На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Проектирование скважин на воду

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 17.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 22. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Вводные сведения
    Все буровые скважины по целевому назначению подразделяются на:
- поисково-картировочные,
- разведочные,
- разведочно-эксплуатационные,
- наблюдательные.
Поисково-картировочные  скважины бурятся на стадии съёмочных  работ и имеют целью уточнить геолого-гидрогеологическое строение изучаемой территории, наметить перспективные участки для более детальных исследований. Разведочные скважины позволяют изучить водоносные горизонты или комплексы. Из этих скважин отбираются образцы пород, в них проводятся опытно-фильтрационные и геофизические исследования. Если скважина после завершения разведочных работ сдаётся в эксплуатацию, то такие скважины называются эксплуатационными. Параметры таких скважин должны обеспечивать оборудование их насосом соответствующей производительности. Если разведочные скважины применяются на стадии предварительной разведки, то разведочно-эксплуатационные - на стадии детальной и эксплуатационной разведки. Наблюдательные скважины предназначены для измерения уровней во время проведения опытно-фильтрационных работ. Конструкция скважины зависит от её целевого назначения и горно-геологических условий. Поисково-картировочные скважины имеют простые конструкции, лишь верхний участок у устья крепится обсадной трубой, остальной ствол скважины трубами не обсаживается. В редких случаях, например, с целью изолирования интервалов интенсивного поглощения промывочной жидкости, ствол скважины может обсаживаться одной обсадной колонной. Диаметры поисково-картировочных скважин колеблются от 76 до 132 мм. Изоляция водоносных горизонтов осуществляется методами временного (глинистыми шариками) и постоянного тампонажа (цементным раствором).
    В конструкции скважины различают  направление (кондуктор), промежуточную (техническую) и эксплуатационную колонну. В неглубоких (до 100-150 м) скважинах техническая колонна может отсутствовать. Обсадные колонны эксплуатационных скважин обязательно цементируются. 

1. Цель проектируемых работ.
    Проект  бурения скважины на воду составляется на основании технического задания заказчика. В техническом задании заказчик должен точно указать место расположения скважины (на топографической карте района изысканий в масштабе 1 : 25 000 и крупнее), заявленную потребность в воде скважины, требования к качеству воды и сроки службы водозабора. Заказчик может оговорить так же предпочтительный материал обсадных и водоподъемных труб (нержавеющая сталь, пластик и т.д.),
    Пример1: необходимо пробурить две артезианские скважины (рабочая и резервная) для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Проектный дебит рабочей скважины с учётом расхода воды на наружное пожаротушение 40 . Скважины располагаются на расстоянии 8м друг от друга в одном помещении насосной станции. Вода должна соответствовать СанПиН 2.1.4.1074-01. 

2. Геологические сведения о районе проведения работ. 

2.1. Физико-географические условия участка изысканий и местоположение проектируемой скважины.
    В разделе "Физико-географические условия  участка изысканий и местоположение проектируемой скважины" следует  приводить краткую характеристику рельефа и геоморфологических особенностей участка, намечаемого для размещения скважины,     влияющих на гидрогеологические условия; обоснование выбора участка и места заложения скважины с учетом гидрогеологических условий и санитарных требований (удаленность от источников загрязнения, зон затопления и др.); абсолютную отметку и координаты точки заложения скважины (по топографическим картам 1: 25 000 и крупнее), расстояние от скважины до объекта водоснабжения; хозяйственное использование и техногенные изменения территории. 

2.2. Геологическое строение участка.
    В разделе "Геологическое строение участка" необходимо приводить характеристику геолого-литологического строения участка (предполагаемый разрез в намечаемой точке бурения) в стратиграфической последовательности сверху вниз с наибольшей детальностью в пределах проектной глубины скважины: условия залегания, мощность, строение, литологический или петрографический состав отдельных горизонтов (слоев) пород с выделением водовмещающих горизонтов пород и водоупорных слоев, а также других элементов геологической среды, влияющих на степень и характер обводненности пород. 

2.3. Гидрогеологические условия участка.
    В разделе "Гидрогеологические условия  участка" следует приводить характеристику выделенных в разрезе водоносных горизонтов, особенно детально - намечаемых к эксплуатации: глубину залегания кровли, подошвы, состав пород (процентное содержание преобладающей фракции рыхлых грунтов, степень трещиноватости скальных пород), предполагаемый (по фондовым материалам) дебит, удельный дебит, коэффициенты фильтрации, положения уровня и возможные их сезонные изменения, условия питания и другие данные, в том числе ориентировочные (по предварительным расчетам) границы зон санитарной охраны, а также химический и бактериологический состав подземных вод. В заключении делается краткий обзор опыта бурения и эксплуатации скважин на воду в изучаемом районе.
    При составления учебного проекта по бурению скважин на воду используется упрощённый план, первый и второй разделы проекта выдаются студенту в виде проектных данных, а третий разрабатывается в соответствии с содержанием учебного проекта. Важнейшей целью учебного проекта является составление геолого-технического наряда (технологической карты), основного документа по которому ведётся бурение, а также плана-графика работ. 

Содержание  учебного проекта.
1. Проектные данные.
2. Выбор способа бурения.
3- Выбор типа и конструкции фильтра.
4. Расчёт фильтра или полости бесфильтровых скважин.
5. Подбор насоса и диаметра эксплуатационной колонны.
6. Выбор конструкции скважины.
7. Выбор буровой установки.
8. Выбор бурового инструмента
9. Выбор типа промывочной жидкости.
10. Выбор параметров режима бурения.
11. Вскрытие и освоение водоносного горизонта (расчёт эрлифта).
12. Цементирование обсадных колонн.
13. Организация работ.
При бурении  разведочных скважин вместо пункта 11 следует включить раздел «Опробование водоносных пластов в процессе бурения». 
 
 

3. Специальная часть. 

3.1. Проектные данные.
Проектные данные включают в себя: геологический разрез, назначение скважины (эксплуатационная или разведочная), параметры водоносного горизонта (коэффициент фильтрации,  проектный дебит, статический уровень и понижение). 

3.2.Выбор способа бурения.
    В зависимости от целевого назначения и конкретных условий буровые скважины на воду сооружаются следующими способами: вращательным с прямой и обратной промывкой; вращательным без промывки (шнековым и ковшовыми бурами); ударно-канатным способом.
    В настоящее время наибольшее распространение получило вращательное бурение, производительность которого в 3-5 раз выше производительности ударно-канатного. Его рекомендуется применять в районах с изученными гидрогеологическими условиями. Но вращательное бурение с промывкой имеет весьма существенный недостаток - может вызвать закупорку пор и трещин водоносного горизонта, что требует дополнительных затрат времени и средств на возбуждение притока воды к скважине. Однако применение специальных растворов и новой технологии вскрытия водоносных горизонтов делает данный способ бурения скважин на воду наиболее эффективным.
В районах, недостаточно изученных в гидрогеологическом отношении, с низким пластовым давлением  и высокой проницаемостью (валуны, галечники, щебень), а также при  бурении скважин с большим  начальным диаметром (500-9О0мм) применяется ударно-канатное бурение на воду. Преимущество этого способа в том, что вскрываемые водоносные не засоряются и не кольматируются циркулирующим по скважине промывочным раствором. При этом легко устанавливаются все вскрываемые водоносные горизонты, обеспечивается высокое качество опробования водоносного пласта. Ударно-канатный способ позволяет получить большие дебиты, чем вращательный способ с  промывкой глинистым раствором.
    К недостаткам способа можно отнести: большой расход обсадных труб (что объясняется малой величиной выхода последующей колонны из-под башмака предыдущей, обычно 25-30 м); относительно малые глубины бурения (100-150м); низкие техническую и коммерческую скорости бурения; опасность уплотнения пород в зоне водоносного горизонта при неправильно выбранной технологии бурения, что может вызвать на снижение дебита скважины. Иногда, допускается комбинирование указанных способов бурения. 

3.3 Выбор типа и конструкции фильтра
    Скважины  на воду могут быть фильтровыми и бесфильтровыми. Фильтровые скважины применяют в неустойчивых рыхлых и скальных породах. Бесфильтровые скважины создают в скальных трещиноватых, но устойчивых породах (рис. 1 а). Сооружение бесфильтровых скважин возможно также в рыхлых неустойчивых породах, при наличии в кровле водоносного пласта устойчивых пород (рис. 1 б).
    Под фильтром обычно понимают специальное  устройство, устанавливаемое в скважине в интервале водоносного горизонта, которое обеспечивает свободный  доступ внутрь скважины чистой воды без механических примесей, и одновременно предохраняет ствол скважины от обрушения. Фильтры обычно устанавливают только в неустойчивых породах.
    В скважину опускают фильтровую колонну, состоящую из надфильтровой части, собственно фильтра (рабочей части) и отстойника с пробкой. Отстойник служит для осаждения прошедших через рабочую часть фильтра частиц породы.
    Все существующие фильтры можно условно  разделить на дырчатые или щелевые, сетчатые, гравийные и гравитационные. Типы и конструкции фильтров выбираются в зависимости от характера породы водоносного пласта и глубины скважины в соответствии со СниП-11-31-74 (табл. 1).
    В агрессивные воды с большим содержанием  углекислоты, сероводорода и кислорода  каркасы фильтров изготавливаются  из нержавеющей стали или неметаллических труб.
Применение  различных типов  и конструкций  фильтров
Таблица 1.
Водоносные  пласты Применяемые фильтры
Полускальные  неустойчивые, щебнистые и галечниковые породы с преобладающей крупностью частиц щебня и гальки от 20 до 100мм, >50% Трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, стержневые
Гравий, гравелистый песок с крупностью частиц от 1 до 10мм с преобладающей  крупностью частиц от 2 до 5мм более 50% Трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, с водоприемной поверхностью из проволочной  обмотки или из штампованного стального листа; стержневые с обмоткой проволокой из нержавеющей стали или из штампованного листа
Пески крупные с преобладающей крупностью частиц 1-2 мм более 50% Трубчатые с щелевой перфорацией, с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, штампованного листа или сетки квадратного плетения; стержневые с водоприёмной поверхностью из проволочной обмотки, штампованного листа или сетки квадратного плетения.
Пески средние с преобладающей крупностью частиц 0,25-0,5 мм более 50% Трубчатые и стержневые из сетки гладкого (галунного) плетения; трубчатые и стержневые с однослойной гравийной обсыпкой (гравийные)
Пески мелкие с преобладающей крупностью частиц 0,1-0,25 мм более 50% Трубчатые и стержневые с одно-, двух- или  трёхслойной песчаной или песчано-гравийной обсыпкой (гравийные), блочные.
 
    Каркасы фильтров изготавливаются из стальных обсадных труб нефтяного сортамента (табл.7) ([9], стр.349, табл.VIII.I), геологоразведочного сортамента (табл.10), стальных насосно-компрессорных труб ([9], стр.357, табл. VIII.9), труб из нержавеющей стали (ГОСТ 9940-62), а также винипластовых, полиэтиленовых, стеклопластиковых, асбестоцементных и других ([9], стр.360). 

3.4. Расчёт фильтра и полости бесфильтровых скважин. 

Фильтровые  скважины
    Фильтры эксплуатационных скважин на воду должны удовлетворять условиям длительной эксплуатации и ремонта.
    Размеры проходных отверстий фильтров (для  сетчатых - сетки) без устройства гравийной  обсыпки рекомендуется определять по табл. 2.
    Размеры проходных отверстий фильтров при устройстве гравийной обсыпки принимаются равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра.
    Под скважностью фильтра понимают отношение  площади отверстий к общей  площади боковой поверхности  фильтра, выраженное в процентах ([3],стр.6).
    Минимальный диаметр каркаса фильтра следует  принимать не менее 80-100мм, а скважность следует доводить до 20-25%.
Размеры проходных отверстий  фильтров.
Таблица 2.
 
Типы  фильтров 
Размеры проходных отверстий в мм.
При коэффициенте неоднородности пород
< 2

При коэффициенте неоднородности пород 7-2
С круглой перфорацией (2,5-3)
(3-4)
С щелевой перфорацией (1,25-1.5)
(1,5-2)
Сетчатый (1,5-2)
(2-2,5)
 
 
Примечание
dl0, d50, d60 - размеры частиц грунта, меньше которых в водоносном
пласте  содержится соответственно 10, 50 и 60% (определяются по графику гранулометрического состава пород). 

    В фильтрах с водоприёмной поверхностью из проволочной обмотки и штампованного  стального листа скважность каркасов принимается, исходя из условий их прочности, до 30-60%.
    В гравийных фильтрах в качестве обсыпки  могут применяться песок, гравий, песчано-гравийные смеси.
    Подбор  размера частиц материалов для гравийных обсыпок производится по соотношению ,
где D50 - размер частиц, меньше размера которых в обсыпке содержится 50%;
    d50 - размер частиц, меньше размера которых в породе водоносного
пласта  содержится 50%.
    В  гравийных фильтрах толщина и количество слоев обсыпки принимается с учетом конструкции фильтра. Для фильтров, собираемых на поверхности земли, толщина каждого слоя обсыпки должна быть не менее 30 мм. Для фильтров, создаваемых на забое скважин засыпкой гравия по межтрубному пространству, толщина каждого слоя обсыпки должна быть не менее 50 мм.
    Наиболее  надежны в эксплуатации фильтры  с гравийной обсыпкой толщиной в 150-200 мм.
    При устройстве двухслойных обсыпок подбор размера частиц материала слоев производится по соотношению , где D2 и - средние диаметры частиц материала соседних слоев обсыпки.
    Первый  слой обсыпки, прилегающий к каркасу  фильтра, состоит из
наиболее  крупных частиц гравия.
    При устройстве гравийных фильтров за наружный диаметр скважины следует принимать  диаметр внешнего контура обсыпки.
    Наружный  размер фильтра должен обеспечивать его свободный спуск внутрь обсадной колонны с зазором не менее 10 мм. Зазор между стенками скважины и фильтром должен быть не менее 30-50 мм.
    При каптаже пластов мощностью до 10 м фильтр рекомендуется устанавливать  на всю мощность пласта, а при  мощности пласта более 10 м длина  рабочей части фильтров определяется с учетом водопроницаемости пород, производительности скважины и конструкции фильтра.
     . (1)
    Обязательно необходимо учесть какие вскрываются  воды - напорные или безнапорные. Когда  вскрываются безнапорные воды, в  верхней части фильтра размещается насос. Поэтому диаметр корпуса фильтра определяется диаметром насоса (смотреть раздел «выбор насоса» и «выбор конструкции скважины»), а длина определяется по формуле (1). 

    Рабочую часть фильтра следует устанавливать  против участков, обладающих наибольшей водопроницаемостью, но не менее 0,5-1 м от кровли и подошвы водоносного пласта.
    При наличии нескольких водоносных горизонтов рабочие части фильтров устанавливаются  в каждом водоносном горизонте и  соединяются между собой глухими  трубами.
    Верхняя, глухая часть фильтра должна находится выше башмака обсадной колонны не менее чем на 3 м. Между обсадной колонной и надфильтровой трубой должен быть установлен сальник или кольцевой
тампон. Длина отстойника принимается 1-2 м.
    Ориентировочный диаметр фильтров определяется по формуле:
     (2)
где  D - диаметр фильтра, мм,
Q - проектный дебит, /ч,
L — длина фильтра, м.
а - коэффициент, характеризующий фильтрационные свойства водоносного пласта(табл. 3)
Значения  коэффициента
для различных пород.

Порода Коэффициент фильтрации, м/сут
Коэффициент а
Песок мелкозернистый 2-5 90
Песок среднезернистый 5-15 60
Песок крупнозернистый 15-30 50
Песчано-гравийные  отложения 30-70 30
Известняки  слаботрещиноватые   90
Известняки  среднетрещиноватые   60
Известняки  сильнотрещиноватые   30
 
Пример 2. Определить размеры фильтра при условиях: Водоносный горизонт сложен песками среднезернистыми. Мощность пласта 10 м. Проектный дебит 20 /ч. Так как мощность пласта не превышает 10 м . то вскрываем водоносный горизонт на всю мощность, ( L=10 м ). Определяем диаметр фильтра по формуле (2)
.

Если  диаметр получается меньше 80-100мм то считаем  длину фильтра  по формуле (1), задаваясь диаметром 80-100 мм. 
 

    Расчётный диаметр получим  если выберем трубы  каркаса 114 мм (табл. 7), проволоку для  обмотки 3 мм, сетку  галунного плетения толщиной 1 мм
     .
    Если  выбран гравийный  фильтр, формируемый  на забое, то его конструкция и диаметр определяются из следующих соображений. Пусть средний размер частиц водоносного песка 0,3 мм. Тогда средний размер частиц гравия используемого в качестве обсыпки:
    
    Конструкция каркаса гравийного цикла должна включать трубы и проволочную обмотку. Выбираем трубы диаметра 114 (табл.7) и проволоку диаметра 3 мм.
    Минимальная толщина гравийной  обсыпки 50 мм.
    
    Полученный  размер должен быть увязан со стандартным  размером долот (табл.8).
    Выбираем  ближайший больший размер долот 243 мм.
    Чтобы получить проектный  дебит, надо, зная диаметр, рассчитать длину  рабочей части  фильтра по формуле (1)
    
    Если  планируется выведение  надфильтровой трубы  на поверхность, то диаметр  каркаса фильтра  необходимо увязывать с диаметром насоса, установленного в этих трубах.(см. «Выбор конструкции скважины»). 

Бесфильтровыевые  скважины
    Бесфильтровые скважины в песчаных водоносных пластах  с устойчивой кровлей, проектируются  по принципу представленному на рис. 1б. На практике применяются очень редко
    Расчет  бесфильтровой скважины проводится для определения размеров полости, обеспечивающей необходимую пропускную способность, и выяснения устойчивости кровли сформированной полости:
     , (3)
где   Q - дебит скважины, м3/ч,
    F - боковая поверхность полости, м2,
    
h - высота полости, м,
 - угол естественного откоса (20 - 25 градусов),
Vф - скорость фильтрации, м/ч.
 

Рис. 1 Конструкции  бесфильтровых (а) и б)) и фильтровых (в)) скважин:
    а) в устойчивых породах, б) в неустойчивых породах, в) фильтровая в неустойчивых породах. 1 - цементный раствор, 2 - фильтр, 3 - бесфильтровая полость
Из формулы  Н.А. Карамбирова:
, м/сутки, (4)
- коэффициент запаса (0,7 - 0,8),
- коэффициент уменьшения фильтрации в песках в зависимости от угла естественного откоса, равный для мелкозернистого теска - 0,9; среднезернистого песка - 0,8; крупнозернистого песка - 0,74;
- плотность пород водоносного пласта (1,4 - 1,8),
П - пористость для песков (0,3 - 0,4),
К'- коэффициент фильтрации, м/сутки. 

Учитывая (3) и (4), определим радиус полости:
, м. (5)
Устойчивость  пород кровли определяется из выражения:
, м. (6)
Где - высота свода естественного равновесия пород кровли, м.
- коэффициент крепости пород ( ).
    Породы  кровли обрушаться не будут, если давление воды  на непроницаемую кровлю будет больше давления столбика породы в пределах свода естественного равновесия:
     , (7)
    где  Н - превышение статического уровня воды над кровлей водоносного
горизонта, м,
    S - понижение уровня при откачке, м,
      - плотность пород кровли, (2,5 - 3,0),
     - плотность воды. 1 .
    Учитывая (6) и (7), условие устойчивости можно  представить в виде:
     , (9)
Дополнительным  условием устойчивости пород кровли является условие
, (9)
где   m - мощность устойчивых пород кровли, м. 

Значения  коэффициента пористости (П) и коэффициента крепости ( ) для различных пород.
Таблица 4
Породы Коэффициент пористости Коэффициент крепости
Глины верхней части коры выветривания 0,35 1,5-0,8
Глины платформенных областей 0,4 1,5-0,8
Глины складчатых областей 0,2 1,5-0,8
Песчаники кайнозоя и мезозоя 0,2 6-4
Песчаники палеозоя 0,1-0,12 10-5
Известняк пористый 0,05 5-3
Доломит пористый 0,05 5-3
Гипс 0,03 2-1
Мел 0,3 2-1.5
Сланцы  глинистые 0,04 5-2
Мрамор 0,01 8-5
Ангидрит 0,01 2-1
Угли 0,04 1,5-0,8
Песок 0,3-0,4 0,8-0,3
 
Значения  коэффициента фильтрации (м/сут) пород
  Таблица 5
Песок пылеватый 2-3
Песок мелкозернистый 2-7
Песок среднезернистый 5-15
Песок крупнозернистый 15-30
Песчано-гравийные  отложения 30-70
Гравий 70-500
 
    После цементации эксплуатационной колонны  продолжают бурение в пределах водоносного слоя на глубину 1,5 - 2 м от кровли, после чего начинают разработку полости.
Формирование  водоприемной полости производится эрлифтной откачкой с помощью компрессоров типа ДК - 9М и др. (табл. 20). На первом этапе откачки во избежание образования песчаных пробок в скважину опускается колонна труб,  по которой подаётся вода от бурового  насоса,  входящего  в  комплект буровой установки. После разработки каверны в зоне пласта подача воды прекращается.
    При сдаче скважины в эксплуатацию производительность водозабора должна быть меньше производительности при опытной откачке в 1,3-1,5 раза.
    В пылеватых и тонкозернистых песках, а также в случае недостаточно устойчивой кровли в водоприёмную воронку  может быть засыпан гравий. 

3.5. Подбор насоса и диаметра эксплуатационной колонны
    Для подъёма воды из скважины в основном применяются: центробежные насосы с  погружным электродвигателем и  эрлифты.
    Погружные центробежные насосы имеют наибольшее распространение. Центробежные насосы с подачей до 500 и напором до 600 м широко применяются для откачек чистой воды (количество твёрдой фазы до 0,01%).
    Эрлифты используются для откачки воды с  песком, а также в случае необходимости  получения большого количества воды при сравнительно небольших размерах скважины. Основным недостатком эрлифта является очень низкий КПД, что ограничивает его применение при эксплуатации водозаборов. Эрлифты получили распространение при освоении водоносных горизонтов , поэтому расчёт и рекомендации по применению эрлифта приведены в соответствующем разделе данного пособия.
    Для выбора центробежного насоса надо знать требуемый напор и подачу насоса (табл. б).
    Подача  насоса определяется дебитом скважины (при бурении эксплуатационной скважины подача назначается с разрешения государственных органов, регулирующих водопотребление).
    Развиваемый насосом напор должен обеспечивать подачу воды на необходимую высоту и преодолеть все сопротивления водопроводных труб. 

Погружные центробежные насосы
Таблица 6
Тип насоса (ЭЦВ и GRUNDFOS) Подача, м3 Напор, м Диаметр, мм
ЭЦВ4 1,6-4 30-130 95
ЭЦВ5 2,5-6 до 130 114
Э1ДВ6 6-16 до 250 142
ЭЦВ8 20-63 до 300 186
ЭЦВ10 63-210 до 300 234
ЭЦВ12 120-400 до 400 281
ЭЦВ14 120-500 до 600 328
SQ1 0,5-1,5 35-160 74
SQ2 0,5-3 35-120 74
SQ3 1,5-3,5 30-110 74
S05 3-6 15-70 74
SP1 1 190 101
SP2 2 350 101
SP3 3 340 101
SP5 5 400 101-140
SP8 8 500 101-140
SP14 14 150 101-140
SP17 17 500 140-175
SP3O 30 500 142-192
SP46 46 350 145-192
SP60 60 300 146-195
SP77 77 280 200-209
SP95 95 230 200-205
SP125 125 400 222-229
SP160 160 360 222-229
SP215 215 380 241
 
Примечание. ЭЦВ6-16-90 (6- диаметр  в дюймах, 16-подача М3/ч, 90-напор в метрах); SQ(P)2-150 (2-подача , 150-напор в метрах); 1 дюйм=25,4мм. 

    Насос устанавливается на 1 - 8 м ниже динамического  уровня воды в скважине (статический уровень + понижение).
    Сопротивления трубопровода, выраженные в метрах, допускаются до 10% от длины трубопровода.
    Обязательно необходимо увязать диаметр выбранного насоса необходимо увязать с диаметром  эксплуатационной колонны. В качестве эксплуатационной колонны может быть надфильтровая труба выходящая на поверхность (более подробно в разделе «выбор конструкции скважины»).
    С точки зрения удобства установки  и дальнейшего обслуживания насоса , диаметр эксплуатационной колонны (табл.7) должен быть больше диаметра насоса на 30 - 50 мм. Не следует забывать, что диаметр эксплуатационной колонны должен допускать установку фильтра, в том числе гравийного. 

3.6. Выбор конструкции скважины
    Конструкция скважины определяется целевым назначением  скважины, способом бурения, геолого-гидрогеологическими условиями, санитарными требованиями.
    Наиболее  распространены конструкции фильтровых скважин с надфильтровой трубой, выходящей на поверхность (рис. 2 в, г), или устанавливаемой «впотай» (рис. 2 а, б), а так же конструкции, представляющие собой комбинацию указанных типов.
    Надфильтровая труба, выходящая на поверхность, может  выполнять роль эксплуатационной колонны. По такому принципу чаще всего строят скважины, в которых не предполагается установка водоподъёмных насосов большого диаметра и в случае безнапорного водоносного горизонта.
    Фильтровую  трубу можно установить «впотай» в эксплуатационной
колонне. Такие скважины чаще применяют для  водоснабжения и осушения. В них  можно разместить насосы с высокой  подачей, имеющие большие поперечные размеры. Данная конструкция обеспечивает более лёгкую замену старого фильтра новым. Применяются в напорных горизонтах. 

Глубина скважин
    Глубина эксплуатационных скважин определяется расстоянием до 'кровли  водоносного   пласта  +  расчетная  длина  фильтра  +  длина отстойника (3-5 м).
    Глубина разведочных скважин определяется расстоянием до кровли водоносного  пласта + мощность этого пласта + интервал бурения 3 - 5 м в подстилающих породах. 

Конструкция эксплуатационных скважин  при вращательном бурении с прямой промывкой. 

    Количество, диаметры и глубина спуска промежуточных  колонн определяются условиями бурения  и необходимостью надежной изоляции продуктивного пласта. При вращательном бурении с промывкой даже в рыхлых породах стенки скважины поддерживаются в устойчивом состоянии за счет давления столба промывочной жидкости. Поэтому, как правило, после посадки направляющей трубы на глубину 2-10 м до кровли водоносного пласта, подлежащего эксплуатации, в процессе бурения скважина может иметь открытый, незакрепленный обсадными трубами ствол.
    Перед вскрытием пласта стенки скважины закрепляют колонной обсадных труб, а затрубное  пространство цементируют.
    Для  обеспечения  надежной  цементации  затрубного  пространства необходимо  использовать  долота диаметром  на 20-30  мм  больше диаметра муфтовых соединений обсадных труб.
Рис. 2. Конструкции фильтровых скважин:
а)  сетчатый  фильтр  установленный  впотай,  б)  гравийный  фильтр установленный  впотай,  в),г)  соответственно  сетчатый  и  гравийный фильтры  с надфильтровой трубой выходящей на поверхность.
1 - цементация  затрубного пространства; 2 - сетчатый  фильтр; 3 -гравийный фильтр; 4 – сальник. 
 
 

    В    напорных    водах    цементация    эксплуатационной    колонны обеспечивает надежную изоляцию продуктивного пласта. В безнапорных водах для надежной изоляции продуктивного пласта потребуется еще одна (техническая) колонна. 

    Промежуточные (технические) колонны по условиям бурения  устанавливают только в тех случаях, когда встречаются зоны разлома, зоны интенсивного поглощения промывочной жидкости, которые не удается изолировать с помощью промывочной жидкости, и дальнейшее бурение без закрепления пройденного интервала обсадными трубами оказывается неэффективным. 

    Пример 3. Пробурить эксплуатационную скважину с дебитом 30 исходя из условий: Глубина залегания водоносного пласта 150 м. Мощность 40 м. Предполагаемый статический уровень 30 м - от поверхности. Понижение при откачке 18 м. Водоносный пласт сложен гравийными отложениями.
    Воды  напорные, возможно проектирование потайной конструкции фильтра. Для среднезернистых песков следует применять сетчатые или гравийные фильтры (табл. 1). Рассмотрим вариант с сетчатым (рис 2а) фильтром. 

    Определяем  диаметр эксплуатационной колонны через  диаметр погружного насоса с нужной подачей (GRUNDFOS SP30-90 диаметром 142 мм.). Принимаем с учетом рекомендаций диаметр эксплуатационной колонны 194мм (внутренний 178мм) (табл. 7).
    При таком диаметре эксплуатационной колонны дальнейшее бурение под фильтр будем производить долотом диаметром 161мм (табл. 8). 

    Учитывая, что мощность водоносного горизонта больше  10 м  (40 м), задаёмся диаметром каркаса фильтра с учётом рекомендаций из раздела «расчёт фильтра». Принимаем трубы каркаса -114мм. Проволочная обмотка из проволоки - 3мм. 

    Галунная  сетка N6/70 с размером ячейки 0,34 мм и толщиной 1,5мм ([1], стр457).
Конечный  диаметр фильтра  114 + 3·2 + 1,5·2 = 123 мм. Что удовлетворяет условию спуска фильтра 123 < 160 - (30?50).
    Определим необходимую длину  рабочей части  фильтра для получения проектного дебита:
    
    Расчет  показывает , что  для получения  проектного дебита фильтр диаметром 123 мм может  иметь длину рабочей  части 8м.
    Если  проектировать не бурение под сетчатый фильтр долотами диаметром 161 мм, а установку фильтра методом размыва, тогда конечный диаметр скважины будет не 161 мм, а 123 мм. 

    В случае если горизонт считается безнапорным, то насос следует  устанавливать в  фильтровой колонне, выше или ниже рабочей части фильтра. В этом случае надфильтровая колонна выходит на поверхность и выполняет роль эксплуатационной (рис 2 в, г).
    Насос будет установлен на глубине 155м.
    Диаметр эксплуатационной колонны, а следовательно, и каркаса фильтра  выбираем в соответствии с диаметром насоса: 194 мм.
    Начало  рабочей части  фильтра следует проектировать с глубины 160 — 165 метров. 

Конструкция скважин при вращательном бурении с обратной промывкой
    Особенностями   конструкции   скважин,   сооружаемых   с   обратной
промывкой являются большие диаметры (до 1300  мм)  и отсутствие
промежуточных колонн. Водоприемная часть таких  скважин оборудуется
гравийно-обсыпными  фильтрами.
    Пример  4. Необходимо пробурить скважину с дебитом 200 ,
Водоносный  горизонт мощностью 15 м представлен  среднезернистыми песками.
Кровля водоносного гласта т глубине 70 м. Статический уровень 25 м от поверхности. Понижение при откачке 15 м.
1.Выбираем гравийный фильтр.
2.диаметр фильтра ориентировочно

Характеристика  обсадных труб
Таблица 7
Условный  диаметр, мм Толщина стенки, мм Внутренний  диаметр мм Диаметр муфты, мм Диаметр обточенной муфты, мм
114 6 102,3 133 127
127 6 115 146 140
140 6 127,7 159 152
146 6,5 133 166 159
168 6,5 155,3 188 180
178 7 163,8 198 190
194 7 179,7 216 210
219 7 205J 245 235
245 8 228,5 270 260
273 8 257,1 299 287
299 8 282,5 324 314
324 9 305,9 351 340
340 9 321,7 365 356
351 9 333 376 367
377 9 359 402 390
407 9 388,4 432 420
426 10 406 451 440
508 11 486 533 521
630* 12 606 - -
720* 12 696 - -
820* 12 796 - -
920* 12 896 - -
1120* 12 1096 - -
1220* 12 1196 - -
1320* 12 1296 - -
Наружные  диаметры долот
93 151 320
97 161 349
112 190 394
118 214 445
132 243 490
140 269 *
145 295 *
*Дальнейшее увеличение диаметра долота на практике чаще всего производится путём наваривания на долото стандартного размера расширяющих реборд или отдельных сегментов шарошечных долот. 

