Лабораторная работа №5. Тема: «Разработка конструкции водозаборных скважин»
Тема: «Разработка конструкции водозаборных скважин»
Цель работы
Целью работы является определение количества колонн обсадных тру и интервалов их установки в соответствии с проектным геологическим разрезом; расчет конструкции скважины; определение диаметров долот и обсадных колонн на отдельных интервалах.
Порядок выполнения работы
Расчет конструкции скважины производится снизу вверх.
1. При применении фильтровой водоприемной части скважины нужно выбрать тип фильтра в соответствии с рекомендациями (табл. 5.1) в зависимости от характера пород, слагающих водоносный горизонт, и рассчитать его параметры (длину и диаметр рабочей части, отстойника и надфильтровой трубы).
2. Конструкция скважины, способ установки фильтра (впотай, на эксплуатационной колонне….)
3. Параметры рабочей части фильтра определяются проектным дебитом скважины мощностью водоносного горизонта и его фильтрационными свойствами, характеризуемыми коэффициентом фильтрации. Площадь фильтра, определяющая его водопропускную способность при допустимой скорости фильтрации воды, находится в зависимости от диаметра и длины рабочей части. В связи с этим, при расчете одну из этих величин (диаметр или длину) принимают, а другую находят по соответствующей формуле. При мощности водоносного горизонта до 10 м длину рабочей части принимают равной мощности водоносного горизонта, а диаметр определяют по формуле. При мощности водоносного горизонта более 10 м принимают диаметр фильтра и рассчитывают необходимую его длину. Во всех случаях диаметр каркаса фильтра должен быть не менее 100 мм, что обусловлено условиями его эксплуатации и ремонта.
Таблица 4.1
Таблица 5.1
Условия применения фильтров различных типов
| Водосодержащие породы | Рекомендуемые типы фильтров |
| Скальные и полускальные устойчивые породы | Фильтры не устанавливаются |
| Скальные и полускальные неустойчивые породы Гравийно-галечниковые отложения с крупностью частиц от 20 до 100 мм (> 50 вес, %) | Трубчатые фильтры с круглой и щелевой перфорацией. Каркасно-стрежневые фильтры |
| Гравий, гравелистый песок с крупностью частиц от 1 до 10 мм с преобладающей крупностью от 2 до 5 мм (> 50 вес, %) | Трубчатые и стержневые каркасы с водоприемной поверхностью из проволоки или без нее. Трубчатые и стрежневые каркасы с водоприемной поверхностью из проволоки или штампованного листа |
| Пески среднезернистые с преобладающей крупностью частиц 0,25…0,50 мм (> 50 вес. %) | Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных фильтров |
| Пески мелкозернистые с преобладающей крупностью частиц 0,1…0,25 мм (> 50 вес. %) | Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных обсыпок и блочных фильтров |
| Пески различной зернистости при наличии устойчивой кровли | Бесфильтровая скважина (требуются разъяснения) |
Как принимать диаметр фильтра ?
Принимая водопропускную способность фильтра равной проектному дебиту, определяют необходимую площадь фильтра по формуле:
, м2 , (5.1)
где Q – проектный дебит, м3/сутки,
vф – допустимая скорость фильтрации, м/сутки;
F – рабочая площадь фильтра, м2.
Скорость фильтрации определяется по эмпирической формуле
, м/сутки, (5.2)
где Кф – коэффициент фильтрации, м/сутки.
Если выразить рабочую площадь фильтра через его диаметр и длину, то формула (1) примет следующий вид:
, (5.3)
откуда
, (5.4)
или
, (5.5)
где Дф – диаметр фильтра, м; lф – длина фильтра, м.
Для мощных водоносных горизонтов, представленных зернистыми породами, длину рабочей части фильтра можно определить по формуле:
, м, Q*a (5.6)
где Q – проектный дебит скважины, м3/ч; Дф – принятый диаметр фильтра, мм; α – эмпирический коэффициент, определяемый по таблице.
Таблица 5.2
Значения коэффициента α для различных пород
| Порода | Коэффициент фильтрации, м/сутки | Коэффициент α |
| Песок: мелкозернистый среднезернистый крупнозернистый | 2…5 6…15 16…30 | |
| Гравий | 31…70 |
За наружный диаметр фильтра принимается в зависимости от его конструкции:
а) в трубчатых фильтрах – наружный диаметр фильтровой трубы;
б) в проволочных и сетчатых – наружный диаметр проволочной обмотки или сетки;
в) в гравийных – наружный диаметр фильтрующей обсыпки.