бурение лаба 8 готовая

ЮРГТУ(НПИ)

Кафедра

Водоподъемные устройства

Лабораторная работа №8

Цель работы: научиться делать выбор водоподъемников и необходимый расчет его для водозаборных скважин.

Пояснения к работе.

Для откачки воды из скважин применяются водоподъемники основных типов:

первый тип — насосы и двигатели, устанавливаемые вне самой скважины на поверхности земли.

второй тип - насосы или водоподающие агрегаты, устанавливаемые внутри скважины, а двигатели - на поверхности земли.

третий тип - насосы и двигатели, устанавливаемые внутри скважины (погружные агрегаты, состоящие из мотора и насоса).

Применение того или иного типа насосов или той или иной разновидности этих типов определяется:

1. положением динамического уровня воды в скважине;

2. заданной производительностью откачки;

3. внутренним диаметром обсадных труб участка скважины, на котором устанавливается насос (в зоне заданного понижения динамического уровня).

Основным определяющим фактором среди указанных является обнаружение динамического уровня, и по этому признаку водоподъем делятся на водоподъемники для неглубоких уровней и водоприемники для глубоких уровней.

Виды водоподъемников, их выбор.

Для подъема воды из скважин применяются следующие водоподъем­ники: центробежные (погружные и поверхностные), штанговые (одинарно­го и двойного действия), эмульсионные (эрлифт), струйные (гидроэлевато­ры) и водоподъемники, работающие по принципу смачивания (ленточные, ковшовые), рис. 29.

Центробежные поверхностные насосы с высотой всасывания от 2,6 до 7 м от поверхности земли - это водоподъемники с горизонтальным ва­лом консольного типа К90/35 - К290/30 (первая цифра- расход воды, м³ /ч, вторая - напор, м) и водоподъемники с горизонтальным валом секци­онного типа ЦНС-38-50, ЦНС-180-680 (первая цифра- расход воды, м³/ч, I вторая - напор, м).

Центробежные погружные насосы типа ЭПН, ЭЦВ, ЭЦНВ

(ЭЦВ-6-40-65 обозначает: Э - электрический, Ц - центробежный, В - водоподъемник, 6-диаметр, уменьшенный в 25 раз; 40-подача, м³/ч; 65- напор, т.е. глубина, с которой откачивается вода, м) - это водоподъ­емники с вертикальным валом, расположенные в скважине под динамиче­ским уровнем. При их работе необходима чистая, не агрессивная вода с содержанием механических примесей не более 0,01 % (по массе) и при температуре воды до 25 °С.

Поршневые штанговые насосы простого и двойного действия применяются для откачки воды с глубины 6 - 50, реже 150 м, подача равняется от 3 до 50 м³/ч (ШНД-1; ШНД-3 и др.). Привод штанговых насосов в дей­ствие осуществляется различными механизмами типа качалок НК-1, НК-2а, НК-ГА и др.

Эмульсионные водоподъемники – эрлифт, работающий по принци­пу сообщающихся сосудов. Расположение труб водоподъемной и воздуш­ной может быть «внутри» или «рядом». Основными частями эрлифтной установки являются: воздухопроводные трубы, смесители, водоподъемные трубы и компрессор. Дли обеспечения нормальной работы эрлифта необходимо смеситель погрузить под динамический уровень в 1,5- 2,5 раза превышающий высоту подъема воды до уровня излива. С помощью эр­лифта проводятся прокачки в скважине (очистка скважины от механиче­ских примесей), а так же длительные строительные откачки.

Водоструйные насосы - (гидроэлеваторы) приводятся в действие за счет энергии рабочей (первичной) жидкости. Насосы просты по конструк­ции, надежны, не имеют трущихся частей и клапанов, могут откачивать загрязненную воду с глубины до 75 м. Недостатки их - низкий КПД (35 %) сравнительно небольшая подача (до 15 м³/ч) и необходимость иметь дополнительный насос для нагнетания первичной жидкости. Марки водо­струйных насосов: ВН-2Ц-6; ВН-2-8; ВН-2Ш и т.п.

Ленточные и ковшовые водоподъемники применяются при откачке воды из неглубоких колодцев и скважин. Подъем воды осуществляется за счет «налипания» (сил натяжения) на движущуюся ленту (транспортер) или заполнения водой емкостей (ковшей), беспрерывно движущихся по ленте. В основном эксплуатируются в сельских районах. Водоподъемники выбирают по необходимой подаче (расходу воды, м³/ч), по напору (высота подъема воды - напор, м) и по габаритам (если водоподъемник опускают в скважину), мм.

