Как рассчитать производительность скважины на воду

Вода из водоносного горизонта поступает в обсадную трубу скважины, оттуда она и выкачивается при помощи насоса. Невозможно получить жидкости больше, чем ее способен отдать водоносный слой. Всегда существует некоторый предел, который удается получить из источника за час.

Производительность скважины на воду или ее дебит – это количество жидкости, выделяемое в единицу времени. Обычно эта величина измеряется в кубометрах. С высокой точностью ее значение определить довольно сложно. Для этого требуются специальное оборудование и соответствующие навыки. Обычно буровые компании определяют дебит с определенной степенью приближенности. Это необходимо, чтобы внести значение величины в паспорт.

Интенсивность насыщения водоносных слоев зависит от времени года и климатических особенностей. Поэтому при одной и той же технологии измерения эта величина может меняться.

Динамический и статический уровни

Час спустя после простоя скважины измеряют статический уровень воды. Его суть состоит в том, что пластовое давление жидкости внутри водоносного горизонта и давление водного столба уравновешивают друг друга. При этом появляется равновесие, препятствующее поднятию влаги.

Динамический уровень определяется в период откачивания, когда приток жидкости совпадает с ее оттоком. В процессе откачки водяной столб снижается, но на определенном уровне его падение прекратится. Эта величина может изменяться в зависимости от производительности насосного оборудования. Динамический уровень устанавливается, когда дебит скважины на воду совпадает с производительностью работающего насоса.

Знать эту величину необходимо, чтобы правильно подобрать и установить оборудование. Она также вносится в паспорт скважины. Оба уровня измеряются в метрах от земной поверхности. Чем выше водяной столб, тем эти показатели меньше.

Расчет производительности

Расчет дебита скважины осуществляют приблизительно спустя сутки после завершения бурения. Для этого уровень воды должен стать максимальным. Для вычислений потребуются следующие данные:

• глубина скважины;
• значение статического и динамического уровней;
• расположение фильтровой зоны;
• интенсивность водозабора.

Для определения дебита используют формулу:

Dt = V*H_в/(H_дин-H_стат), где

H_дин, H_стат — статический и динамический уровни воды;

V — скорость откачки,

H_в— высота столба.

Этот расчет содержит определенную неточность. В соответствии с ним производительность оборудования и падение водяного столба должны происходить строго пропорционально. На самом деле при возрастании мощности насоса наблюдается значительное падение уровня воды.

Для точности вычислений измерения повторяют. Окончательный дебит определяют по формуле:

D_у = (V₂-V₁)/(h₂-h₁), где

D_у –удельное значение дебита;

V₂-скорость водозабора при повторном измерении;

V₁-интенсивность водозабора при первичном измерении;

h₂,h

1 – разность между динамическим и статическим уровнями при различных исследованиях.

Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка. Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

• импульсивный;
• вибрационный;
• пневмоимпульсный;
• электрогидравлический удар;
• промывку фильтров.

В процессе применения перечисленных способов происходит уменьшение вязкости жидкости, увеличение трещиноватости породы, очищение пор водонесущих пластов. Для малопроницаемых твердых пород предпочитают механические способы. Физические методы больше подходят для улучшения удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

Производительность скважины на воду

Что такое производительность скважины на воду. Вода поступает из водного горизонта в обсадную трубу пробуренной скважины, далее она поднимается до потребителя с помощью насоса. Не получиться получить на выходе воды больше, чем есть в водоносном слое. Поэтому в каждой скважине есть предел получения воды из скважины за определенный промежуток времени. Дебит и производительность скважины на воду может меняться в зависимости от времени года и климатических условий

Как определяют производительность скважины

Мощность водяной скважины или дебит – это количество воды проходимое через ствол скважины за определенное время. Производительность скважины измеряют в кубометрах. Определить ее точно, помогут специалисты со специальным оборудованием.  Буровые компании определяют дебит исходя из своего опыта с примерным приближением. Данные о дебите вносят в паспорт скважины.

Дебит может меняться в зависимости от времени года и климатических условий. Поэтому эта величина будет разной даже при одинаковой технике измерения.

Что такое динамический и статический уровни для скважин

Статический уровень показывает насколько давление жидкости в водном горизонте и давление водного столба уравновешивают друг друга.

Динамический уровень определяют при откачке воды. Когда приток воды совпадает с ее оттоком, то водяной столб будет снижаться и падение остановиться.  Этот показатель будет зависим от мощности насоса.

Обе величины измеряются в метрах от земли и чем выше водяной столб, то и эти показатели будут меньше.  Эти характеристики также указаны в паспорте на сквжину.

Как рассчитать производительность скважины

Производительность определяется, как правило, после суток бурения.  Уровень прибываемой воды должен быть наибольшим.

Для расчет используют следующие переменные:

1. Глубина скважины;
2. Значение статического и динамического уровней;
3. Расположение фильтровой зоны;
4. Интенсивность водозабора.

Для определения дебита используют формулу:

Dt = V*Hв/(Hдин-Hстат), где

Hдин, Hстат — статический и динамический уровни воды;

V — скорость откачки,

Hв- высота столба.

На практике при увеличении  мощности насоса бывает значительное падение уровня воды.

Для точности вычислений измерения повторяют. Окончательный дебит определяют по формуле:

Dу = (V2-V1)/(h3-h2), где

Dу –удельное значение дебита;

V2-скорость водозабора при повторном измерении;

V1-интенсивность водозабора при первичном измерении;

h3,h2 – разность между динамическим и статическим уровнями при различных исследованиях.

 Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка.

Улучшить дебит скважины можно после окончания ее бурения. В скважину устанавливают насос и периодическим его включением и отключением извлекают из скважины мусор и части бурового раствора.

Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

• импульсивный;
• вибрационный;
• пневмоимпульсный;
• электрогидравлический удар;
• промывку фильтров.

В результате улучшаются следующие характеристики скважины:

• Чистота пор водонесущих пластов
• уменьшение вязкости жидкости
• увеличение трещиноватости породы

Если порода твердая и малопроницаемая, то для очистки используют механические методы. Они отлично подходят для удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

 

Производительность скважины на воду и расчеты для ее увеличения

Практически у каждого дачника есть необходимость в обустройстве скважины на своем участке. Скважина представляет собой гидротехническое устройство со своими техническими характеристиками и особенностями. К ним относятся: глубина, диаметр, производительность скважины, ее тип. Функциональность и эффективность скважины напрямую зависит от дебита. Производительность скважины и высокую точность количества воды определить довольно сложно. Необходимо обязательно специальное оборудование, квалифицированные сотрудники с большим опытом работы в сфере бурения скважин.

Производительность скважины: понятие дебита

Глубина и производительность являются одними из самых главных показателей, которые напрямую влияют на скважину. Условно скважины можно разделить на артезианские и песчаные. Здесь важна их глубина в первую очередь. Артезианские скважины более глубокие. Они прекрасно подходят для промышленных целей, в качестве централизованного водопровода на участке. Особое внимание следует обратить на производительность скважины, которая называется дебитом. Под ним понимают максимальный объем воды, который можно получить за одну минуту. Измерение происходит в литрах. От предварительного расчета производительности скважины зависит эффективность работы, эксплуатация скважины.

Например, артезианская скважина способна производить до 50 л. в минуту. Это наибольший дебит. Такого количества будет достаточно для среднего промышленного предприятия, дачного поселка. Если скважина неглубокая, то объем производительности может достигать не более 20 литров в минуту. Срок службы у артезианской скважины в среднем может достигать до 40-55 лет. В зависимости от геологических особенностей срок эксплуатации может быть сокращен до 20 лет и менее.

Как происходит накопление воды?

Изначально вода поступает в трубу. Она называется обсадной. После этого происходит процесс накопления. Если закачка воды происходит в интенсивном режиме, она может закончиться. Потребуется некоторое время для восстановления откачки воды. О низкой производительности говорит быстрый расход воды из водяного столба. Если снижение водяного столба происходит довольно медленно, то это говорит о хорошем высоком дебите. Большую роль играет производительность насоса скважины.

Технический паспорт и обязательные данные расчета

Производительность скважины на воду измеряется только в кубометрах. Для ее определения необходимо специальное оборудование. Замеры должны делать только квалифицированные специалисты, которые могут с точностью привести расчеты воды. Полученные данные о произведенных замерах заносятся в технический паспорт скважины. В нем указываются все необходимые особенности, а именно:

1. Уровень скважины.
2. Производительность.
3. Зональное расположение.
4. Диаметр скважины.
5. Глубина ствола.
6. Фильтровая зона.
7. Характеристики обсадной трубы.
8. Параметры грунта с учетом разреза.

Произвести расчеты можно не ранее, чем через 24 ч. после того, как закончились буровые работы и обустройство скважины.

Какие бывают уровни?

Нужно быть готовым к тому, что производительность скважины может регулярно меняться. Это зависит от климатических условий. Если производить замеры, то численные данные будут отличаться, даже при идентичной технике измерения. Измерение уровней происходит только в метрах. Расчетные значения необходимы для правильного подбора и установки оборудования. Различают следующие уровни:

1. Статистический. Уровень статистический измеряется спустя 1 час после простоя скважины. Пластовое давление и жидкость водоносного горизонта уравновешивают друг друга. Это позволяет препятствовать возникновению влаги.
2. Динамический. Он определяется только при работе насосного оборудования и откачке воды. Водяной столб может снизиться, и падение остановится при условии совпадения притока воды с ее оттоком. Динамический уровень напрямую зависит от мощности насоса.

Выделяют несколько типов скважин, у которых разлитые параметры производительности:

1. Артезианская.
2. Скважина на песок.
3. Абиссинский колодец.

Как увеличить производительность: основные методы

Со временем производительность скважины может пойти на спад. Однако ее можно увеличить. Это делается посредством нескольких методов:

1. Чистка фильтра и трубы.
2. Проверка работы насоса.
3. Электрогидравлический удар.
4. Импульсный, вибрационный и пневмоимпульсный метод.

Любой из методов позволяет восстановить производительность скважины. Для твердых пород специалисты рекомендуют применять особый механический способ. Ели необходимо убрать мелкие частицы можно применять физические способы. Спад производительности может произойти из-за скопления водных масс. Причиной может стать неквалифицированность сотрудников и ошибки, которые могли быть допущены при расчете производительности. Если расчеты были неправильные, то единственным выходом из сложившейся ситуации станет бурение новой скважины на воду. Поднять производительность можно после окончания буровых работ. Ограничений для этого нет.

Необходимо установить насос на определенную глубину. Далее следует чередовать его включение и выключение. Данный метод может помочь избавиться от разрушенного известняка. Также можно извлечь остатки бурового раствора из водоносного слоя.

Параметры скважины. Главные характеристики скважины на воду

На чтение 4 мин. Опубликовано Июль 8, 2019

Источником автономного водоснабжения в частном или загородном доме чаще всего является скважина. Она должна отвечать многим параметрам, от которых зависит выбор последующего оборудования, срок службы и производительность. Параметры скважины – это ее глубина, внутренний диаметр обсадных труб, дебит воды источника, статический и динамический уровень жидкости, производительность.

Глубина скважины

Скважины подразделяются на типы, каждый из которых разной глубины:

• артезианская – 25 – 450 м, зависит от глубины известнякового слоя;
• скважина на песок – 10 – 55 м;
• абиссинский источник – 10 – 25 м.

Глубина один из основных параметров скважины на воду, но на нее влияют геологические условия почвы. Абиссинская скважина и источник на песок бурятся не везде, – артезианские бассейны есть на территории всей страны, но водоупорные слои находятся на разных глубинах, что может повлиять на цену бурения.

Внутренний диаметр обсадных труб

В параметры скважины так же включают диаметр обсадных труб, которые нужны для блокировки верхних и грунтовых вод. Для артезианских колодцев используются обсадки. Оптимальным вариантом для источника является диаметр трубы 133 мм, длина доходит до первого водоносного слоя. Последующие трубы идут вглубь, каждая из них в диаметре меньше предыдущей. Вторая будет диаметром 125 мм, непосредственно в нее устанавливают насос.

Выбирая трубы для обсадки, надо узнать параметры для скважины: структура грунта, диаметр и глубина, оборудование, глубину водоносного слоя и грунтовых вод.

Дебит воды в скважине

Дебит воды относится к основным параметрам скважины, так как от него зависит выбор насосного оборудования. Дебит определяется количеством жидкости, которое выдает источник за единицу времени. Для того чтобы узнать этот показатель, определяется статистический и динамический уровень воды.

Статистический уровень – это отметка нахождения жидкости в неэксплуатируемом состоянии. Он измеряется от зеркала воды до поверхности земли при выключенном насосе. Измерение можно проводить спустя 2 часа после бурения.

Динамический уровень жидкости – это отметка ее уровня при непрерывной работе насоса. Динамический уровень ниже статистического на метр, в артезианских колодцах точка остается на одной отметке. Разница между ними и является дебитом воды. Если вода со статического уровня опускается быстро, это означает, что дебит низкий и, возможно, дно заилено, если медленно или не опускается вообще, то дебит высокий.

Производительность

Производительность является одним из более важных для пользователя параметров скважины, ведь он отвечает за обеспечение необходимым количеством жидкости. На него влияют вышеперечисленные характеристики. Наиболее глубокие из источников, артезианские – наиболее мощные (5 литров в минуту, чего вполне хватит для водоснабжения 3 – 5 семей). На них влияет низкое гидравлическое сопротивление воды во время прохождения через пористый слой известняка.

Другие виды скважин меньшей производительности:

• на песок – 10 – 20 литров в минуту. Этого вполне хватит для водообеспечения одной семьи. Производительность зависит также от водозабора, чем он больше, тем больше выше она становится.
• абиссинский колодец – 10 – 25 литров в минуту.

Количество воды в минуту зависит от геологических условий почвы. В случае если почва не отвечает этим условиям, производительность может быть менее десяти литров или пропасть вообще, если дно заилится. Данную характеристику надо узнать до бурения.

Остальные параметры скважины на воду

К остальным параметрам относятся:

1. Срок службы. Разные источники имеют особый срок службы: артезианский – от 50 лет; на песок – 5 – 15 лет; абиссинский – 5 – 35 лет, в зависимости от зоны его расположения.
2. Качество и чистота жидкости.

Артезианский источник чистый, не содержит органических загрязнений, но может быть перенасыщение какими-либо отдельными минералами, это также зависит от местности. Абиссинский практически не отличается от артезианского, он не перенасыщен минералами, его употребляют в питье. Вода из водопесчанного колодца тоже хороша, песок – отличный фильтр, но она может содержать большое количество железа. Нужно использовать фильтр.

Все важные параметры скважины должны быть указаны в паспорте на нее, так же как и параметры оборудования. Их знание дает возможность максимально и долго использовать скважину.

какая бывает и от чего зависит?

Ленинградская область расположена у побережья Финского залива, на стыке двух тектонических плит. Здесь преобладают низменности, а почвы на территории региона бедные: дерново-подзолистые, болотистые и подзолистые. Относительно тонкий слой осадочных пород обусловил неглубокое залегание водоносных слоев. Норма залегания известняка на территории Ленинградской области – примерно 30-80 м, но иногда достигает 130 м. Глубина бурения скважины на песок составляет не более 10- 25 м, но при этом в верхних водоносных слоях высоко содержание сероводорода.

Компания TRUBAVOZ специализируется на бурении скважин и пользуется актуальными картами глубин. Специалисты тщательно изучили геологический разрез Карельского перешейка и гарантируют точное определение мест залегания воды. Производительность скважин на воду зависит от расположения участка и типа выбранной скважины.

Производительность скважин разных видов

Местные гидрогеологические условия благоприятны для проведения работ, а дебит скважин достаточно высок: около 1 куб. м/час – для песчаных, примерно 2,5 куб. м/час – для известняковых. Равнинный рельеф упрощает выбор мест бурения. Лишь на болотистых территориях поблизости от рек могут возникнуть затруднения, и цена работ возрастет. Эксплуатация песчаных скважин без фильтров допустима только в технических целях. Бурение осуществляется практически в любой сезон, но при температуре не ниже –15 ⁰C.

Обустройство песчаных скважин в Ленинградской области нецелесообразно: ввиду малой глубины (до 25 м) они сильно загрязнены. В регионе действует свыше 1090 промышленных предприятий, влияющих на экологическую ситуацию. Происходит смешивание подземных и поверхностных вод. Поэтому оптимальное решение для обеспечения жилого дома или дачного участка водой – скважина на известняк глубиной 30 – 180 м, дебит которой достигает 2,5 – 4 куб. м/час.

Особенности бурения

Северо-западное расположение региона, преобладающие дерново-подзолистые почвы и обширная водная сеть, в которую входят реки Нева и Волхов, влияют на качество воды и производительность скважин. Близкое расположение относительно крупных водоемов, включая Ладожское и Онежское озера, повышает риск самоизлива, при котором вода под большим напором выходит на поверхность. Дебит (производительность) таких скважин высока – до 6 – 10 куб. м/ч, что позволяет обойтись без погружного насоса. Однако в зимний период уровень жидкости оказывается выше глубины промерзания грунта. Из-за этого могут обледенеть и лопнуть трубы, идущие к дому.

Для круглогодичной эксплуатации самоизливной скважины монтируют кессон, предварительно откачав воду. После этого обсадную трубу обрезают, устанавливая на нее оголовок. В него вваривают штуцер с вентилем, а к кессону подводят подающую трубу. Также рекомендована установка всасывающих насосов внутри кессона и в доме. Все это позволит контролировать производительность скважины и эксплуатировать ее безопасно.

 

Читайте также:

Все статьи

Расчеты для увеличения производительности скважины

Производительность скважины – это один из ключевых параметров, определяющих полезность объекта и потенциальные возможности разработки всего месторождения. 

Этот термин обозначает количество сырья, извлекаемого из нефтяной или газовой скважины за определенный отрезок времени, и этот показатель зависит от нескольких аспектов, которые следует учитывать при бурении и разработке. На производительность влияет степень гидропроводности пластов, вязкость нефтяного продукта, разница между давлением пластов и в забое. Расчет производительности осуществляется с применением специальных формул, а увеличение параметров возможно несколькими способами.

Производительность нефтяной скважины – что это такое?

Производительностью скважины считается объем нефтепродуктов, которые можно получить в ходе разработки за определенное время, которое может исчисляться в часах, месяцах или определяться в течение года.

При этом большое значение имеет определение вязкости продукта, разница давлений, измеряемых для конкретных пластов, откуда добывается нефть, и призабойной зоны, под которой понимается тот пласт, который находится в области фильтра и примыкает к этой зоне для роста проницаемости и увеличения степени сообщаемости с самой скважиной. В случае, когда производительность снижается или оказывается изначально не слишком высокой при разработке, ее можно повысить, для чего применяются как традиционные, так и современные способы.

Методы увеличения производительности скважин

Всего существует три разновидности методов увеличения производительности скважин посредством влияния на призабойную зону:

• Химические способы. Их обычно используют, если проницаемость стала хуже по причине отложения растворимых в реагентах веществ. В качестве примера можно привести соляно-кислотную призабойную обработку, метод СКО.
• Механические способы. Их используют в твердой породе с низкой степенью проницаемости, основной вид работы – гидроразрыв пласта.
• Тепловые способы применяются в случае отложения смол, парафина, асфальтовых компонентов или в случае фильтрации нефтепродукта высокой вязкости. В этом случае проводится прогрев призабойной зоны.

Помимо того, методы увеличения производительности могут быть комплексными: сочетание гидроразрыва с СКО, тепловой с кислотной обработкой. Выбор способа делается, исходя из условий конкретной скважины.

Обработка при помощи кислоты необходима для очистки при забойной области и компрессионных труб от отложений солей, парафиновых элементов, коррозионных продуктов, когда проводится запуск оборудования. При влиянии кислотных составов в породах появляются специфичные пустоты, из-за чего растет их проницаемость, что необходимо и для увеличения производительности скважины.

Для очистки забойных зон открытого типа и скважинных стенок применяются кислотные ванны, которые устраняют корку глины, цементных составов, смол, коррозийных продуктов и других наслоений. При использовании важно рассчитать объем раствора, который не должен превысить стволовой объем на рассчитанный отрезок колонны. Раствор должен быть выдержан внутри на протяжении 18-24 часов, после этого его удаляют из скважины при помощи промывочного процесса обратного типа, применяя воду.

Обычная обработка проводится для поднятия пластовой проницаемости, а работы под давлением выполняются для продавливания составов в затрудненные для проницания участки пласта, для чего используются пакеры.

Обработка нефтяных скважин пенокислотными методами используется, если пласт имеет увеличенную толщину и низкое давление; при этом в призабойную область вводится кислотный состав и пена ПАВ, для работы применяется специальный агрегат подачи кислоты, аэратор и компрессорное оборудование. Данный метод предпочтителен тем, что активные кислотные компоненты быстрее попадают в пласты, охват воздействия существенно увеличен за счет малой плотности пены, а наличие сжатого воздуха позволяет улучшить нефтяной приток в скважине и повысить показатели освоения.

Постепенная обработка пластовых слоев, если пласт имеет большую толщину, применяется для его наибольшего охвата. Особенно актуален способ при выводе скважины из процесса бурения или на первом этапе разработки.

Еще один комплекс методов – термохимические виды обработки, когда применяется соляная кислота вкупе с магнием, который содержится в головке-наконечнике, спускаемой в компрессионную трубу на требуемый отрезок. Метод подходит для очистки от парафинов, смолы и асфальтовых выделений.

Также для увеличения производительности нефтяных скважин используется термокислотный способ, в первой части которого делается термохимическая обработка, а затем меняется на обычное СКУ. Наконечник с магниевым содержимым опускается на нужный отрезок, после чего закачивается нефтепродукт и кислота. Для работы обычно используется 15-процентный раствор соляной кислоты, поскольку он оптимально подходит для подобной обработки.

Расчет производительности скважины

Данный показатель измеряется с заданной периодичностью посредством подключений нефтяных скважин к специальному оборудованию. Мерник может работать как с одним, так и несколькими объектами, и при групповом исследовании полученные пробы перемешиваются и подаются в общий коллектор. Клапанная система, которая представляет собой манифольд для распределения, позволяет, напротив, получить пробу конкретной скважины, не мешая при этом функционированию остальных.

При отображении производительности скважины следует учитывать несколько параметров: среднеарифметический результат за выбранный отрезок времени, изначальный экстремальный показатель и характеристику трансформации данного значения за определенный временной отрезок. Также для расчета производительности желательно знать дебит скважины по нефтепродуктам и показателям давления.

Чтобы держать производительность под контролем и правильно учитывать количество добываемых нефтепродуктов, а также уточнить показатели деятельности отдельных бригад, требуется правильно рассчитывать дебит и отслеживать изменения. Грамотный расчет производительности скважин сказывается на положительном развитии всей энергетической отрасли и позволяет уточнить стратегию разработки как отдельных месторождений, так и в целом полезных ископаемых.

Для расчетов нефтегазовой производительности используются специальные формулы. Так, чтобы рассчитать производительность газовой скважины, применяется классическая формула Дюпуи:

Согласно этой формуле, k – показатель проницаемости, р – степень пластовой продуктивности, Рпл – средний уровень давления, Рзаб – показатели давления в забое, μP0 – коэффициент нефтяной вязкости.

Чтобы рассчитать дебит для нефтяной скважины, у которой не установлен режим притока, применяют следующую формулу:

Здесь, помимо других данных, используется коэффициент нефтяного объема (B0), радиус скважины (rw) и степень пересчета (α).

Для расчета производительности скважины, которая имеет псевдоустановленный режим притока, применяют формулу следующего вида:

В вычислениях появляется skin фактор (S).

Наконец, для вычисления производительности для скважин с нормальным уровнем притока используют формулу:

Нетрудно заметить, что основным отличием является изменение показателя с 0,75 на 0,5.

В случае, если расчеты показывают нехватку производительности по конкретной скважине, данный результат можно увеличить, для чего применяются различные методы (выбор конкретного способа осуществляется, исходя из показателей дебита, геологических данных, перспектив развития месторождения, технических возможностей и ряда иных факторов). Так, одним из наиболее популярных методов является пластовый гидроразрыв, который используется при необходимости воздействия на призабойную область (впервые способ был применен в США).

Действия, нацеленные на рост производительности, осуществляются так, чтобы колонны НКТ оставались неразрушенными и не были деформированы, как и кольца, окружающие сверху и снизу продуктивный пласт. После этих мероприятий измерение проводится заново, чтобы оценить их эффективность.

Читайте также:

Что такое дебит скважины и как определить его.

Комплексная характеристика, позволяющая оценить возможность выработки поставлять воду в заданном режиме пользования, называется дебит скважины. Нахождение параметра необходимо для выбора эксплуатационного насоса. Снижение величины показателя говорит о проблемах с водозабором.

Скважина – бесплатный источник чистой воды.

Определения дебита

Расходную характеристику источника узнают, основываясь на габаритах выработки и расстоянии зеркала в ней от земной поверхности, которое меняется в зависимости от времени года, погоды, технического состояния скважины. Рассчитывают дебит, воспользовавшись формулой Дюпюи для нефтяных и газовых стволов или упрощенным методом, точности которого достаточно, чтобы определить производительность помпы. При вычислениях расхода находят дебеты удельный и реальный.

Динамика, статика и высота столба воды

Для выполнения расчетов по расходным показателям выработки потребуются исходные данные. К ним относятся: урез жидкости в стволе статический и динамический, высота водного столба. Чтобы узнать характеристики, нужно произвести замеры с помощью шнура, грузика, рулетки.

Последовательность операций:

1. Статический уровень (Нст) узнают спустя 2 часа после завершения работы откачивающего насоса. Эта характеристика, как и динамический урез, показывает расстояние от поверхности земли до зеркала воды в стволе. Шнур с привязанной гайкой опускают до дна, отмечают на нем устье выработки и вытаскивают. Измерение сухого отрезка укажет на величину Нст.
2. Динамический урез (Ндн) определяется при включенном насосе, от производительности которого и зависит. Помпу опускают в скважину по мере падения в стволе уровня воды до тех пор, пока урез не стабилизируется. После откачки выполняют измерение зеркала с помощью шнура. Для большей точности замеры повторяют с насосом другой мощности.
3. Высота столба (Нв) определяется арифметически: из длины скважины вычитают величину статического уреза.

Расположение уровней в скважине и их высота.

По разнице уровней судят о дебите выработки: чем меньше разрыв, тем больше водоотдача скважины. Высокопроизводительный водозабор характеризуется дистанцией 1 м, у артезианских источников статический и динамический уровни совпадают.

Определение производительности насоса

При расчете дебита понадобится еще один показатель, участвующий в расчетной формуле,- производительность (Р) откачивающего насоса для скважины. Узнают величину из паспорта помпы или маркировки, нанесенной на шильдике – закрепленной на корпусе прибора металлической бирке.

Если информацию обнаружить не удалось, пользуются расходомером, счетчиком или определяют расход при помощи мерного сосуда и секундомера.

