Как рассчитать дебит скважины

Основным элементом системы водоснабжения является источник водоснабжения. Для автономных систем в частных домовладениях, на дачах или фермерских хозяйствах в качестве источников используют колодцы или скважины. Принцип водоснабжения прост: водоносный слой наполняет их водой, которая с помощью насоса подается пользователям. При длительной работе насоса, какова бы ни была его мощность, он не может подать воды больше, чем водонос отдает в трубу.

Любой источник имеет предельный объем воды, которую он может отдать потребителю за единицу времени.

Определения дебита

После бурения, проводившая работу организация предоставляет протокол испытания, либо паспорт на скважину, в который вносится все необходимые параметры. Однако, при бурении для домохозяйств, подрядчики часто вносят в паспорт приблизительные значение.

Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.

Однако, абсолютно точно рассчитать продуктивность источника сложно. Расчет показателей требует времени и спецоборудования. Но, полученного результата будет достаточно для понимания возможностей вашего источника.

Динамика, статика и высота столба воды

Прежде чем приступить к измерениям, нужно понять, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, а также высота столба воды в скважинной колонне. Замер данных параметров необходим не только для расчета производительности скважины, но и для правильного выбора насосного агрегата для системы водоснабжения.

Статический уровень – это высота водяного столба при отсутствии водозабора. Зависит от внутрипластового давления и устанавливается во время простоя (как правило не менее часа);
Динамический уровень – установившейся уровень воды во время водозабора, то есть когда приток жидкости равняется оттоку;
Высота столба – разница между глубиной скважины и статическим уровнем.

Динамика и статика измеряется в метрах от земли, а высота столба от дна скважины

Произвести измерение можно с помощью:

Электроуровнемера;
Электрода, замыкающего контакт при взаимодействии с водой;
Обычного грузика, подвязанного к веревке.

Замер с помощью сигнализирующего электрода

Определение производительности насоса

При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:

Посмотреть данные расходомера или счетчика;
Ознакомиться с паспортом на насос и узнать производительность по рабочей точке;
Посчитать приблизительной расход по напору воды.

В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:

Длину трубы (мин 1,5 м.) и ее диаметр;
Высоту от земли до центра трубы;
Длину выброса струи от конца трубы до точки падения на землю.

После получения данных необходимо сопоставить их по диаграмме.

Сопоставьте данные по аналогии с примером

Измерение динамического уровня и дебита скважины нужно производить насосом с производительностью не менее вашего расчетного пикового расхода воды.

Упрощенный расчет

Дебит скважины – это отношение произведения интенсивности водооткачки и высоты водяного столба к разности между динамическим и статическим водными уровнями. Для определения дебита скважины определения используется формула:

Dт =(V/(Hдин-Нст))*Hв , где

Dт –искомый дебит;
V – объем откачиваемой жидкости;
Hдин – динамический уровень;
Hст – статический уровень;
Нв – высота столба воды.

Например, мы имеем скважину глубиной 60 метров; статика которой составляет 40 метров; динамический уровень при работе насоса производительностью 3 куб.м/час установился на отметке 47 метров.

Итого, дебит составит: Dт = (3/(47-40))*20= 8,57 куб.м/час.

Упрощенный метод измерений включает замер динамического уровня при работе насоса с одной производительностью, для частного сектора этого может быть достаточно, но для определения точной картины – нет.

Удельный дебит

С увеличением производительности насоса, динамический уровень, а соответственно и фактический дебит снижается. Поэтому более точно водозабор характеризует коэффициент продуктивности и удельный дебит.

Для вычисления последнего следует произвести не один, а два замера динамического уровня при разных показателях интенсивности водозабора.

Удельный дебит скважины – объем воды, выдаваемой при снижении ее уровня за каждый метр.

Формула определяет его как отношение разности большего и меньшего значений интенсивности водозабора к разности между величинами падения водного столба.

Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где

Dуд – удельный дебит
V2 – объем откачиваемой воды при втором водозаборе
V1 – первичный откачиваемый объем
h2 – снижение уровня воды при втором водозаборе
h1 – снижение уровня при первом водозаборе

Возвращаясь к нашей условной скважине: при водозаборе с интенсивностью 3 куб.м/час, разница между динамикой и статикой составила 7 м.; при повторном замере с производительностью насоса в 6 куб.м/час разница составила 15 м.

Итого, удельный дебит составит: Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час

Реальный дебит

Расчет строится на основании удельного показателя и расстоянии от поверхности земли до верхней точки фильтровальной зоны, учитывая условие, что насосный агрегат не будет погружен ниже. Данный расчет максимально соответствует реальности.

Dт = (Hф-Hст)*Dуд, где

Dт –дебит скважины;
Hф – расстояние до начала фильтровальной зоны (в нашем случае примем за 57 м.);
Hст – статический уровень;
Dуд – удельный дебит.

Итого, реальный дебит составит: Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.

Как видно, в случае с нашей воображаемой скважиной, разница между упрощенным и последующем измерением составила почти 2,2 куб.м/час в сторону уменьшения производительности.

Снижение дебита

В ходе эксплуатации производительность скважины может уменьшаться, основной причиной снижения дебита является засорение, а для его увеличения до прежнего уровня необходимо производить очистку фильтров.

Со временем рабочие колеса центробежного насоса могут износиться, особенно если ваша скважина на песке, в этом случае его производительность станет ниже.

Однако, прочистка может не помочь, если изначально у вас оказалась малодебитная водяная скважина. Причины этого разные: диаметр эксплуатационной трубы недостаточен, она попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.

Что такое дебит скважины и как его определить

Одна из главных задач после того, как бурение скважины закончено – рассчитать её дебит. Некоторые люди не совсем представляют, что такое дебит скважины. В нашей статье мы посмотрим, что это такое и как рассчитывается. Это нужно для того, чтобы понять, сможет ли она обеспечить потребность в воде. Расчет дебита скважины определяется до того, как организация, осуществляющая бурение, выдаст Вам паспорт объекта, поскольку данные посчитанного ими и реального может не всегда совпадать.

Как определить

Всем известно, что главное предназначение скважины – обеспечить владельцев водой высокого качества в достаточном объеме. Это нужно сделать еще до того, как закончились работы по бурению. Затем эти данные нужно сравнить с теми, которые получили при геологической разведке. Геологическая разведка дает информацию о том, есть ли в данном месте водоносная жила и какой она мощности.

Но далеко не все зависит от количества воды, залегающей на участке, ведь многое определяет правильность обустройства непосредственно скважины, как её спроектировали, на какой глубине, насколько качественное оборудование.

Основные данные для определения дебета

Чтобы определить производительность скважины и её соответствие в потребностях воды, поможет правильное определение дебита скважины. Другими словами, хватит ли Вам воды из данной скважины на бытовые нужды.

Рассчитать, какое количество воды требуется, совсем не сложно. Для этого нужно осуществить правильно все замеры. А затем подставить данные в формулы, которые мы приведем ниже в нашей статье.

Динамический и статический уровень

Перед тем, как узнать, какой дебит скважины на воду, нужно получить еще некоторые данные. В данном случае речь идет о динамическом и статическом показателях. Что они собой представляют и каким образом рассчитываются, мы сейчас расскажем.

Немаловажно, что дебит является непостоянной величиной. Он полностью зависит от сезонных изменений, а также некоторых других обстоятельств. Поэтому установить точно его показатели невозможно. Это означает, что нужно использовать приблизительные показатели. Данная работа требуется, чтобы установить хватит ли определённого водного запаса для нормальных бытовых условий.

Статический уровень показывает, какое количество воды есть в скважине без забора. Такой показатель считается путем измерения от поверхности земли до водного зеркала. Его нужно определить тогда, когда вода перестанет подниматься от очередного забора.

Показатели дебита месторождений

Для того, чтобы информация была объективной, нужно подождать до того момента, пока воды наберется до прежнего уровня. Только потом можно продолжать свои исследования. Чтобы информация была объективной, нужно все делать последовательно.

Для того чтобы определить дебит, нам потребуется установить динамический и статический показатели. При том, что для точности потребуется рассчитать несколько раз динамический показатель. Во время расчета нужно осуществлять откачку с разной интенсивностью. В данном случае ошибка будет минимальной.

Как рассчитывают дебит

Чтобы не ломать голову, как увеличить дебит скважины уже после того, как она введена в эксплуатацию, требуется провести расчеты максимально точно. В противном случае Вам в будущем может не хватать воды. А если со временем скважина начнет заиливаться и водоотдача еще снизится, то проблема только усугубиться.

Читать еще: Оформление паспорта на скважину

Если Ваша скважина имеет глубину примерно 80 метров, при том, что зона, в которой начинается забор воды, расположена на отметке 75 метров от поверхности, статический показатель (Hst) будет находиться на глубине 40 метров. Такие данные нам помогут вычислить, какая высота столба воды (Hw): 80 – 40 = 40 м.

