Удельный дебит скважины формула
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Удельный дебит скважины формула

Дебит скважины — как правильно рассчитать самому

Решили провести водопровод в частный загородный дом, но не знаете, какой насос для этого подобрать? О критериях выбора читайте дальше

Чтобы выбрать мощность насоса и определиться с глубиной его погружения, нужно знать дебит водозаборного источника. В этой статье вы узнаете, что такое деби́т, как его рассчитывать, от каких факторов он зависит и что делать, если производительность водозаборного сооружения снизилась.

Определение дебита

При правильном подходе к бурению производительность скважины указывается в сертифицирующих документах водозаборного сооружения

Скважинный дебит — это объем воды, полученной за 1 час, то есть производительность за условный промежуток времени. Производительность водозаборной скважины — это нестабильная величина, которая зависит от ряда факторов, включая состояние и ресурс скважины, время года, плоскородиальное движение грунтовых вод и т.п. Тем не менее, вычислить потенциальные показатели дебита можно.

Динамика, статика, высота водяного столба и другие важные параметры

Параметры, показанные на схеме, в сумме определяют производительность водозаборного сооружения

При расчетах дебита будут использованы следующие геологические термины:

  • 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 — объём жидкости, который подается насосом за условную единицу времени.

Нехитрый инструмент, который потребуется для определения параметров вашей скважины

Чтобы опытным путём определить высоту водного столба, статический и динамический уровень потребуется:

  • погружной насос, например, ЭЦН-60-2100 или западный аналог;
  • шнур или толстая леска с грузом и поплавком;
  • мерная тара;
  • рулетка и секундомер.

Для точности результатов, до начала замеров не пользуйтесь скважиной как минимум 2-3 часа

Иллюстрации Замеры и их описание
Определяем глубину скважины от края оголовка до верхней точки фильтрующего элемента. Если глубина водозаборного ствола неизвестна, опускаем в него шнур с грузом на конце.

Опускаем груз до тех пор, пока он не достанет до песчаного дна, затем руками вытаскиваем шнур и меряем его длину. Из полученного числа вычитаем от 2 до 4 метров на сам фильтр и отстойник.

Определяем статический уровень. Определение предельного статического уровня выполняется при отключенном насосе!

Для определения статического уровня подвешиваем груз и поплавок на леске. Опускаем измеритель в скважину, пока леска не провиснет — значит поплавок коснулся воды. Вытаскиваем леску и меряем, сколько ее ушло в скважину.

Определяем динамический уровень. Для этого, откачивая воду, опускаем в оголовок леску с привязанным грузом и поплавком, и делаем это пока леска не ослабнет. Затем вытягиваем леску и меряем расстояние от того места, когда леска ослабла до поплавка.
Определяем динамический уровень вибрационным насосом. Для замера динамического уровня постепенно вытягиваем насос из скважины и слушаем, когда он начнет работать в критическом режиме (всухую). В этот момент ставим на шланге метку и вытягиваем насос полностью из скважины.

Меряем расстояние от метки до насоса и получаем расстояние до водного зеркала.

Определяем производительность насоса. Опускаем насос в скважину и оставляем его работать в течении часа. Затем заполняем насосом мерную тару, замеряя при этом время по секундомеру.

К примеру, бутыль объемом 5 л заполняется за 20 сек. Соответственно через минуту наберется 15 литров, а за час добыча максимально составит 900 литров = 0,9 м³.

Формула расчёта реального дебита

Теперь, вы знаете, как самому определить параметры для расчета дебита. Значения по результатам замеров вставляем в формулу: V/(Hд — Hст)×L = D

В формуле производительность насоса делим на разницу динамического и статического уровня. Полученное число умножаем на высоту столба воды (расстояние от верхней точки фильтра до статического уровня) и в результате получаем значение дебита.

Обращаю ваше внимание на то, что многие умножают не на расстояние от статического уровня до фильтра, а на общую глубину. Такие расчеты верны только, если скважина совершенная. Если же водозаборная скважина несовершенная и занята фильтром, эти расчёты имеют погрешность в большую сторону, что приводит к неправильному подбору насоса и к снижению его ресурса.