3. По таблице 6 выбираем погружной насос GRUNDFOS  SP215-70 диаметром 241 мм. Этот насос размещается в трубах диаметра 299мм.
4. Диаметр гравийного фильтра при вращательном бурении определяется диаметром долота:

5. Направляющая труба должна пропускать долото 870 мм., принимаем трубы
диаметром 920 мм.
6. Диаметр долота для забуривания скважины

Принимаем диаметр долота 960 мм. 

Конструкция скважин пои ударно-канатном бурении.
    Скважины, которые бурятся станками ударного типа, характеризуются сложными конструкциями: обычно через каждые 25 - 40 м устанавливается  обсадная колонна большого диаметра для крепления стенок скважины от обрушения, поэтому конструкция  скважины ударно-канатного бурения имеет большое количество обсадных колонн (рис 3).
При ударно-канатном бурении используется тампонаж глиной. При планировании    межтрубной цементации колонны рекомендуется подбирать так, чтобы ширина межтрубного пространства была не менее 50 мм.
    Сейчас  возможно применение метода спуска обсадных труб под зашитой тиксотропной рубашки, что повышает выход колонн на 80 -120% ([2], стр.452).
    Трубы используются те же что и для вращательного  бурения (табл. 7).
    

    Рис. З. Конструкция скважины для ударно-канатного бурения
Диаметры  долот для ударно-канатного  бурения
    Таблица 9
Плоское долото
Диаметр, мм Длина, мм Масса, кг
145 650 42
195 750 70
245 850 120
295 900 140
345 1000 180
395 1050 220
445 1100 280
495 1150 340
595 1200 450
695 1300 520
 
Конструкция разведочных скважин.
    При     проектировании    разведочных    скважин    для    уточнения  геологического    разреза    и    опробования    водоносных    горизонтов комплектами испытательных  инструментов следует ориентироваться  на обсадные трубы и инструмент геологоразведочного сортамента. Если  планируется  взятие  керна на протяжении  всего бурения, то используются    твердосплавные    и    алмазные    коронки    следующих диаметров:
46,59,76,93,112,132,151мм.
Обсадные  трубы геологоразведочного сортамента
Таблица 10
Наружный  диаметр, мм Толщина стенки, мм Внутренний  диаметр ниппеля, мм Масса 1 м трубы, кг
73 5 63 6,4
89 5 79 8,4
108 5 98 10,9
127 5 117 13,6
146 5 136 15,7
 
    Конечные  диаметры скважин следует  принимать  предельно допустимыми, определяемыми выходом керна и условиями опробования.
    Для мягких пород минимальный диаметр  бурения 93 мм, для средних 59 мм, для  твёрдых 46 мм.
    Если  планируется исследовать пласты, то надо увязать конечный диаметр  скважины с диаметрами специальных  устройств (испытателей пластов).
    Для этих целей выпускаются следующие  комплекты испытателей пластов:
КИИ-146 - для скважин диаметром от 190 до 255 мм,
КИИ-95 - для скважин диаметром от 118 до 161 мм,
КИИ-65 - для скважин диаметром от 75 до 112 мм.
    Если  применяется опережающий способ опробования, то следует применять породоразрушающий инструмент диаметром не менее 76 мм, так как диаметр фильтра опробователя 65 мм.
    Если  скважина проектируется как разведочно-эксплуатационная, то следует увязать диаметры бурения и обсадных труб с возможностью установки насосного оборудования соответствующего предполагаемому дебиту, а также с возможностью установки фильтра. 

Пример 4.
    Предположительный геологический разрез по скважине:
0-20м  глины,
20- 80 м песчаники плотные,
80 - 130 м глины плотные,
130- 160 м известняки трещиноватые  обводнённые.
    Задача  - опробовать трещиноватые известняки с помощью комплекта КИИ-65 и уточнить геологический разрез. Скважина проектируется как разведочная и в дальнейшем в эксплуатацию не сдаётся.
    Для уточнения геологического разреза проектируем  колонковое бурение. Минимальный диаметр  бурения для получения  полноценного керна  в мягких породах - 93 мм. Этот диаметр  и принимаем после  направляющей трубы  до известняков трещиноватых. 
 
 
 


Рис. 4. Конструкция скважины при бурении с обратной промывкой       
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.