Расчет производительности скважины.

Порядок проведения измерений:

• взять канистру установленной емкости, например, 20 л;
• запустить насос на воде, находящейся в скважине;
• направить струю из шланга в емкость и отметить время секундомером;
• определить период наполнения канистры по отметке хронометра.

Если помпа закачала контейнер за 50 секунд, то ее производительность составляет 20/50=0,4 л/с. Тогда часовой расход в кубометрах получится 0,4*3600/1000=1,44 м³/ч.

Упрощенный расчет

Для определения дебита подземной выработки пользуются формулой Д=Р/(Ндн-Нст)*Нв. Значения показателей расшифрованы выше.

В качестве примера рассматривается ситуация, характеризующаяся обстоятельствами:

• глубина скважины – 30 м, столб воды в ней Нв=10 м;
• статический уровень Нст=20;
• динамический урез Ндн=23 м;
• производительность откачивающего насоса может посчитаться согласно предыдущему примеру: Р=1,44 м³/ч.

В формулу подставляются значения показателей. Д=1,44/(23-20)*10=4,8 м³/ч. Точность представленного расчета обеспечивает возможность выбора подходящего для скважины насоса.

Удельный дебит

Когда на скважину ставят насос мощнее, динамический уровень падает, а с увеличением его абсолютного значения фактический дебит снижается. Более объективную оценку водозабору дает удельный расход, который характеризуется объемом откачанной воды при понижении уровня на 1 м ствола. Для вычисления показателя проводят повторное определение динамического уровня при иной производительности насоса.

Формула удельного дебита имеет вид Дуд=(Р2-Р1)/(h3-h2), где:

• Р1, Р2 – интенсивность первой и второй откачек, м³/ч;
• (h3-h2) – разница снижений уреза воды после каждой из процедур.

В продолжение предыдущего примера: насос 2 имеет ресурс 2,5 м³/ч. Динамический уровень с 23 возрос до 26 м. В таких условиях удельный дебит Дуд=(2,5-1,44)/(26-23)=0,38 м³/ч – на эту величину увеличится отдача скважины, если Ндн возрастет на 1 м.

При среднем дебите водозаборных выработок на дачных участках 2,0 м³/ч, увеличение расхода на 0,38 вызовет понижение зеркала на 1 м. Исходя из этого, скважинный насос опускают ниже динамического уровня не меньше чем на 100 см.

Реальный дебит

Расчет на основе удельного расходного показателя дает результат, приближенный к реальному дебиту. При вычислениях учитывается расстояние от устья скважины до начала зоны фильтрации (Нф). С учетом заданных параметров вымышленной выработки принимается, что Нф=28 м. Объективная водоотдача рассчитывается из выражения Др=Дуд*(Нф-Нст). Для рассматриваемых условий Др=0,38*(28-20)=3,04 м³/ч.

Упрощенный расчет показал результат Д=4,8. Реальный дебит оказался ниже вычисленного первым способом расхода на 37%. При выборе насоса для скважины его производительность принимают меньшей на 20%: <2,4 м³/ч или до 58 м³/сутки.

Снижение дебита

В процессе эксплуатации выработки расходные характеристики источника постепенно снижаются. Причины ослабевания подпора подземных вод бывают естественного и технического характера.

Их несколько:

1. Засорение фильтра. Периодическая очистка от известковых наслоений и песка, замена элементов конструкции обеспечивают восстановление дебита в прежнем объеме.
2. Износ деталей скважинного насоса. Профилактические ремонты продлевают срок его службы.
3. Сезонность. Подземные воды реагируют на морозную зиму и засушливое лето. Изменения водоотдачи незначительные и непродолжительные.
4. Выработка запасов водоносного горизонта.

Снижение дебита.

В последнем случае продлить существование источника помогает оборудование устья скважины герметичным оголовком. Таким образом убирается противодавление атмосферы, которое равно 10 м водного столба. В результате статический и динамический уровни повысятся, дебит выработки увеличится.