ГЕОМЕХАНИКА

Ошибки в проектах скважин по условиям опробования и эксплуатации

Одна из наиболее распространенных ошибок, встречающихся в проектах опробования и эксплуатации скважин, заключается в рекомендации применения несоответствующих водоподъемников. Встречаются также заключения, обосновывающие возможную производительность скважины, но не учитывающие при этом особенностей ее конструкции и технической характеристики водоподъемного оборудования.

Например, неправильно предусматривать в проекте опробование скважины воздушным водоподъемником, когда столб воды в ней незначителен и динамический уровень будет находиться глубоко от поверхности. Если скважина имеет глубину 100 м, статический уровень находится на глубине 65 м, удельный дебит предположительно составляет около 3 м³/ч, а расчетная производительность скважины 40 м³/ч, то динамический уровень будет находиться на глубине около 80 м. Коэффициент погружения воздушным водоподъемником в таких условиях (при спуске воздухопроводной трубы на максимально возможную глубину — 95 м) составит всего лишь 1,18 и практически установка не будет работать. Предельно допустим коэффициент погружения 1,4, который обеспечивает работу при весьма невыгодных параметрах, поэтому такой подъемник не пригоден для опробования скважины в указанных условиях.

В проектах скважин и в заключениях-паспортах по пробуренным скважинам встречаются и другие ошибки. Например, была пробурена и опробована подъемником водообильная скважина — удельный дебит оказался равным 15 м³/ч, статический уровень на глубине около 10 м. При откачке этим подъемником с двумя понижениями получены дебиты соответственно 100 и 130 м³/ч, а требуемая производительность скважины составляла 150 м³/ч. На основании расчетов по формуле зависимости дебита от понижения в пределах допустимой экстраполяции было заключено, что можно эксплуатировать скважину с производительностью 250 м³/ч при динамическом уровне около 30 м. В данном случае все было правильно, за исключением того, что эксплуатационный диаметр скважины равен всего лишь 255 мм, а этого недостаточно для габаритов любого водоподъемника, имеющего производительность, равную производительности скважины, рассчитанной по формуле.

Вполне очевидно, что в описанном случае эксплуатационный диаметр скважины должен быть не менее 355 мм, исходя из расчета оборудования ее насосом АТН-14.

Во избежание подобных ошибок при проектировании конструкций скважин необходимо задаваться эксплуатационным диаметром применительно к требуемой производительности и соответственно к габаритам стационарного глубинного водоподъемника необходимой производительности.

Исключение из этого правила может допускаться только в тех редких случаях, когда предполагается вскрытие хорошо изученного, водообильного горизонта с очень большой высотой напора. При этом требуемая производительность может быть получена из скважины горизонтальным центробежным насосом, устанавливаемым на поверхности земли. При этом нужно быть полностью уверенными в получении требуемого дебита в пределах практической глубины (5—6 м) всасывания насоса с учетом некоторого запаса.

Нередко в проектах опробования скважин требуют пять, а иногда и больше понижений при откачках. В основе этого лежит в общем правильное положение, заключающееся в том, что чем больше понижений, тем точнее и обоснованнее может быть рассчитана кривая зависимости дебита от понижения и дан более правильный прогноз возможной производительности скважины.

Однако на проведение откачки с большим, количеством понижений требуется затратить значительное количество времени, сил и средств, а главное — большое количество понижений не всегда обусловлено действительной необходимостью. Поэтому при проектировании надо исходить из того, что количество понижений при любых условиях не должно быть более трех. В остальном при определении количества понижений необходимо руководствоваться указаниями главы X, где отмечено, что количество понижений зависит от цели откачки и степени изученности района и водоносного горизонта.

Встречаются в проектах также требования излишней продолжительности откачек (10—15 смен) после осветления воды и достижения стабильности дебита и понижения. Значительная продолжительность откачки при указанных условиях для скважин, вскрывающих напорные и хорошо изученные горизонты, может быть обусловлена только необходимостью очищения воды от бактериальных загрязнений, случайно внесенных извне. Значительную продолжительность откачки можно проектировать также на ее предварительной стадии (так называемая прокачка), проводимой для восстановления водоотдачи горизонта после бурения скважины роторным способом, чтобы очистить ствол от глинистых частиц. Во всех прочих случаях в зависимости от конкретных условий при проектировании продолжительности откачки скважины необходимо руководствоваться указаниями, изложенными ранее.

Еще одна ошибка, встречающаяся в проектах скважин, состоит в рекомендации проведения откачек для их опробования стационарными водоподъемниками — насосами АТН, АП и др. Однако по техническим условиям заводов-изготовителей эти насосы не пригодны для откачки загрязненной воды; при использовании их для подобных целей они быстро выходят из строя. Кроме того, при использовании этих насосов при откачке трудно достичь более чем одно понижение; насосы АТН сложно монтировать.

Поэтому следует рекомендовать опробование скважин воздушными водоподъемниками всегда, когда можно получить коэффициент погружения более 1,5, опробование скважины с производительностью больше расчетной и особенно, когда скважину бурили роторным способом. В остальных случаях следует рекомендовать опробование скважин штанговыми, поршневыми насосами и гидроэлеваторами, особенно тогда, когда уровень воды в скважине низкий, столб воды незначительный, а требуемая производительность не превышает 10 м³/ч.

Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство "Недра", 1968

http://www.geoda.ru/library/drilling/60/

Вернуться в раздел "Статьи"...