2.4.Выбор и обоснование и способа бурения

В практике бурения скважин на воду наиболее широкое применение получили следующие способы бурения:

1) вращательный с прямой промывкой;

2) вращательный с продувкой воздухом;

3) вращательный с обратной промывкой;

4) ударно-канатный.

Каждый из названных способов бурения имеет вполне определённые преимущества и недостатки, а следовательно, и рациональную область применения применительно к решению конкретных задач, а также к гидрогеологическим и другим условиям проведения работ.

В настоящие время основным способом бурения скважин является вращательное бурение с прямой промывкой, этот способ рекомендуется для бурения описанной выше скважины. Способ рекомендуется использовать при бурении в породах различной твёрдости на различные глубины, при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования и на стадии поисково-разведочных работ, а также при применении способов закачивания скважин, исключающих кольматацию пласта.

Преимущества вращательного способа бурения:

1) высокие механические и коммерческие скорости бурения;

2) возможность бурения в породах различной твёрдости на различные глубины;

3) малая металлоёмкость конструкций скважин.

Недостатки вращательного способа бурения:

1) при бурении с глинистым раствором трудности качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебитов скважин, требует проведения длительных и сложных работ по разглинизации;

2) необходимость снабжения установок водой и качественной глиной;

3) трудности бурения в породах, содержащих валунно-галечниковые включения, в породах, поглощающих промывочную жидкость;

4) трудности организации работ в зимнее время при отрицательных температурах.

2.5.Определение проектной глубины скважины

Согласно значению мощности водоносного пласта, полная глубина скважины

L_скв. = 160+15,4 = 175,4м+(1-2м)=176,4м , так как мощность вышележащих пород 160 м.

2.6.Выбор и обоснование водоподъемного оборудования для эксплуатации и для проведения опытных работ

В общем комплексе по сооружению и эксплуатации водозаборных скважин оснащение их водоподъемным оборудованием занимает особое положение. В конечном итоге эффективность работы водозаборной скважины зависит во многом от правильного выбора водоподъемного оборудования. Выбор того или иного типа насоса зависит от назначения скважины, требуемой производительности, величины напора и срока работ по откачке воды из скважины. Опытные работы проводятся, в основном, с применением эрлифта, поэтому требуется рассчитать его параметры, согласовав их с конструкцией скважины.

Глубина погружения смесителя зависит от положения динамического уровня:

H=k*h=2.5*(7,3+1)=20,75 м , (11)

h=h_d+а

где Н – глубина погружения смесителя, м; h – динамический уровень воды в скважине, м ; а=1м.

k – коэффициент погружения зависит от динамического уровня воды в скважине и для данного h равен 2,5 ([1] табл.9.2, стр.105).

Удельный расход воздуха зависит от принятой схемы расположения труб. В данном проекте выбранная схема расположения труб «внутри»(Рис.1).

Рассчитаем удельный расход воздуха для подъема 1 м³ воды:

V₀=К_n*h/(c*lg(h(k-1)+10)/10) (12)

V₀=1,2*7,3/(13,7*lg[(7,3(3-1)+10)/10)]=8,76/(13,7*lg[2,46])

=8,76/13,7* 0,3909=1,64 м³воздуха/м³воды

где V₀ – удельный расход воздуха, м³; h – динамический уровень воды в скважине, м ; Kn – поправочный коэффициент принимаемый по таблице в зависимости от диаметров водоподъемных и воздухопроводных труб[стр.106.табл.9.3]; k- принятый коэффициент погружения смесителя=3, c – опытный коэффициент зависит от коэффициента погружения, для выбранного k равен 13,7([1] табл.9.2, стр.105).

Тогда полный расход воздуха равен:

W = Q* V₀/60=1,64*20/60 = 0,55 м³/мин (13)

где W – полный расход воздуха, м³/мин; Q – проектный дебит скважины, м³/ч;

V₀ – удельный расход воздуха, м³.

Рассчитаем давление воздуха во время работы эрлифта, когда вода в скважине установилась на динамическом уровне:

Р_Р = 0,01*(h*(k-1)+5) = 0,01*(7,3*(3-1)+5) = 0,5 МПа, (14)

где Р_Р – рабочее давление воздуха, Мпа; h – динамический уровень воды в скважине, м;

k – выбранный коэффициент погружения.

N_k=10 N₀P_kW_k=10*,055*1,1*0,66=3,993кВт (15)

где W_k-производительность компрессора,м³/мин; W_k=W*К₁;

P_k-рабочее давление компрессора, МПа (P_k=P_p+∑P)=0,55;

N₀-удельная мощность на валу компрессора([1]табл.9.4, стр.107)=1,1кВт

Действительная мощность на валу компрессора

N_д= 1.1*N_k=4,4кВт (16)

По рассчитанным данным выбираем компрессор ЗИФ-55Э([1]табл.9.5, стр.108)

Характеристики компрессора:

• Подача воздуха, м³/мин – 4,65

• Рабочее давление, МПа – 0,7

• Мощность на валу, кВт – 34

• Тип двигателя - электрический