Эрлифт.

Эрлифт - это устройство для подъема воды с использованием энергии сжатого воздуха (рис. 30).

В скважину опускается водоподъемная колонна, а в нее или рядом с ней - воздухоподающая колонна. При расположении колонн рядом они со­единены

внизу камерой-смесителем (труба с отверстием). Выходя из от­верстий этой камеры, воздух смешивается с водой, образуя воздушно-водную эмульсию, которая быстро поднимается на поверхность. При кон­центрическом расположении колонн (груба в трубе) нижняя часть воздухоподающей колонны на расстоянии 1,5 - 2 м от нижнего конца имеет от­верстия (смеситель), через которые и подается воздух, превращая про­странство, заполненное водой, в воздушно-водяную эмульсию, которая быстро поднимается на поверхность по водоподъемной трубе. Скорость движения эмульсии от смесителя к поверхности возрастает за счет энер­гии, образующейся при расширении пузырьков воздуха в эмульсии (от 2,5 - 3,0 м/с у смесителя до 6 - 8 м/с у излива).

Достоинства эрлифта- откачка холодной, грязной, горячей воды, во­ды с песком, грязью и т.д.; простота устройства и монтажа.

Недостатки - низкий КПД (до 30 %), коэффициент погружения смеси­телей должен быть не менее 1,5, что приводит к увеличению глубины скважины.

Необходимое давление сжатого воздуха, кг/см², определяется делением на 10 глубины погружения смесителя от статического уровня.

Способы вскрытия водоносных горизонтов.

Основными задачами при бурении гидрогео­логических скважин являются определение параметров водоносного гори­зонта при разведочном бурении и достижение проектного дебита и макси­мального срока службы при эксплуатации скважин. Решение этих задач невозможно без качественного вскрытия и освоения водоносных горизон­тов. Качество вскрытия в основном определяется способом бурения по во­доносному горизонту и типом промывочной жидкости, применяемой при вскрытии.

Вскрытие водоносных горизонтов осуществляется следующими способами: ударно-канатным, вращательным с прямой промывкой, вращательным с обратной промывкой, вращательным с продувкой воздухом и гидровмывом фильтра.

При вскрытии применяются: техническая вода, качественный глини­стый раствор, добавка химреагентов к промывочной жидкости, омагничивание и воздух при продувке. При вскрытии трещиноватых водоносных пород применяют ПАВ. Когда вскрывается водоносный горизонт, промы­вочные жидкости должны минимально проникать в водоносный горизонт во время бурения, легко извлекаться из пор и трещин водоносного гори­зонта после оборудования водоприемной части скважины, не вступать в реакции с породами водоносного горизонта и не насыщать его, не изме­нять свои свойства при изменении температуры и давления.

Вскрытие водоносных горизонтов с продувкой воздухом желательно для уменьшения износа породоразрушающего инструмента, увеличения механической скорости бурения, возможности более качественного опробования горизонта, борьбы с поглощением бурового раствора, бурения в безводных районах и т.д.

Освоение водоносных горизонтов.

Освоение водоносных пластов заключается в восстановлении их естественной водопроницаемости, в искусственном ее увеличении, в вызове водопритока в скважину.

Технологические операции по освоению водоносных пластов включают работы по опусканию в скважину фильтра и креплению водоприемной части скважины другими способами, по восстановлению естественной водопроницаемости пластов, устройству гравийной обсыпки фильтров, откачке воды из скважины с целью формирования водоприемной ее части и осветления воды, декольматации прифильтровой зоны, самого фильтра и водоносного пласта. Методов разглинизации много.

Основные методы разглинизации следующие:

- гидромеханические, которые разделяются на промывку чистой водой, прокачку эрлифтом, свабирование, желонирование, проработку гидроершом, промывку через башмак фильтра, промывку фильтра изнутри гидротурбиной, продувку фильтра воздухом;

- физические - имплозия, взрыв, ультразвук, сухой лед, электрогид­равлический удар, вибрация, пнемоустановки;

- химические - солянокислотная обработка, глинокислотная обработка, полифосфатная обработка, щелочная обработка, комбинированная обработка.

Кроме того, рабочая часть фильтра для защиты ее от глинизации иногда покрывается синтетическими пленками и пастами, которые после установки фильтра растворяются пластовой водой или специальными химическими реагентами.

Вывод: в ходе лабораторной работы я ознакомилась с видами водоподъемников.

Работу выполнил:

Работу проверил: