Дебит скважины как посчитать: Расчет дебита скважины — АО Гидроинжстрой

Как рассчитать производительность скважины на воду

Вода из водоносного горизонта поступает в обсадную трубу скважины, оттуда она и выкачивается при помощи насоса. Невозможно получить жидкости больше, чем ее способен отдать водоносный слой. Всегда существует некоторый предел, который удается получить из источника за час.

Производительность скважины на воду или ее дебит – это количество жидкости, выделяемое в единицу времени. Обычно эта величина измеряется в кубометрах. С высокой точностью ее значение определить довольно сложно. Для этого требуются специальное оборудование и соответствующие навыки. Обычно буровые компании определяют дебит с определенной степенью приближенности. Это необходимо, чтобы внести значение величины в паспорт.

Интенсивность насыщения водоносных слоев зависит от времени года и климатических особенностей. Поэтому при одной и той же технологии измерения эта величина может меняться.

Динамический и статический уровни

Час спустя после простоя скважины измеряют статический уровень воды. Его суть состоит в том, что пластовое давление жидкости внутри водоносного горизонта и давление водного столба уравновешивают друг друга. При этом появляется равновесие, препятствующее поднятию влаги.

Динамический уровень определяется в период откачивания, когда приток жидкости совпадает с ее оттоком. В процессе откачки водяной столб снижается, но на определенном уровне его падение прекратится. Эта величина может изменяться в зависимости от производительности насосного оборудования. Динамический уровень устанавливается, когда дебит скважины на воду совпадает с производительностью работающего насоса.

Знать эту величину необходимо, чтобы правильно подобрать и установить оборудование. Она также вносится в паспорт скважины. Оба уровня измеряются в метрах от земной поверхности. Чем выше водяной столб, тем эти показатели меньше.

Расчет производительности

Расчет дебита скважины осуществляют приблизительно спустя сутки после завершения бурения. Для этого уровень воды должен стать максимальным. Для вычислений потребуются следующие данные:

• глубина скважины;
• значение статического и динамического уровней;
• расположение фильтровой зоны;
• интенсивность водозабора.

Для определения дебита используют формулу:

Dt = V*H_в/(H_дин-H_стат), где

H_дин, H_стат — статический и динамический уровни воды;

V — скорость откачки,

H_в— высота столба.

Этот расчет содержит определенную неточность. В соответствии с ним производительность оборудования и падение водяного столба должны происходить строго пропорционально. На самом деле при возрастании мощности насоса наблюдается значительное падение уровня воды.

Для точности вычислений измерения повторяют. Окончательный дебит определяют по формуле:

D_у = (V₂-V₁)/(h₂-h₁), где

D_у –удельное значение дебита;

V₂-скорость водозабора при повторном измерении;

V₁-интенсивность водозабора при первичном измерении;

h₂,h₁ – разность между динамическим и статическим уровнями при различных исследованиях.

Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка. Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

• импульсивный;
• вибрационный;
• пневмоимпульсный;
• электрогидравлический удар;
• промывку фильтров.

В процессе применения перечисленных способов происходит уменьшение вязкости жидкости, увеличение трещиноватости породы, очищение пор водонесущих пластов. Для малопроницаемых твердых пород предпочитают механические способы. Физические методы больше подходят для улучшения удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

что это, виды и как расчитать на vodatyt.ru

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.

Содержание

1. Динамика, статика и высота столба воды
2. Определение дебита
3. Как рассчитывают дебит
4. Упрощенный расчет
5. Удельный дебит
6. Реальный дебит
7. Вывод + полезное видео

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.

Как измерить статический и динамический уровень воды.

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:

Dт = (2,5/(35-30))*10= 5,0 куб.м/час.

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:

Dуд=(V2-V1)/(h3-h2)

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:

Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час.

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:

Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.

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.

Какой должна быть мощность и расход воды у моей скважины — Skillings & Sons, LLC

Один из наиболее частых вопросов, которые люди задают в Департамент экологических служб штата Нью-Гемпшир, — сколько воды в скважине достаточно для среднего дома. Это важный фактор при рассмотрении вопроса о строительстве или покупке дома, и, как говорит NHDES, количество воды, доступной в колодце, может быть столь же важным, как и качество воды. Также важно учитывать скорость потока при покупке или строительстве нового дома. Федеральное жилищное управление (FHA) требует от 3 до 5 галлонов в минуту для старых колодцев и 5 галлонов в минуту для новых колодцев, чтобы пройти проверку.

