверстия, оборудованные резиновыми рукавами, обеспечивают герметичное прохождение сквозь них электрокабеля.

Характеристики

Список файлов ВКР