Допустим, проведя замеры, мы получили следующие результаты:

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

Считаем высоту столба воды: 40 — 15 = 35 м. Вставляем определенные данные в формулу: 0,9 / (20 — 15) × 35 = 4,5. От посчитанного результата отнимаем 20% — это поправка на суточное изменение дебита.

В итоге дебит скважины составит 3,6 м³ в час, но можно посчитать и среднесуточную величину.

Формула расчёта удельного дебита

Увеличение производительности насоса приводит к снижению динамического уровня, а значит и к снижению фактического дебита. Поэтому при расчете, замеры динамики можно выполнять дважды — при разной интенсивности забора питьевой воды.

Определение удельного дебита значится как производительность скважины при снижении уровня воды на метр. Удельный дебит рассчитывается по формуле: Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где

  • 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.

Баланс между производительностью и глубиной скважины

По рекомендациям производителей погружные насосы нужно устанавливать, как можно дальше от скважинного фильтра. В то же время нормальное расстояние до статического уровня воды должно быть не меньше 1 метра.

Оптимальная глубина расположение насоса — это та точка, в которой приток воды наиболее интенсивный

Тем не менее, выбирая, на какую глубину устанавливать насос, учтите, что производительность водозаборного сооружения снижается пропорционально удалению от дна. То есть, на глубине 40 метров, где в условной шахте расположен фильтр, выдача воды будет максимальной и по расчетам составит 3,6 м³/час.

Для сравнения, на глубине 28 метров выдача составит 1,8 м³/час, а на глубине равной статическому уровню дебит будет совсем маленький. Чтобы обеспечить оптимальную производительность бытового водопровода насос устанавливаем на глубине от 28 до 35 м.

Родник иссяк — причины и решение проблемы

В отдельных случаях восстановить дебит скважины позволяет углубление ствола с предварительным извлечением обсадной трубы

Снижение производительности скважины может быть вызвано следующими причинами:

  • Засорение. В ходе эксплуатации внутренний объем обсадной трубы и фильтрующий элемент заполняет песочек и выпадение известковых отложений. Решение проблемы — своевременная очистка или замена фильтрующего элемента.
  • Сезонные понижения производительности. Зимой и жарким летом эффективность горизонтального водоносного слоя снижается пропорционально реке озеру и другим внешним водоемам и это нормально. Но, если водозаборное сооружение пробурено грамотно, сезонные понижения незначительные и краткосрочные.
  • Истощенный водоносный горизонт. Проблема актуальна, если буровая компания по выполнении работ собрала все имущество и отбыла, не поставив заказчика в известность о том, что производительность водоносного горизонта может уменьшиться. Решение проблемы — найти другой артезианский горизонт, что для многих непосильная задача или выкопать поверхностный колодец. Но есть способ попроще — монтаж герметичного оголовка.

Повышение производительности скважины

На фото герметичный оголовок, сборка и монтаж которого займет не более 5 минут

Как с минимальными затратами увеличить производительность скважины? Самый простой способ — это монтаж герметичного оголовка.

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

Разница атмосферного давления на материалы с разной плотностью

Если наполнить скважину водой и установить герметичный оголовок мы уберем атмосферное давление. В итоге, если статический уровень был равен 15 м, и мы убрали атмосферное давление, которое равно примерно 10 метрам ртутного столба, то статический уровень поднимается до 5 метров от земли. Пропорционально статическому уровню, благодаря герметичному оголовку, повысится динамический уровень и увеличится производительность водозаборного сооружения.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как рассчитать производительность скважины, и сможете это сделать самостоятельно. Если остались вопросы по вычислениям, напишите об этом в комментариях. Также не забудьте посмотреть видео в этой статье.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.

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 ↑

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.

Дебит водяной скважины: что это и как рассчитать

Когда вода поступает из водоносного пласта, нужно уметь оценить приток. Иначе при полной нагрузке воды не хватит для всех потребителей. Дебит скважины – параметр, указывающий на то, сколько воды можно получать из источника в единицу времени. Расчет достаточно сложен, и требует внимания, аккуратности и терпения.

Динамика, статика и высота столба воды

Значение этих терминов нужно изучить, чтобы понять, как определить дебит скважины. Это основные показатели эффективности скважины в процессе водоснабжения. Измерить их до того, как рассчитать дебит скважины. На основании полученных данных определяется мощность насосного оборудования.

Под статическим уровнем понимают глубину шурфа, заполненного водой, при условии, что забор жидкости не производится. Чтобы определить его, нужно обеспечить простой источника в период не менее 60 минут. Динамическим уровнем именуется величина глубину водяного столба, который установится, если забор жидкости будет равным притоку. Величина необходима для расчета дебита скважины.

А под высотой водяного столба предполагают расстояние от дна до отметки статического уровня. При измерении есть одна особенность. Этот параметр определяется от дна, в то время, как остальные – от нулевой отметки (от поверхности земли). А чтобы лучше понять, что такое дебит скважин, нужно рассмотреть принцип проведения расчетов и разобраться в особых требованиях к процедуре.

Определение дебита

Одним из необходимых параметров является производительность насоса. Она указана в технической документации. Если под рукой его не окажется, придется сделать следующее:

  1. Установить полутораметровую отводную трубу.
  2. Замерить, как высоко от земли она находится.
  3. Включить насос.
  4. Измерить, на какое расстояние выбрасывается жидкость из трубы.
  5. Сопоставить полученные данные с разработанной специалистами диаграммой.

При определении высоты столба, воды вручную, нужно пользоваться насосом, мощность которого равна или превосходит общую потребность. Иными словами, ее должно хватать, чтобы обеспечить все потребители.

Как рассчитывают дебит

Чтобы получить искомую величину, нужно иметь исходные данные, в качестве которых служат показатели статического и динамического уровня, объема получаемой жидкости, высота столба. Формула зависит от типа расчетных операций.

Упрощенный расчет

Таким методом рассчитывается средний дебит скважины. Для получения точных сведений нужно будет воспользоваться иным способом. Но для частного дома упрощенного расчета вполне достаточно. Чтобы определить дебит скважины, нужно умножить интенсивность откачивания на высоту водного столба, а полученную величину разделить на разницу между динамическим и статическим уровнем.

К примеру, имеется скважина глубиной 50 метров.

Статическая отметка – 40 метров, динамическая – 35 м. Количество водный масс, перекачиваемых за 60 минут, указано на насосе, и составляет 2,5 куб/час. Тогда расчет производится следующим образом:

Удельный дебит

Если увеличить мощность насосного оснащения, дин. уровень станет ниже. Это приведет к тому, что дебит снизится. Именно поэтому для получения достоверных данных рассчитывают удельный дебит скважины. Показатель указывает на количество воды, выдаваемой при падении ее уровня на 1 метр. Процедура предполагает произведение двух замеров.

Если установить, что интенсивность водозабора равна V, а снижения отметки залегания воды в скважине v, то формула будет выглядеть следующим образом:

Цифровые индексы указывают на то, к какому замеру (первому или второму) относятся данные. На примере это выглядит так:

  1. Производятся два замера дебита скважины, а именно исходных данных.
  2. Замеряется интенсивность выкачки воды (допустим, она равна 3 кум/час).
  3. Оцениваются показатели уровней. Допустим, статические показатели уровня отличны от динамических на 7 м.

Процедуру повторяют, установив насос, производительность которого равна не 3, а 6 куб/час. В данном случае, предположим, разница между статикой и динамикой – 15 м. Тогда определяя дебит скважины, что это такое становится понятным из расчета:

Полученные данные более точны, но есть возможность произвести расчет, который будет максимально соответствовать реальным показателям, которые характерны для конкретной скважины.

Реальный дебит

Главное требование – отметка, на которой установлен насос, должна быть выше, чем аналогичный показатель для фильтровального пласта. Необходимо измерить, как глубоко от земли находится фильтровальная зона. При этом в формулу Дюпри включен показатель удельного дебита, который рассчитывается, как указано выше.

Кроме того, нужно знать величину статического уровня. Если эти данные имеются, то для расчета нужно высчитать разницу между ним и глубиной фильтрационной зоны, а полученную величину умножить на удельный дебит. В качестве примера можно использовать данные из предыдущего раздела.

В этом случае чтобы получить реальные значения дебита нужно сделать следующее:

Этот способ измерения дает более точные результаты, чем упрощенный. Однако он более трудоемкий, и не всегда применим. Нужен второй насос, которого под рукой можеть просто не оказаться. По-другому невозможно измерить удельные показатели, а значит, этот способ применить уже нельзя.

Вывод + полезное видео

Чтобы определить, какой нужен насос, и хватит ли притока воды в скважине, чтобы обеспечить нужды всех проживающих в доме, нужно произвести соответствующие замеры и выполнить расчеты. Для этого потребуется электрический уровнемер. При его отсутствии можно воспользоваться нитью с грузилом. Это для того, чтобы измерить уровни.

Для точных расчетов потребуются два насоса.

Если такой возможности нет, и взять их негде, то можно воспользоваться упрощенным способом. Но полученные данные могут отличаться на 20-30% от фактических. Однако общую картину этот метод предоставит. Но главное, процедура доступна для каждого, и все действия можно выполнить собственными руками.

Что такое дебит водозаборного устройства

Этот показатель является основной характеристикой водозаборного устройства на участке, определяющей возможность удовлетворить потребность в живительной влаге его хозяина. Дебит скважины характеризует ее способность отдавать гарантированное количество воды без снижения ее динамического уровня в заборной трубе при работающем насосе.

Дебит скважины – зависимая характеристика, на нее влияет конструкция водозаборного устройства, мощность насоса, площадь фильтрующей поверхности водозаборника, качество вскрытия водоносного слоя. В то же время этот показатель является паспортной характеристикой объекта и во многом определяет восстановительные и ремонтные мероприятия при затухании водозабора.

Определение дебита

По окончании обустройства источника рекомендуется дать ему отстояться в течение суток. За это время установится стабильный уровень воды в эксплуатационной трубе. Расстояние от устья ствола до этого уровня дает нам первый показатель – динамический уровень. Замер производится по шнуру с грузиком по сигналу всплеска воды.

Более точным и удобным можно признать способ замера с использованием нехитрого приспособления, на котором к шнуру с грузилом прикреплен двухжильный проводок с оголенными контактами. Жидкость замыкает контакты при касании, на противоположном конце загорается низковольтная лампочка. Шнур размечается колечками изоленты на мерные участки. Такое приспособление элементарно изготавливается собственноручно.

Далее, в эксплуатационную трубу опускают насос определенной мощности, он должен располагаться ниже динамического уровня но выше фильтрующего участка рабочей трубы.

Откачка воды в таком положении производится в течение часа, затем измеряется уровень воды (от горловины). Таким способом определяется часовая производительность скважины, зависящая от мощности насоса.

Откачку продолжают до установления в заборной трубе стабильного нижнего уровня и замеряют его значение – это динамический уровень. При наличии этих данных вопрос как определить дебит скважины можно считать решенным.

Применяется формула:

Дт – дебит скважины;

Пч – часовая производительность, м 3 /час;

Вдин – динамический уровень, метр;

Вст – статический уровень, метр;

В столб – высота водяного столба в скважине, определяема как разница между ее глубиной и значением динамического уровня. Расчеты, полученные таким образом, не является объективными.

Для получения более точных данных производится вторая откачка воды насосом большей мощности. Такое мероприятие позволит уточнить значение дебита водозабора.

Для этого применяется соотношение:

Дуд – удельный дебит скважины;

О2 – интенсивность отбора жидкости при второй откачке, м 3 /час;

О1 – то же, в результате первой откачки.

Реальное значения дебита позволяет рассчитать формула:

Др – реальное значение дебита скважины, м 3 /час;

Вф – расстояние от устья скважины до начала фильтрующего участка на эксплуатационной трубе;

Встат – значение статистического уровня;

Дуд – удельный дебит.

Это показание и должно быть внесено в паспорт водозаборного устройства. В повседневной жизни оно мало употребимо. Но когда скважина начнет затухать, значение дебита подскажет ремонтниками, какие меры по восстановлению устройства необходимо применить.

Строго говоря, человеку, эксплуатирующему водозабор, значение дебита нужно только для уточнения мощности насоса, подающего воду. Основная забота – обеспечение потребления на бытовые и хозяйственные нужды. Учитывая наличие в хозяйстве порядка 7 точек водопотребления (краны, смесители, санузлы и прочее) достаточно количества в 0,5 м 3 /час и это по максимуму при условии одновременного использования всех точек. Разумеется, этого никогда не бывает.

Однако, имеет место и другой подход.

Скважины по производительности разделяются на три класса:

  1. Низкодебетные.
  2. Среднедебитные.
  3. Высокодебитные.

Первые из них – это, обычно, из верховодных слоев. Качество воды в них низкое, в любое время можно ожидать дальнейшего его снижения при наличии неблагоприятных природных, а чаще – связанных с жизнедеятельностью человека. Глубина таких слоев от 5 метров, совершенно очевидно, что фильтрующей способности грунта недостаточно для качественной естественной очистки воды. Дебит таких водонесущих слоев ограничен и составляет от 0,5 до 1,5 м 3 /час, а жизненный цикл обычно не превышает 5 лет.

Скважины со средним дебитом представляют последующие водоносные пески, залегающие на глубине от 15 метров. Вода из этих слоев достаточно качественно фильтруется и, после проверки в лаборатории, ее можно потреблять даже в сыром виде. Дебит их составляет от 2-х кубометров в час. Правильно обустроенная скважина может работать до 15 лет. Если при проверке дебита он окажется ниже указного показателя, то возможны две причины:

  • некачественное вскрытие водоносного слоя, следовательно, жизненный цикл водозабора будет недолог;
  • водоносный слой не обладает достаточной водоотдачей и его следует проходить, продолжая бурение, либо искать другое место для скважины;

Высокодебитные скважины с известковых водоносных горизонтов отличаются хорошим качеством воды и высоки дебитом. Однако факт определенного дебита ниже 3,0 кубометров в час должен насторожить заказчика. Возможно некачественное вскрытие пласта. В этом случае скважину разбуривают и проводят испытания на дебит повторно.

Гидродинамическое совершенство скважины

Этот вопрос исследовался многими учеными, в числе которых и представители российской науки. Однако наиболее точная формула, пригодная для оценки любых скважин, включая нефтегазоносные и водяные, разработана французским ученым Дюпюи.

Совершенной в гидродинамическом отношении считается скважина, которая вскрывается на всю протяженность слоя и в таком состоянии, без применения обсадки стенок, способна отдавать максимально возможный для нее объем содержимого. Формула Дюпюи описывает такое состояние следующим образом:

k – способность к проницаемости, мкм 2 ;

h – размер несущего пласта по толщине, м;

m – показатель вязкости, Па*с;

Rc, Rk — радиус ствола и питательного контура.

Классификация несовершенств пробуренных стволов

Дюпюи классифицирует дефекты стволов следующим образом

  • несовершенство вскрытия представляет собой неполное прохождение

пласта по его толщине. Обозначается как С1;

  • несовершенство как характер открытия пласта, означает наличие

перфорированной обсадки стенок скважины. Обозначение – С2.

  • несовершенство по Дюпюи, связанное с качеством вскрытия пласта

Обозначается как S (скин-эффект) – ухудшение свойств проницаемости в зоне забоя.

S = Sб + Sп + Sц, где

Sб – эффект во время первичного вскрытия бурением;

Sп –вскрывание перфорированием;

Sц – цементация стенок.

Формула Дюпюи, которая дает возможность рассчитать гидравлически несовершенные скважины:

Коэффициент несовершенства по Дюпюи выражается следующим соотношением:

Приведенные зависимости позволяют с высокой вероятностью определять предполагаемый дебит скважины для принятия решения о возможности ее эксплуатации. Низкодебетные скважины не эксплуатируются ввиду их убыточности.

Читать еще:  Скважина на участке какие разрешения
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector