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

Текст из файла (страница 5)

Рисунок 6. - Результаты гидравлического расчета в час минимального водопотребления

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОЗАБОРА

Источником водоснабжения принимается скважина, потому что по близости это единственный источник воды.

1. Проектирование скважинного водозабора

Забор воды намечается производить из вертикальных скважин (трубчатых колодцев), линейным рядом пересекающих напорный водоносный горизонт.

В проекте должны быть опре­делены следующие параметры скважин:

• количество n_с;

• глубина Н_ск, зависящая от глубины залегания кровли водоносного горизонта и степени его вскрытия;

• способ бурения в зависимости от глубины скважины Н_ск;

• крепление ствола обсадными трубами при бурении в зависимости от принятого способа бурения;

• длина l_ф и диаметр d_ф водоприемной поверхности, зависящие от расхода водозабора Q;

• тип водоприемной поверхности в зависимости от состава водовмещающих пород;

• тип водоподъемника в зависимости от заданного расхода водозабора Q и требуемого напора;

• эксплуатационная конструкция, определяемая составом перекрывающих водоносный горизонт грунтов, размерами водоприёмной поверхности, типом водоподъемника, необходимостью чистки скважины и оборудования ее устройствами для замера динамического уровня воды при эксплуатации;

• конструкция оголовка в зависимости от эксплуатационной конструкции скважин;

• конструкция павильона над скважиной.

1. Основные характеристики водозабора

Водоносный горизонт напорных вод заключен в песчано-гравелистом отложении, ограниченном глиняными пластами. По данным гидрогеологических изысканий горизонт имеет следующие характеристики

глубина залегания подошвы Н_пд = 105 м;

глубина залегания кровли Н_кр = 65 м;

глубина залегания уровня воды Н_ур = 50 м;

отметка устья скважины абсолютная Z_з.ВЗ = 18,0 м.

Из исходных данных определяются следующие характеристики водоносного горизонта:

Ориентировочно, с условием дальнейшей проверки обеспечения водозабором требуемых параметров к расчету принимается:

количество рабочих скважин n_ск = 3 шт (дополнительно в линейном ряду предусмотрена одна резервная скважина [1, таблица 10]);

расстояние между скважинами l_ск = 30 м (принимается в соответствии с размещением бурового оборудования при поэтапном сооружении и пуске скважин).

При производительности водозабора Q = 6117 м³/сут расход одной скважины находим по формуле:

(3.1)

л/с

1. Выбор способа бурения скважин

В соответствии с геолого-гидрогеологическими условиями района и глубиной залегания подошвы водоносного горизонта Н_пд = 105 м бурение скважин намечается производить ударно-канатным способом исходя из следующих соображений:

1)наибольшая глубина скважины Н_ск  Н_пд <150 м;

2)имеется возможность опробования водоносного горизонта в процессе бурения.

Для бурения скважин к работе принимается ударный станок типа УГБ–4УК имеющий следующие характеристики:

предельная глубина бурения скважин 200 м;

максимальный начальный (в пределах устья) диаметр 900 мм.

1. Проектирование конструкции скважин при бурении

Для крепления стенок скважины при бурении и на период их эксплуатации применяются трубы (в обозначении трубы в виде d_н´ указывается её наружный диаметр d_н и толщина стенки  в мм):

стальные обсадные цельнотянутые муфтовые d_н = 114¸508 ´ 6 ¸12 (ГОСТ 632–64);

стальные электросварные d_н = 530¸820 ´ 7¸12 (ГОСТ 10704–76*).

Трубы с толщиной стенки  = 6 ¸ 8 мм применяются при свободной посадке труб в скважину, с толщиной  = 9 ¸12 мм – при их принудительной посадке

Конструкция скважины при бурении включает шахтное направление, обозначающее вертикальность выработки, и технических колонн, закрепляющих стенки скважины при выработке колодца.

В конструкции скважин колонны об­садных труб принимаются телескопическими, при этом разница между диаметрами предыдущей и последующей колонн обсадных труб d_о ≥ 50 мм

Так как полная глубина скважины Н_ск зависящая от степени вскрытия водоносного пласта пока не определена, первоначально, с условием дальнейшей корректировки, конструкция скважины при бурении разрабатывается на полное вскрытие горизонта.

Таблица 13 – Предварительные данные по креплению скважины обсадными трубами при бурении

1. Определение размеров водоприёмной поверхности фильтра

Движение жидкости в порах грунта нескальных пород происходит по типу ламинарного и подчиняется линейному закону фильтрации (закон Дарси). Нарушение данного закона происходит при достижении критической скорости V_доп, значение которой можно определить по эмпирической зависимости, предложенной С. К. Абрамовым в виде

(3.1)

где k - коэффициент фильтрации пород, м/сут.

В соответствии с уравнением неразрывности потока жидкости максимальный расход скважины, м³/сут, определяется по формуле

(3.2)

где l_ф - длина водоприёмной поверхности фильтра, м;

d_ф - диаметр водоприёмной поверхности фильтра, м.

Диаметр водоприёмной части d_ф назначается исходя из следующих соображений:

1)внутренний диаметр каркаса фильтра ограничивается условиями ремонта и должен быть не менее 100 мм с учётом конструкции водоприёмной поверхности её минимальный диаметр d_ф.min ≥ 150 мм;

2)максимальный диаметр фильтра d_ф.max ограничен способом бурения, при этом в соответствии с рекомендациями для уменьшения глубины скважины и увеличения её водообильности следует стремиться к возможно большему диаметру водоприёмной части.

Для рассчитываемого случая:

коэффициент фильтрации пород, k = 93 м/сут

допустимая скорость притока воды по формуле (3.1)

м/сут

расход одной скважины Q = 2039 м³/сут;

конечный диаметр обсадной трубы – 478´9

при ударном бурении конечный внутренний диаметр обсадной трубы должен быть больше наружно­го диаметра водоприемной поверхности на величину d_ф ≥ 50 мм

максимальный наружный диаметр водоприёмной поверхности

требуемая длина водоприёмной поверхности фильтра из формулы (3.2)

Из расчёта следует вывод: расход водозабора Q = 2039 м³/сут будет обеспечен рабочими скважинами в количестве n_ск = 3 шт, оборудованных фильтром с водоприёмной поверхностью длиной l_ф = 5,4 м и диаметром d_ф = 0,41 м.

1. Проектирование конструкции водоприёмной поверхности

Конструкции фильтров должны отвечать следующим требованиями:

• обладать необходимой механической прочностью и достаточ­ной устойчивостью против коррозии и эрозионного воздействия воды;

• диаметры фильтровых каркасов рассчитываются на максимальный пропуск воды со скоростью V_ф.мах ≤ 2 м/с;

• водопроницаемость фильтров должна быть значительно выше водопроницаемости водоносных пород, в которых они устанавлива­ются, и для данных гидрогеологических условий должна предусмат­риваться максимальной с учетом возможного химического и биоло­гического кольматажа при эксплуатации водозаборов;

• фильтры должны быть доступны для проведения мероприя­тий по восстановлению производительности скважин химическими реагентами и устойчивы к воздействию импульсных и комбинированных методов.

В соответствии с составом водовмещающих пород к работе принимается каркасно-стержневой фильтр с водоприёмной поверхностью из проволочной обмотки. Фильтр такой конструкции обладает хорошими гидравлическими свойствами и обеспечивает эффективную работу скважины при длительной эксплуатации.

Опорным каркасом фильтра является:

Характеристики

Список файлов ВКР