Есть способ очень простой, но его данные не всегда правдивые, способ для определения дебита (D). Чтобы его установить, необходимо на протяжении часа откачивать воду, а затем замерить динамический уровень (Hd). Сделать это вполне под силу и самостоятельно, используя следующую формулу: D = V*Hw/Hd – Hst. Интенсивность откачивания м 3 /час обозначены V.

В данном случае, например, Вы откачали за час 3 м 3 воды, уровень снизился на 12 м, то динамический уровень составил 40 + 12 =52 м. Теперь можно перенести наши данные под формулу и получим дебит, который составляет 10 м 3 /час.

Практически всегда для расчета и внесения в паспорт используют именно этот метод. Но он не отличается высокой точностью, поскольку не берут во внимание зависимость между интенсивностью и динамическим показателем. Это означает, что не берут во внимание важный показатель – мощность насосного оборудования. Если будете использовать более или менее мощный насос, то данный показатель будет значительно отличаться.

С помощью веревки с отвесом можно определить уровень воды

Как мы уже говорили, чтобы получить более достоверные расчеты, необходимо несколько раз замерять динамический уровень, используя насосы разной мощности. Только так результат будет самым близким к истине.

Чтобы провести расчеты данным методом, нужно после первого замера подождать, пока уровень воды не установится на прежнем уровне. Затем час откачивайте воду насосом другой мощности, а затем замеряйте динамический показатель.

Например, он составил 64 м, а объем откачанной воды составил 5 м 3 . Данные, которые мы получили во время двух заборов, позволят получить информацию, используя следующую формулу: Du = V2 – V1/ h2 – h1. V – с какой интенсивностью делали откачку, h – насколько упал уровень по сравнению со статическими показателями. У нас они составили 24 и 12 м. Таким образом, мы получили дебит на уровне 0,17 м 3 /час.

Удельный дебит скважины покажет, как изменится реальный дебит, если динамический уровень увеличиться.

Чтобы рассчитать реальный дебет, используем следующую формулу: D = (Hf – Hst)*Du. Hf показывает верхнюю точку, где начинается забор воды (фильтровальная). Мы взяли для этого показателя 75 м. Подставляя значения в формулу, мы получим показатель, который равняется 5,95 м 3 /час. Таким образом, данный показатель практически в два раза меньше того, который записан в паспорте скважины. Он более достоверный, поэтому нужно ориентироваться на него, когда будете определять, хватит ли Вам воды или требуется увеличение.

При наличии данной информации, можно установить средний дебит скважины. Он покажет, какая суточная производительность скважины.

В некоторых случаях обустройство скважины делают до того, как построят дом, поэтому не всегда есть возможность рассчитать, достаточно будет воды или нет.

Чтобы не решать вопрос, как увеличить дебет, нужно требовать, чтобы правильные расчеты делали сразу. Точную информацию нужно вписать и в паспорт. Это нужно для того, если в будущем появятся проблемы, можно было восстановить прежний уровень водозабора.

Самостоятельное определение дебета скважины на воду

Автономный источник питьевой водой – один из важнейших элементов любого загородного дома, без которого комфортное проживание невозможно. После завершения буровых работ на участке важно определить функциональные возможности водозабора. Дебит скважины на воду является основополагающей характеристикой. Она определяет общую производительность водозабора, от которой зависит обеспечение хозяйственных и питьевых нужд проживающих в доме.

Определение

Наряду с диаметром и глубиной, дебит является основным параметром любой водоносной скважины. Им и определяется ее производительность – то есть, объем воды в кубических метрах, который может быть получен за отрезок времени (минуту, час, сутки). Логично, что чем выше будет этот показатель, тем больше пользы она принесет в итоге. От этой характеристики зависит выбор насосного оборудования

Зачем рассчитывать дебит самому?

Для того, чтобы точно убедиться в объеме, который Вы можете получить от автономного источника за определенное время – например, необходимое для полива, или посещения ванной комнаты.
Для правильного подбора насосного оборудования.

Характеристики, применяемые при расчете

Для правильного расчета дебита необходимо определить следующие характеристики скважины:

Статический уровень. Определяется расстоянием от поверхности грунта до зеркала водного пласта. Вычислить его очень просто – достаточно взять длинную веревку, привязать к ней груз и опустить в ствол водозабора. Когда груз коснется воды, отметьте необходимое место на веревке и измерьте получившийся отрезок.
Динамический уровень– это же расстояние, но уже после забора воды. После того, как насосное оборудование будет приведено в действие, выкачает некоторый объем воды из скважины и остановится – при этом определенный уровень воды останется. Расстояние до него измеряют способом аналогичным предыдущему.

Динамический уровень – величина постоянно меняющаяся. Зависит от скорости поступления воды из источника. Идеальным вариантом является равенство двух уровней – это означает, что насос откачивает с такой же скоростью, с какой поступает новая порция. Соответственно, если вода будет пребывать раньше, чем насос успеет ее откачать, дебит скважины выше его производительности, и наоборот.

Проводить измерения необходимо не раньше, чем по истечении одного дня после того, как скважина будет полностью обустроена. Этого времени достаточно, чтобы уровень воды в стволе водозабора стабилизировался. Если провести замеры раньше, будет велика вероятность их несоответствия реальным параметрам.

Как рассчитать?

Для расчета дебита используется простая формула, которой пользуется большинство владельцев скважин:

Здесь V – производительность насоса (сколько кубометров откачено за час), Hв – высота водного столба (разность глубины скважины и статистического уровня воды), Hдин – динамический показатель, Hстат – статистический показатель.

Данный метод позволит узнать лишь приблизительное значение дебита скважины, поскольку прямой зависимости между производительностью насосного оборудования и изменением уровней не существует. Проще говоря, если Вы возьмете другой насос и проведете те же расчеты, результат может оказаться совершенно иным. Для более точных расчетов используются формула Дюпюи.

Узнать производительность насоса можно из технического паспорта, либо по счетчику израсходованного объема воды.

Удельная величина

Для точного определения дебита указанные выше измерения необходимо провести, по меньшей мере, дважды, желательно – разными насосами. Конечно, и в этом случае нельзя гарантировать стопроцентную точность, однако полученный результат окажется более точным.

По прошествии суток, после предыдущего водозабора, когда столб воды стабилизируется и будет равен вычисленному статическому значению, откачайте его другим насосом и замерьте динамический уровень. После чего подставим полученные данные в следующую формулу:

Здесь, V2 и V1 – разность производительностей двух насосов, а H2 – H1 – разность между статическим и динамическим уровнем при первом и втором заборе. Таким образом, мы получаем удельный дебит водозабора – показатель, на который реальный или средний дебит превышается по мере увеличения динамического уровня.

Средняя величина

После определения удельного показателя, мы выходим на финишную черту и можем рассчитать средний дебит – фактическое значение производительности скважины. Высчитывается он следующим образом:

Hф – уровень, на котором располагается фильтр насоса, Hстат – статистический уровень воды, Dуд – удельный дебит.

В зависимости от полученного значения, можно выделить три вида водяных скважин:

Малой производительности (суточный дебит – не более 20 м 3 );
Средней (от 20 м 3 );
Высокой (от 85 м 3 ).

Как выбрать насосное оборудование?

Теперь осталось определить, какой производительности насос окажется для Вас наиболее оптимальным. Вычислить этот параметр несложно – надо подсчитать количество всех водоразборных точек в здании, после чего умножить полученное число на объем воды, который выдает одна точка в течение часа.

Не трудитесь бежать за тарой – это значение составляет 0,5 м 3 . В итоге получаем необходимую нам производительность насоса.

Проводить подобные замеры необходимо несколько раз в год – для того, чтобы убедиться, что вода по-прежнему поступает в скважину в нужных количествах. Для этого понадобится лишь мерная посуда, кран и секундомер. Засекается время, которое потребуется для заполнения посуды – если при следующем замере время будет совпадать, значит, опасаться нечего, и источник работает в полную силу.

Причины снижения

Если при замерах выясняется, что для заполнения сосуда того же объема начало уходить больше времени, стоит задуматься. Вероятнее всего, причина снижения дебита кроется:

в неисправности насосного оборудования;
в загрязнения фильтрационной системы;
заиливании ствола скважины.

В таком случае достаточно обратиться за помощью к специалистам, которые проведут очистку фильтра насоса, при необходимости – поменяют изношенные или вышедшие из строя элементы.

Читать еще: Как рассчитать дебит скважины?

Если же данные меры не помогают, причина кроется в самой скважине – а точнее, в ее неправильном обустройстве, использовании некачественных или неподходящих материалов, некачественных фильтров и пр. В данном случае лучшим выходом будет подать заявление в фирму, которая проводила бурение, либо обратиться в другую подобную организацию, поскольку исправить положение своими силами не удастся.

Квалифицированные специалисты на время осушат скважину, после чего проведут необходимые диагностические работы и заменят неисправные элементы. Данных мер достаточно для исправления подавляющего большинства возможных неисправностей в работе водоносных скважин.

Кроме того, дебит может снижаться из-за перемен в климате – например, из-за серьезной засухи и отсутствия атмосферных осадков. Данные изменения временны и не оказывают какого-либо воздействия на скважину или насосное оборудование, поэтому остается лишь запастись терпением и ждать изменения погоды.

Методы увеличения

Вопрос, которым задается большинство владельцев – как увеличить дебит водяной скважины? Ответ на него прост – практически никак. Небольшое изменение в положительную сторону возможно лишь в самом начале, когда закончится бурение.

Подключив насос к скважине, возможно извлечь из нее определенное количество сторонних включений, что позволит увеличить ее общую производительность на 2-3 м3 в час. Однако, помогают такие меры далеко не всегда.

Если же скважина используется долгое время, никаких дополнительных резервов повышения дебета не удастся. Единственное, что можно сделать в подобной ситуации – приобрести гидроаккумулятор необходимого объема и подключить к нему все или некоторые водоразборные точки. Такое решение обеспечит Вас необходимым объемом воды при сравнительно малых расходах.

Возможно ли восстановление?

Со временем фильтр ствола скважины может обрастать частицами ила, забиваться песком и органическими отложениями. Указанные естественные процессы напрямую влияют на снижение производительности водозабора. Восстановление дебета в этом случае возможно двумя методами:

Вибрационным воздействием. Для этого используется специальное устройство, которое опускается в воду на тросе до глубины размещения фильтра. При его вибрации с фильтра отслаиваются скопления песка, ила, известняка и прочих загрязнений.
Химическим воздействием. Для этого фильтр заливается кислотой, после чего все загрязнения растворяются.

В заключение стоит еще раз отметить, что проведение всех указанных выше расчетов позволит использовать водоносное оборудование эффективно и безопасно. Точные расчеты позволят не только обеспечить нужным объемом воды в свободном доступе, но и значительно сэкономить на приобретении сопутствующего оборудования.

Как правильно рассчитать дебит скважины?

Дебит – ключевая характеристика любой скважины. Под этим понятием подразумевают то количество воды, нефти, либо газа, которое источник может выдать за условную единицу времени – одним словом, его производительность. Измеряется этот показатель в литрах за минуту, либо в кубометрах за час.

Прокачанная скважина для воды на участке

Расчет дебита необходим как при обустройстве бытовых водоносных скважин, так и в газодобывающей и нефтяной промышленности — каждая классификация при этом имеет определенную формулу для вычислений.

1 Зачем нужно делать расчет дебита скважины?

Если вы знаете дебит своей скважины, то сможете без проблем подобрать оптимальное насосное оборудование, так как мощность насоса должна точно соответствовать продуктивности источника. К тому же, в случае возникновения каких-либо проблем, правильно заполненный паспорт скважины очень поможет ремонтной бригаде выбрать подходящий способ её восстановления

Исходя из показателей дебита, выполняется классификация скважин на три группы:

Низкодебитные (меньше 20 м³/сутки);
Среднедебитные (от 20 до 85 м³/сутки);
Высокодебитные (свыше 85 м³/сутки).

В газовой и нефтедобывающей промышленности эксплуатация малодебитных скважин нерентабельна. Поэтому предварительное прогнозирование их дебита является ключевым фактором, который определяет, будет ли выполняться бурение новой газовой скважины на разрабатываемой территории.

Для определения такого параметра в газовой промышленности имеется определенная формула (которая будет приведена ниже).
к меню ↑

1.1 Как сделать расчет дебита артезианской скважины?

Для выполнения расчетов вам необходимо узнать два параметра источника – статический и динамический уровни воды.

Для этого вам понадобится веревочка, с объемным грузиком на конце (таким, чтобы при касании к водной поверхности был отчетливо слышен всплеск).

Процедура замера уровня воды в скважине

Измерить показатели можно по истечению одного дня после окончания обустройства скважины. Выждать сутки после завершения бурения и промывки необходимо для того количество жидкости в скважине стабилизировалось. Делать замер раньше не рекомендуется — результат может быть неточным, так как в первые сутки происходит постоянное увеличение максимального уровня воды.

По истечению необходимого времени выполните замер. Делать это нужно по глубине обсадной колонны – определите, какую длину имеет часть трубы, в которой отсутствует вода. Если скважина сделана согласно всем технологическим требованиям, то статический уровень воды в ней будет всегда выше, чем верхняя точка фильтрующего участка.

Динамический уровень – это непостоянный показатель, который будет меняться в зависимости от условий эксплуатации скважины. Когда осуществляется забор воды с источника, её количество в обсадной колонне постоянно уменьшается.В случае, когда интенсивность забора воды не превышает продуктивность источника, то спустя какое-то время вода стабилизируется на определенном уровне.

Исходя из этого, динамическим уровнем жидкости в скважине является показатель высоты водного столба, который будет держаться при постоянном заборе жидкости с заданной интенсивностью. При использовании погружных насосов разной мощности динамический уровень воды в скважине будет отличаться.

Оба эти показателя измеряются в «метрах от поверхности», то есть чем ниже фактическая высота столба воды в осадной колонне, тем меньшим будет динамический уровень. На практике расчет динамического уровня воды помогает выяснить, на какую максимальную глубину может быть опущен погружной насос.

Расчет динамического уровня воды осуществляется в два этапа — нужно выполнить средний и интенсивный водозабор.Производите замер после того, как насос беспрерывно проработал один час.

Определив оба фактора, вы уже можете получить ориентировочную информацию по дебиту источника – чем меньше разница между статическим и динамическим уровнем, тем большим является дебит скважины. У хорошей артезианской скважины эти показатели будут идентичными, а средний по производительности источник имеет 1-2 метра разницы.

Процесс бурения скважины

Расчет дебита скважины может производиться несколькими способами. Вычислять дебит проще всего по следующей формуле: V*Hв/Hдин – Hстат.

V– интенсивность отбора воды при замере динамического уровня скважины;
Ндин – динамический уровень;
Нстат – статический уровень;
Нв – высота столба воды в обсадной колонне (разница между общей высотой обсадной колонны и статическим уровнем жидкости)

Как определить дебит скважины на практике: возьмем в качестве примера скважину, высота которой составляет 50 метров, при этом перфорированная зона фильтрации расположена на 45-ти метровой глубине. Замер показал статический уровень воды глубиною 30 метров. Исходя из этого, определяем высоту столба воды: 50-30=20 м.

Чтобы определить динамический показатель, предположим, что за один час работы насосом из источника было откачано два кубометра воды. После этого замер показал, что высота столба воды в скважине стала меньше на 4 метра (произошло увеличение динамического уровня на 4 м)

То есть, Ндин = 30+4=34 м.

Для того чтобы свести возможные погрешности расчета к минимуму, после первого измерения нужно выполнить расчет удельного дебита, с помощью которого можно будет рассчитать реальный показатель. Для этого, после первого забора жидкости, необходимо дать источнику время на заполнения, чтобы уровень столба воды поднялся до статического показателя.

После чего выполняем забор воды с большей интенсивностью, чем первый раз, и повторно делаем замер динамического показателя.

Для демонстрации расчета удельного дебита используем такие условные показатели: V2 (интенсивность откачки) – 3 м³, если предположить, что при интенсивности откачки в 3 кубометра за час, Ндин составляет 38 метров, то 38-30 = 8 (h2 = 8).

Процесс монтажа глубинного насоса в скважину

Удельный дебит рассчитывается по формуле: Du = V2 – V1/ H2 – H1, где:

V1 – интенсивность первого забора воды (меньшая);
V2 – интенсивность второго забора воды (большая);
H1 – уменьшение столба воды при выполнении откачки меньшей интенсивности;
H2 – уменьшение столба воды при откачке большей интенсивности

Вычисляем удельный дебит: Ду = 0.25 кубометра в час.

Удельный дебит нам демонстрирует, что рост динамического уровня воды на 1 метр, влечет за собой увеличение дебита скважины на 0.25 м 3 /час.

После того как рассчитан удельный и обычный показатель, можно выполнить определение реального дебита источника по формуле:

Нфильтр – глубина верхнего края фильтрующего участка обсадной колонны;
Нстат – статический показатель;
Ду – удельный дебит;

Исходя из предыдущих расчетов, мы имеем: Др = (45-30)*0.25 = 3.75 м 3 /час — это высокий уровень дебита для артезианской скважины (классификация высокодебитных источников начинается с 85 м³/сутки, у нашей скважины он составляет 3,7*24=94 м³)

Как вы видите, погрешность предварительного расчета, в сравнении с итоговым результатом, составила около 60%.
к меню ↑

Читать еще: Скважина песочит что делать

2 Применение формулы Дюпюи

Классификация скважин нефтяной и газовой промышленности требует расчета их дебита по формуле Дюпюи.

Формула Дюпюи для газовой скважины имеет следующий вид:

Формула Дюпюи для расчета газовой скважины

Для вычисления дебита нефти существует три разновидности данной формулы, каждая из которых применяется для разных видов скважин — поскольку каждая классификация имеет ряд особенностей.

Для нефтяной скважины с неустановившимся приточным режимом:

Формула Дюпюи для нефтяной скважины с неустановившимся режимом

Для нефтяной скважины с псевдоустановившимся режимом притока:

Формула Дюпюи для нефтяной скважины с псевдоустановившимся режимом

Для нормального режима притока:

Формула Дюпюи для нефтяной скважины с нормальным режимом

q – дебит источника;
K – проницаемость скважины;
h – продуктивность пласта;
Pпл – средний показатель давления породы;
Pзаб – забойное давление породы;
μ – коэф. вязкости нефти;
Β – коэф. объема нефти;
re – радиус дренажа;
rw – радиус нефтескважины;
S – скин фактор;
α – коэф. пересчета.

Что такое дебит скважины и как его рассчитать?

При бурении источника воды необходимо знать не только глубину водоносного слоя, но и дебит скважины. Этот показатель определяет, какое количество жидкости может выдать источник за единицу времени. То есть сколько воды можно добыть за минуту или час. Сайт «Сантехник Портал» расскажет, как определить дебит скважины, чтобы понимать, сможет ли источник покрывать необходимый ресурс воды.

Зачем знать дебит скважины?

Прежде всего стоит отметить, что расчет объема скважины и ее дебита – это не одно и тоже. Объем – это показатель того, сколько жидкости может уместить источник. А вычисление дебита скважины или колодца – показатель объема жидкости, полученной за 1 час, то есть производительность источника. Измеряется в л/с или м3/ч.

Знать производительность сооружение необходимо, чтобы определить, способна конструкция обеспечить потребность в воде или же дебит нужно повысить.

Расчет дебита скважины производится до того, как компания по бурению выдает паспорт объекта, поскольку характеристики, посчитанные ими, могут отличаться от реального показателя. Рассказываем, как узнать характеристики настоящего дебита воды в колодце.

Расчет производительности скважины

Производительность скважинного водозабора — величина нестабильная, зависящая от множества факторов и параметров, в том числе состояние и ресурс источника, время года, скорость движения грунтовых вод и т.д. Однако приблизительно подсчитать характеристики дебита возможно.

При вычислении производительности учитываются следующие геологические характеристики:

статический уровень — высота столба воды в состоянии покоя (без водозабора);
динамический уровень — высота столба воды, когда приток равен оттоку (во время водозабора);
высота водного столба — расстояние от статического уровня до дна водозаборного ствола;
производительность насоса — определенный объем жидкости, который перегоняется нагнетателем за условную единицу времени.

Для определения данных показателей потребуется такой инвентарь:

погружной насос;
шнур или толстая леска с грузом и поплавком;
мерная емкость;
рулетка и секундомер.

Внимание! Для точности результатов, до начала замеров не стоит пользоваться скважиной в течение 3-4 часов.

Последовательность действий, как узнать производительность скважины на воду:

Определить глубину источника от края оголовка до верхней точки фильтрующего слоя. Если глубина водозаборного ствола неизвестна, опустить в него шнур с грузом на конце до тех пор, пока он не достанет до песчаного дна. Затем вытащить шнур и замерить его длину. Из полученного числа вычесть от 2 до 4 метров на сам фильтр и отстойник.
Вычислить статический уровень. Выполняется при отключенном насосе! Подвесить груз и поплавок на леске. Опустить измеритель в скважину, пока леска не провиснет — значит поплавок коснулся воды. Вытащить леску и измерить, сколько ее ушло в скважину.
Вычислить динамический уровень. Для этого, откачивая воду, опустить в оголовок леску с привязанным грузом и поплавком, пока леска не ослабнет. Затем вытянуть леску и измерить расстояние от того места, когда леска ослабла до поплавка.
Определить динамический уровень при помощи вибрационного насоса. Медленно вытягивать прибор из шахты и слушать, когда он начнет работать в критическом режиме (всухую). В этот момент поставить на шланге метку и вытянуть насос полностью. Измерить расстояние от метки до прибора. Получится расстояние до водного зеркала.
Вычислить производительность насоса. Опустить нагнетатель в скважину и оставить его работать в течении одного часа. Затем заполнить насосом мерную емкость, замеряя при этом время по секундомеру. Например, ведро объемом 5 л заполняется за 20 сек. Соответственно через минуту наберется 15 литров, а за час добыча максимально составит 900 литров = 0,9 м³.

После того, как объем перекачиваемой жидкости насосом вычислен, далее расчет производительности водоносного источника происходит по формулам.

Формулы расчета реального и удельного дебита

Расчет дебита скважины происходит по формуле:

V – производительность насоса, м³, объем откачиваемой воды; Hд — динамический уровень, м; Hст – статический уровень, м; L – высота столба воды, м; D – дебит скважины, м³/ч.

Значения, полученные в результате замеров, вставить в формулу. В формуле продуктивность водяного насоса разделить на разницу динамического и статического уровня. Полученное число умножить на высоту столба воды и в итоге получается значение дебита.

Многие умножают не на расстояние от статического уровня до фильтра, а на общую глубину. Такие расчеты скважины точны только, если источник сконструирован идеально. Если же точка водозабора несовершенна и содержит фильтр, то данные вычисление обладают погрешностью в большую сторону. Это влечет за собой неправильный выбор насосного оборудования и снижение его срока эксплуатации.

Допустим, в результате замеры, получились следующие результаты:

производительность насоса — 900 литров/час;
динамический уровень — 20 м;
статический уровень — 15 м;
вершина фильтра — находится на глубине 40 м.

Нужно вычислить высоту столба воды: 40-15 = 35 м. Вставить полученные данные в формулу: 0,9 / (20-15) × 35 = 4,5. От этого значения отнять 20% — поправка на суточное изменение дебита.

В результате реальный дебит скважины составит 3,6 м³ в час. Таким же образом можно вычислить и среднесуточную величину.

Увеличение продуктивности насосного оборудования способствует снижению динамического уровня, а значит и к уменьшению фактического дебита. Поэтому при расчетах, замеры динамики нужно делать дважды — при разной интенсивности забора жидкости.

Удельный дебит скважины можно рассчитать по формуле:

V1 — объем воды, откачанный при первом заборе; V2 — объем воды, откачанный при втором заборе; h1 — понижение динамического уровня при первом заборе; h2 — понижение динамического уровня при втором заборе.

Определение удельного дебита считается как производительность скважины при снижении уровня воды на метр.

Как глубина погружения насоса влияет на производительность?

Погружные насосы, в соответствии с инструкцией, необходимо размещать, как можно дальше от скважинного фильтра. В то же время нормальное расстояние до статического водного уровня должно быть не менее 1 метра.

Внимание! Оптимальная глубина расположение насоса — точка наиболее интенсивного притока воды.

При этом выбирая, на какой глубине установить насосную станцию, следует учитывать, что производительность водозаборного источника снижается пропорционально удалению от дна. То есть, на глубине 40 метров, где в шахте расположен фильтр, выдача жидкости будет максимальной и по расчетам составит 3,6 м³/час.

Тогда как на глубине 28 метров выдача составит 1,8 м³/час, а на глубине равной статическому уровню дебит будет совсем небольшим. Чтобы обеспечить оптимальную производительность бытового водоснабжения, насос необходимо разместить на глубине от 28 до 35 м.

Как повысить дебит?

В процессе эксплуатации производительность скважинного водозабора уменьшается. Главная причина снижения дебита – засорение дна. Чтобы повысить производительность до начального показателя, почистить фильтр и шахту сооружения.

Но чистка источника не поможет, если дебит изначально был невысоким. Причины этому могут быть разные: узкий диаметр эксплуатационной трубы, шахта попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.

Как увеличить дебит скважины с минимальными затратами? Самый простой способ — это установка герметичного оголовка.

Атмосферное давление на уровне моря при температуре 0°С показывает 760 мм ртутного столба. Можно рассчитать атмосферное давление для воды зная, что плотность ртути в 13,6 раз выше, плотности воды: 0,76 × 13,6 = 10,336 м.

Если наполнить скважину водой и монтировать на нее герметичный оголовок, то можно убрать атмосферное давление. В результате, если статический уровень был равен 15 м, и убрать атмосферное давление, которое составляет приблизительно 10 метров ртутного столба, то статический уровень поднимется до 5 метров от земли.

Пропорционально статическому уровню, благодаря герметичному оголовку, повысится динамический уровень, а значит увеличится производительность, то есть дебит, водозаборной конструкции.

Но есть и другие способы повысить дебит скважинного колодца – пневмоимпульсная обработка фильтра, использование акустического порохового генератора и другие методики, однако установка герметичного оголовка является самым простым вариантом.