Розміри прохідних отворів фільтрів водозабірних свердловин

ПРИМІТКА: 1) При коефіцієнті неоднорідності водоносної породи більше двох розміри отворів приймають більшими на 25...30%; 2) Розміри отворів фільтрів з гравійною обсипкою повинні дорівнювати D₅₀ гравійної обсипки.

УВАГА! Рекомендації що до вибору фільтрів для облаштування водоприймальної поверхні водозабірних свердловин наведено у методичних вказівках 055-153

Для обсипки фільтрів використовують пісок, гравій, піщано-гравійну суміш. Склад матеріалу обсипки пер­шого шару

, (4.4)

де d₅₀ - розмір частинок, дрібніші від яких становлять 50 % матеріалу обсипки.

У багатошарових обсипках для другого та наступних шарів

, (4.5)

де D₁, D₂ - склад матеріалу сусідніх шарів обсипки.

Товщина шарів обсипки приймається:

§ для фільтрів які складаються на поверхні землі (кожухові, здебіль­шого для роторного способу буріння) — не менше 30 мм;

§ для фільтрів, які складаються у забої свердловини (обсипні, здебільшого, для ударно-канатного способу бурін­ня), — не менше 50 мм.

При глибині свердловини до 50 м надфільтрова труба фільтрувальної колони повинна мати сальник та довжину не менше 3 м, при більшій глибині — не менше 5 м, довжина відстійника не повин­на перебільшувати 2 м.

В пливунах та дрібнозернистих пісках та при встановлені фільтра «впотай» довжина надфільтрової труби повинна прийматись не менше 50 м при будь-якій глибині свердловини.

Під час експлуатації робоча частина фільтра повинна завжди знаходитись нижче динамічного рівня не менше ніж на 1 м, краще 4...6 м. При цьому фільтр повинен бути розташований на відстані не менше 0,5...1,0 м від покрівлі та підошви водоносного пласта (при повному розкритті пласта).

Водозахватна здатність свердловини, м³/год,

, (4.6)

де D _Ф - діаметр фільтра, м; υ _ДОП - допустима вхідна швидкість, м/добу.

Діаметр фільтра з обсипкою

, (4.7)

де D _КАР - діаметр каркаса, м; t — товщина обсипки, м.

Діаметр фільтра для сітчатих, дротяних каркасів

_ст. + 2 t_др + 2 t_c, (4.8)

де t_с, t_др , t_c - відповідно товщина дротяних стержнів, мм, товщина дроту для підмотки, мм, товщина сітки, мм.

Діаметр каркасу фільтра слід визначати з врахуванням допустимої швидкості руху води у ньому:

, (4.9)

Допустима вхідна швидкість, м/добу

— для сітчастих і дротяних фільтрів

, (4.9)

— для обсипних та кожухових

, (4.10)

де K _Ф - коефіцієнт фільтрації, м/добу.

Для забезпечених водою з горизонтів чи водоносних пластів великої товщини при бурінні досконалої свердловини можна задаватися меншими значеннями D _Ф і L _Ф, ніж вказувалось раніше.

Однак діаметр фільтра не повинен бути меншим 0,114 м (114 мм), а при підрахуванні зниження через питомий дебіт враховується недосконалість свердловини.

Виходячи із конструктивних особливостей бурових агрегатів, особливо при роторному способі буріння, діаметр фільтрів не повинен перевищувати величину 300...350 мм. Якщо за розрахунками діаметр фільтра отримується більшим, тоді необхідно збільшити максимально довжину фільтра, або зменшити дебіт свердловини, шляхом збільшення числа свердловин

Збірні водоводи, які йдуть від свердловин, проекту­ються з чавунних чи сталевих труб, діаметр яких добирається за швидкістю 1,2...1.5 м/с.

4.4. Конструкція свердловини.

Конструкція свердловини – це схема її влаштування, в якій вказуються:

• Діаметри буріння – початковий, проміжний, та кінцевий, діаметри породоруйнівного інструмента (долота, коронки, шнеку);
• Діаметри, глибина опускання та кількість обсадних колон, з вказівкою матеріалів з яких вони виготовлені і типу з’єднання;
• Глибина свердловини;
• види та розміри водоприймальної частини свердловини (фільтрові, безфільтрові);
• місця, інтервали та способи тампонування або цементування затрубних та між трубних проміжків;
• варіанти обладнання устя і забою свердловини, типи сальників та пристроїв для заміру рівней води, дебітів та відбору проб.

Рис.4.1 Схема обладнання свердловини насосом: 1-водоносний пласт;2- відстійник; 3- фільтр; 4- сальник; 5- над фільтрова труба; 6- експлуатаційна колона; 7- насосз електродвигуном; 8- водопіднімальна труба; 9-оголовок

При невеликій потужності водоносного пласта (до 10м) передбачається повне його розкриття із заглибленням свердловини у водотривкий пласт на 2...3 м, а при значній потужності пласта мінімальне заглиблення, м, у водоносний пласт повинно бути не менше:

, (4.11)

де L_ф – довжина фільтра, м; L_в – довжина відстійника, м.