Дополнительную информацию о рекомендациях по емкости воды в домашних колодцах можно получить в Совете по водоснабжению, который регулирует работу бытовых колодцев в Нью-Гемпшире. Совет по водозаборным скважинам представляет собой группу из семи человек, состоящую из представителей Департамента экологических служб и других организаций, включая подрядчиков по водозаборным скважинам, монтажников насосов, технических бурильщиков и общественность. Правление отвечает за защиту ресурсов подземных вод, лицензирование подрядчиков по скважинам и насосам, а также ведение документации по строительству скважин. Он также разрабатывает политики и обеспечивает соблюдение стандартов для строительства скважин и установки насосов. Президент Skillings & Sons Роджер Скиллингс в настоящее время является председателем совета директоров Water Well.

Расчет объема воды

Есть несколько способов узнать количество воды в колодце. Во-первых, это емкость для хранения воды. Стандартная пробуренная скважина диаметром 6 дюймов может хранить 1,5 галлона воды на фут. Если вы знаете глубину колодца, уровень воды и глубину насоса, вы можете вычислить емкость для хранения воды. Большинство людей не знают всей этой информации, но ее можно выяснить, проконсультировавшись со специалистом по системам водоснабжения.

Совет по водоснабжению предлагает, чтобы минимальная мощность водоснабжения для использования внутри дома составляла не менее 600 галлонов в течение двухчасового периода или около 5 галлонов в минуту в течение 2 часов. Здесь вы найдете диаграмму, которая более подробно описывает рекомендации по расходу воды. Некоторым домовладельцам может показаться, что это рекомендуемое количество меньше, чем им в конечном итоге необходимо, в зависимости от размера семьи или если есть большие потребности в воде на открытом воздухе. Это также то, что вы можете обсудить со специалистом по системе водоснабжения.

Расчет дебита скважины

При оценке подачи воды в скважину первым тестом обычно является тест дебита. Поток относится к количеству воды, поступающей из скважины, а скорость потока измеряется в галлонах в минуту, выходящих из скважины. Средней американской семье требуется от 100 до 120 галлонов на человека в день, а скорость потока составляет от 6 до 12 галлонов в минуту. Это требование может быть выше, если он обслуживает дом, в котором проживает большая семья, или есть большие потребности в воде.
Совет по водоснабжению и Ассоциация водозаборных скважин Нью-Гемпшира, группа частных специалистов, связанных с водоснабжением из скважин, рекомендуют скорость потока 4 галлона в минуту в течение 4-часового периода. Это эквивалентно 960 галлонам воды, непрерывно текущей в течение 4 часов. Эти группы согласны с тем, что эти результаты обеспечат оптимальное водоснабжение для домашнего использования и умеренное использование на открытом воздухе.

Это количество воды может быть меньше, чем необходимо для некоторых семей, особенно при значительном потреблении воды на открытом воздухе, поэтому специалисты по колодцам могут рекомендовать минимальный расход 5 галлонов в минуту или более.

Что делать, если мой колодец упадет?

Если после проведения проверки дебита скважина не соответствует рекомендуемым нормам, есть несколько вариантов увеличения дебита. Если на участке есть место, можно вырыть еще один колодец. Это также дорого, отнимает много времени и может не дать результатов, необходимых домовладельцу. Мы рекомендуем использовать процесс, называемый гидроразрывом пласта, при котором вода подается в существующую скважину для очистки от мусора и открытия трещин, позволяющих воде течь через коренную породу.

При гидроразрыве пласта или гидроразрыве пласта не используются химические вещества, и он отличается от гидроразрыва пласта, связанного с нефтегазовой промышленностью. Метод Skillings & Sons имеет 98-процентную вероятность успеха, и мы настолько уверены в нашем процессе, что предлагаем гарантию. Свяжитесь с нами чтобы узнать больше.

Как рассчитать производительность насоса: пошаговое руководство

Производительность насоса является важным параметром, который следует учитывать при выборе или спецификации насоса. Он сообщает нам, сколько жидкости насос может перекачать за определенное время, и обычно выражается в галлонах в минуту (галлонов в минуту), литрах в секунду (л/с) или кубических метрах в час (м³/ч).

Почему важна производительность насоса?

Допустим, у вас есть насос, который должен перекачивать 100 галлонов воды в минуту. Но насос может перекачивать только 60 галлонов в минуту. Это означает, что насос работает на 60% производительности.

Предположим, у вас есть еще один насос, способный перекачивать 150 галлонов в минуту. Этот насос используется примерно на 67%, если он перемещает только 100 галлонов в минуту.

Таким образом, знание того, как рассчитать производительность насоса, может помочь вам:

• Выберите насос, который более эффективен для ваших нужд
• Оцените, эффективно ли работает ваша существующая система
• Эксплуатация помпы в точке максимальной эффективности (BEP) или близкой к ней

BEP насоса — это точка, в которой он производит наибольший поток с наименьшим количеством энергии. Вы не хотите эксплуатировать насос, мощность которого недостаточна для удовлетворения ваших потребностей, или насос, который потребляет больше энергии, чем необходимо.

Хуже того, если помпа не работает с BEP, увеличивается вероятность отказа помпы.

Теперь, когда мы знаем, почему важна производительность насоса, давайте научимся ее рассчитывать.

1 – Используйте кривые насоса, предоставленные производителем

Хотя существует несколько способов расчета производительности насоса, использование кривых насоса является одним из наиболее распространенных. Кривая насоса имеет несколько названий, в том числе:

• Кривая выбора насоса
• Кривая КПД насоса
• Кривая производительности насоса

Кривые насоса показывают соотношение между расходом и напором (максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость против силы тяжести) для данного насоса. Они предоставляются производителями насосов, и их можно найти в руководстве по продукту или на веб-сайте производителя.

Посмотрите на эту кривую насоса, чтобы понять, что мы имеем в виду:

Кривые насоса включают ряд показателей производительности, таких как:

• Расход (измеряется в галлонах в минуту, л/с или м/ч)
• Давление (фунт/кв. дюйм)
• Напор (футы или метры)
• Потребляемая мощность (в лошадиных силах или киловаттах)
• Обрезка/диаметр рабочего колеса (дюймы)

Если вы уже установили некоторые из этих показателей, вы можете использовать кривую насоса, чтобы найти насос, соответствующий желаемой скорости потока. Вот пример того, как вы можете использовать кривые насоса для выбора насоса.

Предположим, вы рассматриваете центробежный насос TF-C100 (схема которого показана выше). Вы выбрали тот, у которого диаметр крыльчатки 3,5 дюйма и мощность 1 лошадиная сила.

Предполагая, что вам нужен насос для перемещения жидкости на 40 футов (напор), вы должны:

1. Найдите желаемый напор в футах вдоль вертикальной оси (Y) диаграммы
2. Проведите пальцем/линейкой прямо вдоль 40-футовой отметки
3. Отметьте точку, где кривая диаметра крыльчатки 3,5 дюйма взаимодействует с пальцем/линейкой
4. Проверьте соответствующее значение на горизонтальной оси (X) диаграммы
5. Это значение, в нашем случае 40 галлонов в минуту, является расходом насоса при наших условиях

Стоит отметить, что другие факторы (обсуждаемые в конце этой статьи) могут влиять на фактический расход вашего насоса, в том числе:

• Вязкость жидкости
• Температура жидкости
• Размер всасывающей и напорной трубы

Поэтому рекомендуется связаться со специалистами по насосам из Sanitary Fittings, если вам нужна помощь в чтении кривых выбора насоса, адаптированных для вашей работы.

2 – Использование законов подобия

Законы подобия представляют собой набор формул, описывающих взаимосвязь между переменными расхода насоса, напора, скорости и мощности. Существует два набора законов сходства или насосов:

• Набор 1: Те, в которых диаметр рабочего колеса рассматривается как постоянный ( D = c )
• Набор 2: Те, которые рассматривают переменную скорости как константу ( N = c )

Закон расхода, где диаметр рабочего колеса является постоянным

Соответствующая формула для определения расхода конкретного центробежного насоса при постоянном диаметре рабочего колеса выражается следующим образом: Q₁/Q₂ = (N₁/N₂)

Где Q = расход, N = вал скорость, 1 = текущий или до и 2 = новый или после

Используя эту формулу, мы можем определить, как расход изменяется при изменении скорости вала. Поскольку изменение прямо пропорционально, увеличение скорости вала на 10 % приведет к увеличению расхода на 10 %.

Вот пример того, как вы можете использовать этот закон подобия для расчета производительности насоса.

Предположим, вам интересно, каким был бы новый расход вашего насоса, Q₂ , если бы:

• Диаметр рабочего колеса остался прежним
• Текущий расход, Q₁ , составлял 400 галлонов в минуту
• Текущая скорость, Н₁ , была 1750 оборотов в минуту (об/мин)
• Новая скорость, N₂ , была 3500 об/мин

Для расчета нового расхода:

1. При одинаковом диаметре рабочего колеса Q₂ = Q₁ (N₂/N₁)
2. Замените значения в данной формуле цифрами, которые у вас есть
3. Ваше уравнение будет выглядеть так: Q₂ = 400 гал/мин x (3500 об/мин / 1750 об/мин)
4. Тогда Q₂ = 400 галлонов в минуту x (2)
5. Следовательно, Q₂ = 800 галлонов в минуту

Закон скорости потока, где скорость вращения вала постоянна

Возможно, вы захотите узнать, как повлияет на вашу текущую скорость потока, если вы используете рабочее колесо другого диаметра при сохранении той же скорости вала.

В этом случае расход прямо пропорционален диаметру рабочего колеса. Соответствующая формула: Q₁/Q₂ = (D₁/D₂)

Где Q = расход, D = диаметр рабочего колеса, 1 = текущий или до и 901 21 2 = новый или после

Например, предположим, что вы хотите рассчитать новый расход Q₂ для вашего насоса при условии, что:

• Скорость вращения вала осталась прежней
• Текущий расход, Q₁ , составлял 40 галлонов в минуту
• Текущий диаметр рабочего колеса, D₁ , был 3,5 дюйма
• Диаметр нового рабочего колеса, D₂ , был 3,68 дюйма

Выполните следующие действия:

1. При неизменной частоте вращения Q₂ = Q₁ ( D₂ / D₁ )
2. Замените значения в производной формуле цифрами, которые у вас есть
3. Ваше уравнение будет выглядеть так: Q₂ = 40 галлонов в минуту (3,68 дюйма / 3,5 дюйма)
4. Тогда Q₂ = 40 галлонов в минуту x (1,05)
5. Следовательно, Q₂ = 42 гал/мин

Совет эксперта: Изменение диаметра рабочего колеса повлияет на его эффективность. Хотя законы подобия могут быть полезны для расчета того, как изменения диаметра рабочего колеса влияют на производительность насоса, они не всегда точны.

3 – Расчет расхода насоса вручную

Если у вас нет кривых насоса или если законы подобия не применимы к вашей ситуации, по-прежнему можно рассчитать расход насоса вручную.

Этот метод требует, чтобы вы набрали жидкость в измерительный контейнер, объем которого известен, а затем использовали следующую формулу для расчета скорости потока: Объем собранной жидкости / затраченное время

Выполните следующие действия: емкость на напорном патрубке насоса

Например, если для заполнения 20-галлонного контейнера потребовалось две минуты, ваш расход будет равен 20 галлонам, разделенным на 2 минуты. Полученный ответ 10 галлонов в минуту — это расход вашего насоса.

Вы также можете присоединить расходомер к нагнетательному трубопроводу насоса для измерения расхода жидкости, проходящей через насос. Для получения оптимальных результатов подсоедините устройство как можно ближе к выпускному отверстию помпы.

Полезно знать, как рассчитать производительность насоса

Знание того, как рассчитать производительность насоса, придаст вам уверенности при выборе насоса, подходящего для вашего конкретного применения. Эти знания сэкономят вам время, деньги и энергию в долгосрочной перспективе.

Ознакомьтесь с таблицей ниже, чтобы получить представление о том, как разные насосы сравниваются с точки зрения расхода, заявленного производителем.

Помните, что на скорость подачи насоса могут влиять несколько факторов, в том числе:

• Размер и скорость насоса: Большие насосы будут перекачивать больше жидкости, чем насосы меньшего размера, поэтому вам нужен насос соответствующего размера для вашей операции. Точно так же, чем выше скорость насоса (или об/мин), тем выше его скорость потока.
• Температура жидкости, плотность и вязкость: Более тяжелые (более плотные) и вязкие жидкости, такие как кленовый сироп, будут течь медленнее, чем более легкие жидкости, такие как вода. Повышение температуры, как правило, экспоненциально снижает вязкость жидкости и линейно снижает плотность.
• Размер трубы, длина и изгибы: Трубы большего диаметра обычно имеют более высокие скорости потока, поскольку они имеют меньшее сопротивление потоку. Точно так же более короткие трубы приводят к более высокой скорости потока. Однако чем больше изгибов в трубе, тем выше сопротивление потоку и ниже скорость потока.

Всегда рекомендуется проконсультироваться с проверенным и надежным экспертом по насосам, чтобы убедиться, что выбранные вами санитарные насосы хорошо подходят для вашей работы.

Команда Sanitary Fittings стремится предоставлять доступные и высококачественные продукты в сочетании с исключительным обслуживанием клиентов.