Параметры песчано-гравийной и гравийной обсыпки для фильтров

Минимальный диаметр зерен dmin, мм 0,5 0,75 1,0 2,0 3,0 5,5 8,0
Максимальный диаметр зерен dmax, мм 1,0 1,5 2,0 3,0 5,5 8,0 16,0
Средний диаметр зерен d50, мм 0,75 1,12 1,5 2,5 4,25 6,75
Максимальный размер отверстий фильтра, мм 0,5 0,75 1,0 2,0 3,0 4,0 4,0

В зависимости от гранулометрического состава водоносных пород в качестве обсыпки необходимо использовать хорошо окатанные гравий, песчано-гравийные смеси и пески с Кн < 1,5...3, которые должны поставляться калиброванными и тарированными со специальных карьеров. Основным требованиям при устройстве гравийно-обсыпных фильтров отвечает отсортированный и отмытый гравий и песок. Такой гравий обеспечивает создание хорошо проницаемых обсыпок с минимальными входными сопротивлениями.

Диаметр частиц обсыпки гравийных фильтров определяют по формуле:

D50=(8…12)d50 ,

где D50 – размер, меньше которого в гравийной обсыпке содержится 50% частиц по массе, мм;

d50 – размер частиц, меньше которых в водоносном пласте содержится 50% по массе, мм;

При устройстве многослойных фильтров диаметры частиц гравийной обсыпки подбирают по соотношению: D2/D1=4…6,

где D1 и D2 – средние диаметры частиц соседних слоев гравийной обсыпки.

Толщина каждого слоя гравийно-кожуховых фильтров не менее 30 мм и гравийных засыпных фильтров не менее 50 мм.

Диаметр частиц гравия блочных фильтров из пористого бетона и пористой керамики определяют по формуле:

,

где Dср – средний диаметр частиц гравия в блоке фильтра.

Подбор и расчет фильтров

основные параметры фильтра (диаметр, длина, размер проходных отверстий) должны определяться с некоторым запасом с учетом возможности внесения необходимых изменений в процессе сооружения скважины в соответствии с фактическими условиями.

Размеры проходных отверстий фильтров назначаются в зависимости от гранулометрического состава контактирующей породы водоносного пласта или гравийной обсыпки (табл. 3).

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

Qмах£ FVф ,

где Qмах – максимальный расход воды, забираемый из скважины, м3/сут;

F– площадь фильтрующей поверхности фильтра, м2;

,

где Dф – диаметр фильтра, м.

lф – длина рабочей части фильтра, м.

В водоносных пластах мощностью до 10 м можно принимать:

lф=m - (1...2), м,

в пластах большей мощности:

lф=b·m, м ,

где b=0,5…0,8

Vф – допустимая скорость фильтрации при выходе воды из пласта в фильтр (входная скорость), м/сут, определяется по формулам:

· для дырчатых, щелевых, проволочных и сетчатых фильтров:

Vвх= ,м/сут,

· для гравийных и блочных фильтров:

,

Диаметр фильтра определяется по формуле:

.

Диаметр фильтра не должен превышать 300 мм. Диаметр фильтра Dф мм выбирают исходя из требуемого дебита скважины и параметров водоподъемного оборудования, который может быть равным или менее диаметра обсадных труб Dо, т.е.

Dф£ Dо

По условиям эксплуатации внутренний диаметр обсадных труб необходимо принимать исходя из диаметра устанавливаемого погружного насоса.

3.3 Определение требуемых величин подачи и напора насосного оборудования, глубины погружения насоса

Насосы, устанавливаемые в скважинах для постоянной эксплуатации, подбирают по расходу из одной скважины и напору. Часовую подачу насоса принимают равной фактическому часовому расходу скважины:

qнас=qфакт.ч, м3/ч

Напор насоса определяют по высотной схеме:

; ,

где Sh - суммарные потери напора на сборных водоводах, м;

Z1 – уровень воды в распределительной чаше фильтров обезжелезивания, м.

Вода из скважин насосами подается в распределительную чашу фильтров. Уровень воды в распределительной чаше фильтров обезжелезивания:

Статический уровень воды в скважине находится на глубине С, м от поверхности земли. Отметка динамического уровня в скважине:

Для определения åh необходимо вычислить диаметр и потери напора в сборных водоводах, по которым транспортируют воду от скважин к РЧВ. Принимаются сборные водоводы из стальных труб. Скорость в сборных водоводах V=0,7…1,2 м/с, минимальный диаметр 100 мм. Гидравлический расчёт сборных водоводов сводят в таблицу 9.

При поступлении воды из водоносного пласта и движении ее в направлении к водоприемным отверстиям погружного насоса возникают потери напора, которые обуславливают дополнительное понижение уровня воды в скважине. Это понижение необходимо учитывать при расчете глубины погружения насоса.

 

Таблица 9