Експлуатаційний діаметр свердловини (діаметр в межах заглиблення насоса) визначається в залежності від типу водопідйомного обладнання та глибини його занурення. При обладнені свердловини глибинними насосами експлуатаційний діаметр D _е приймається рівним зовнішньому діаметру корпусу насоса D_Н; якщо встановлюється глибинний насос з довгим привідним валом, тоді:

(4.12)

Діаметри решти обсадних колон визначаються в залежності від діаметра експлуатаційної колони та прийнятого способу буріння.

Величина кінцевого діаметра свердловини D_к визначається за більшим значенням діаметра фільтра D_ф, чи типом встановленого водопідйомного обладнання, а також прийнятим способом буріння.

При ударно-канатному способу буріння

, (4.13)

а при роторному способі буріння

, (4.14)

При ударно-канатному способі буріння може бути прийнята така конструкція свердловини: кондуктор, експлуатаційна колона. фільтрова колона. При складних гідрогеологічних умовах в конструкції свердловини може передбачатись встановлення додаткових проміжних колон обсадних труб.

При ударно-канатному способі буріння середній вихід колон обсадних труб складає приблизно 20...40 м з внесенням відповідних поправок на діаметр колон та літологічний склад прохідних порід та ін.

Якщо відомий середній вихід колон h, тоді при проектній глибині буріння H число обсадних колон орієнтовно складе

, (4.15)

Знаючи діаметр експлуатаційної або фільтрової колон D_к та число колон N, можливо визначити діаметр першої труби

, (4.16)

де ∆D – просвіт, мм. Для експлуатаційних свердловин ∆D =100 мм, для розвідувальних ∆D = 50 мм.

При бурінні свердловин ударно-канатним способом з використанням труб із товстостінними муфтами, робоча конструкція свердловини повинна намічатись з чергуванням колон обсадних труб через один сортамент, тобто через 100 мм; при застосуванні тонкостінних муфт невеликого діаметру (менше 377 мм) можливо приймати різницю в діаметрах сусідніх колон 50 мм.

Необхідно передбачати встановлення башмака кожної колони труб у водотривких породах. Якщо ж у крихких водоносних породах необхідно обсадити ствол колоною наступного меншого діаметра, тоді передбачають використання труб не чергового діаметра, а через один сортамент, наприклад з діаметра 324 мм необхідно переходити на діаметр 219 мм. При проходженні контакту між крихкими та скельними породами необхідно виконувати буріння з обов’язковою зміною діаметра.

Башмак останньої глухої колони обсадних труб повинен входити у водоносну породу на 0,5...1 м нижче його покрівлі.

По закінчені проходки «зайві» колони обсадних труб, які були призначені для тимчасового кріплення стінок свердловини в процесі буріння, вилучають.

УВАГА! Вилучення обсадних труб допускається тільки при кріплені свердловини більше ніж трьома колонами, при умові, що в результаті вилучення обсадних колон не відбудеться розкриття горизонту, який намічається до експлуатації.

Конструкція свердловини при роторному способі буріння свердловини складається із шахтового направлення, кондуктора, експлуатаційної колони. Шахтове направлення має довжину 4...6 м і після перевірки вертикальності цементується. Кондуктор призначений для перекриття водоносних горизонтів, які не використовуються та забезпечення вертикальності свердловини, і має довжину приблизно 50 м. Затрубний простір кондуктора від башмака до устя цементується. При глибині свердловини до 150 м кондуктор можна не встановлювати. Експлуатаційну колону опускають після закінчення буріння до покрівлі водоносного пласта і нею перекриваються всі пройдені пласти. Затрубний простір цементують від башмака до устя..

При встановлені експлуатаційної колони на всю глибину свердловини разом з фільтром, в нижній частині водоносного пласта цементування необхідно виконувати манжетним способом.

Вихід колон обсадних труб при роторному способі буріння складає 200...500 м. при глибині свердловини 100...250 м та невеликих експлуатаційних діаметрах, конструкція свердловини може включати не більше двох колон. Різниця в діаметрах двох перших колон повинна складати 100 мм, для забезпечення можливості цементації кільцевого просвіту.

При роторному способі буріння експлуатаційна колона труб повинна тільки розкривати водоносний пласт, а при ударно-канатному - проходити на всю товщину.

Діаметри обсадних колон призначають за таблицею 2.10 [12 ].

Для будь-якого способу буріння верхня частина експлуатаційних колон труб повинна виступати над підлогою не менше ніж на 0,5 м.

Таблиця 4.4.

Поиск по сайту: