Как рассчитать дебит скважины: Расчет дебита скважины — АО Гидроинжстрой

Что Такое Дебит Скважины: Определение, Расчет, Как Увеличить

• 1 Что такое дебит и как его найти
  • 1.1 Определяем статический и динамический уровень
  • 1.2 Формулы для расчета дебита
  • 1.3 Зачем нужен точный расчет
• 2 Что делать, если дебит недостаточный
• 3 Как реанимировать скважину
  • 3.1 Стадии восстановления конструкции
  • 3.2 Преимущество восстановительных работ
• 4 Заключение

Рассчитать, сколько воды способна давать новая скважина, необходимо до её приемки в эксплуатацию

Первое, о чем следует подумать после окончания работ по бурению водозабора – как определить дебит скважины, как понять, соответствует ли её производительность нуждам водопотребителей. Сделать это нужно до того, как подрядная организация выдаст вам паспорт на скважину, так как указанный в ней дебит может совершенно не соответствовать реальному положению вещей, но вы поймете это намного позже.

Что такое дебит и как его найти

Скважину на своем участке люди строят для того, чтобы полностью обеспечить свои потребности в воде. Как правило, потребности эти рассчитываются заранее, после чего сравниваются с результатами геофизической разведки, определяющей наличие и мощность водоносного пласта в данном месте.

Но многое зависит и от самой скважины – от того, насколько верно была спроектирована её конструкция, определена глубина, подобрано оборудование. Выяснить, соответствует ли производительность нового гидротехнического сооружения заявленным вами требованиям, можно, определив его дебит.

Максимальное количество воды, которое может поступить за один час называется дебитом. Пишется это слово именно дебит и не связано с бухгалтерским понятием дебет.

Точное определение абсолютного дебита скважины задача сложная и требует специализированного оборудования, специальных знаний, навыков и к тому же времени. Даже при наличии всех вышеперечисленных условий определить дебит получится лишь на тот момент, когда производится измерение.

Конструкция артезианской скважины

Для справки. Чтобы вычислить необходимый вам объем воды, поступающий из водозабора, нужно умножить количество всех планируемых водоразборных точек на 0,5 куб. м. Это максимум, который может вытечь через кран за 1 час. В результате вы получите требуемую производительность насоса, которую и можно будет сопоставить с производительностью скважины.

Определяем статический и динамический уровень

Перед тем как рассчитать дебит скважины (максимальный объем воды, который можно из неё получить за определенный промежуток времени), нужно определить статический и динамический уровень воды в ней.

Обратите внимание. Так как дебит – величина не постоянная и зависит от сезонных изменений уровня подземных вод и других факторов, то точное его определение невозможно. Поэтому чаще всего выясняют его приблизительное значение, чтобы убедиться, что воды в скважине будет хватать для нужд владельца.

Итак:

• Статическим называют уровень воды в скважине, который устанавливается при отсутствии из неё водозабора. Он измеряется расстоянием от поверхности земли (или устья скважины) до зеркала воды. Причем для его точного определения нужно дождаться, пока уровень не перестанет подниматься после очередной откачки.

Для справки. Для новой скважины инструкция рекомендует выждать не менее суток после окончания бурения и промывки.

Статический и динамический уровни

• Динамическим называют уровень воды, стабилизирующийся на определенной отметке во время её откачивания насосом. Тут следует пояснить следующее: когда насос начинает работать, откачивая воду, её уровень в трубе постепенно понижается, но через какое-то время фиксируется, если интенсивность откачивания не превышает скорость наполнения скважины из водоносного горизонта. И чем выше производительность насоса, тем большее значение будет иметь динамический уровень. То есть, это величина не постоянная, зависящая от интенсивности непрерывного отбора воды.

Так как для определения дебита нужно знать значения статического и динамического уровней, последний для более точных расчетов необходимо вычислить как минимум дважды, производя отбор с разной интенсивностью. В этом случае цена ошибки будет минимальной.

Формулы для расчета дебита

Чтобы не думать о том, как увеличить дебет новой скважины после того, как бурильщики сдадут работу и уедут, добейтесь от них его максимально точного определения и решите, достаточно ли оно для вас. А чтобы быть уверенным, что расчеты произведены верно, вы и сами должны знать, как они делаются.

Расскажем об этом на примере.

Допустим, скважина пробурена на глубину 80 метров, а зона забора воды (фильтровая зона) начинается на отметке 75 метров от поверхности земли. Статический уровень (Hst) находится на отметке 40 метров. Вычисляем высоту столба воды в скважине (Hw): 80 – 40 = 40 метров.

• Существует простой, но не самый точный способ рассчитать дебит скважины (D), откачивая из неё воду в течение часа и замерив после этого динамический уровень (Hd). Этот расчет вы можете выполнить и своими руками по формуле:

D = V*Hw/Hd – Hst, где V – это интенсивность откачивания в кубометрах в час.

Основные данные для определения дебита

Предположим, она оказалась равна 3 куб.м/ч. То есть, за один час насос выкачал три куба воды, при этом её уровень в трубе понизился на 12 метров и динамический уровень составил 40 + 12 = 52 метра.
Подставляя эти данные в формулу, получаем: 3*40/52 – 40 = 10 куб.м/ч.

Обратите внимание! Чаще всего в паспорт скважины вносят значение дебита, рассчитанного этим способом. Но он не является точным, так как нет прямой зависимости между интенсивностью откачивания и изменением динамического уровня. Если вы возьмете насос другой производительности, результат может оказаться совсем иным.

• Для максимально точного определения фактического дебита необходимо хотя бы дважды зафиксировать динамический уровень воды, откачивая воду насосами разной производительности. В этом случае вы получите результат, близкий к фактическому.

Итак, дайте скважине отстояться после первого отбора до тех пор, пока отметка зеркала воды в ней не вернется на свой статический уровень. Затем снова откачайте воду в течение часа насосом с другой производительностью и снова измерьте динамический уровень.

Определить уровень воды можно с помощью веревки с отвесом

Допустим, он составил 64 метра при объеме откачанной воды 5 куб.м. за час. Данные двух замеров позволят вам вычислить значение удельного дебита скважины: Du = V₂ – V₁/ h₂ – h₁, где V₂ и V_{1 —} это интенсивность отбора воды, а h₂ и h₁ – падение её уровня от статического до динамического при втором и первом заборе соответственно. В нашем случае они составляют 24 и 12 метров.

Подставляя известные данные, получаем: Du = 5-3/24-12 = 0,17 куб.м/ч

Значение удельного дебита показывает, на сколько увеличивается реальный дебит при увеличении динамического уровня.

Реальный же дебит рассчитывается по формуле: D = (Hf – Hst)*Du, где Hf – это уровень верхней точки фильтровой зоны, который в нашем случае находится на отметке 75 м.

Таким образом, фактический дебит нашей скважины составит (75 – 40)* 0,17 = 5,95 куб.м/ч.

Как видите, это значение почти вдвое ниже полученного при первом замере. На него и следует ориентироваться, решая, достаточно ли вам будет такой производительности.

Зачем нужен точный расчет

Чаще всего скважину на участке бурят до строительства дома, когда ещё неизвестна реальная будущая потребность в воде. И поэтому нет возможности убедиться, что её будет хватать.

Чтобы не ломать голову, как повысить дебит скважины после выяснения его недостаточной величины, и нужно требовать проведения точных расчетов, так как описанный выше стандартный способ дает завышенные результаты. Кроме того, в паспорт скважины должна вноситься наиболее точная информация – при возникновении проблем в будущем это поможет найти их причину и восстановить производительность водозабора.

Что делать, если дебит недостаточный

Со временем количество воды, добываемой из скважины, может уменьшиться.

Происходит это чаще всего по двум причинам:

• Заиливание фильтра и эксплуатационной трубы.
• Снижение производительности насоса из-за поломки или засорения всасывающего фильтра.

В этих случаях нужно решать, не как увеличить дебет скважины, а как её прочистить, отремонтировать или заменить насос.

На фото – процесс очистки скважины

Если воды мало изначально, причины кроются совсем в другом:

• Бурильщики не попали в водоносный пласт. Иногда проблема решается увеличением глубины скважины.
• Водоносный горизонт не обладает достаточной мощностью и просто не способен давать требуемое количество воды. В этом случае скважину можно раскачать.

Раскачивание применяется и для очистки воды в скважине

Как раскачать скважину с малым дебетом?

Просто многократно выкачивать из неё всю воду, дожидаясь максимального наполнения. Если в процессе раскачивания вокруг водозаборной части скважины образуется водяной бассейн, он становится своеобразным накопителем воды в период отсутствия её отбора, увеличивая общий дебит. Но случается и так, что ни раскачивание, ни углубление скважины не решают проблему, и остается только бурить новый водозабор в другом месте.

Совет. Чтобы этого не случилось, обращайтесь для выполнения буровых работ только в серьезные компании с хорошими рекомендациями, способные гарантировать выполнение ваших требований.

Как реанимировать скважину

Так ремонтируется артезианская скважина

Восстанавливать можно малодебитные скважины или те, которые были в рабочем состоянии, а потом про них забыли, и они не эксплуатировались длительный период. Их можно отнести к заброшенным конструкциям.

Довольно часто такая участь уготована песчаным скважинам с небольшой глубиной, вода из них уходит, а они заиливаются. Различные методы реанимации скважин подразумевают проведение анализа исходных данных.

Итак:

• Рассматривается конструкция самой скважины и фильтра.
• Кольматационный процесс и его этапы, определяется снижение проницаемости в результате проникновения твердых частиц в поровую пустоту, а также образование фильтрационной корки при закупоривании породы, доступной для проникновения, интенсивность их проявлений.
• Изменение химического и физического состояния этих отложений.
• Определяются окружающие водоносные слои, породы и их характеристики фильтрации.
• Восстановление дебита скважин наиболее близкого по показателям к первоначальным данным, обеспечивается подбором самого оптимального метода, который поможет получить желаемый результат.

Стадии восстановления конструкции

Итак:

• Проведение видео диагностики и исследование. Труба просматривается предметно, для обнаружения проблем и неполадок. Составляется примерный план работ.
• Далее идет очистка мусора, пыли, скопившиеся в ней за период бездействия.

Внимание: К основной части работы относится удаление илистых наносов из водоприемника.

• Очистка ила может производиться с помощью воды, подаваемой под давлением.
• Обработка специальными реагентами.
• Гидроудар.
• Компрессионно-депрессионное воздействие относится к одному из способов, используемых для повышения производительности глубинных скважин.
• Новые технологии позволили получить очень эффективную и вместе с тем экономичную на сегодняшний день комплексную конструкцию для восстановления .
• Одновременно используется гидродинамическая установка высокого давления и кавитационный гидродинамический вибратор, заставляющий колебаться давление в жидкости.
• Любая, даже самая безнадежная скважина, после применения этого способа реанимирования конструкции, может снова эксплуатироваться.
• Эта технология, используемая в комплексе, позволяет произвести очистку отстойника, труб, увеличить дебит и провести другие действия, чтобы получить качественную работу скважины и обеспечить подачу воды.
• К преимуществу метода относится влияние на производительный, водоносный слой  и разрушение слоя любых загрязнителей в трубе. Вибрация создает колебания воды, находящейся под высоким давлением и разрушающей скопления песка, известняка и других осадочных пород и элементов.

Преимущество восстановительных работ

Прозрачная вода не может оставить никого равнодушным

• Возобновляется пропускной дебит конструкции с показателями не ниже первоначальных данных, как минимум.
• Дебит может сохраняться на протяжении 5-6 лет, поэтому нет необходимости в частых повторениях профилактических работ.
• Кратковременный импульсный метод воздействий не наносит вред керамическим, проволочным и другим видам фильтров.
• Инструкция предписывает обращать внимание на любую, незначительную на первый взгляд поломку, которая может сильно снизить эффективность работ скважины на воду и регулярность её использования.
• Приборный комплекс отличается мобильностью проведения процедур за счет собственных емкостей для рабочих реагентов и отдельного привода.
• В кавитационном вибраторе отсутствуют трущиеся части, поэтому можно говорить о высокой технической надежности комплекса, ещё обеспеченной изготовлением из материалов с высокой прочностью.
• Восстановление скважины своими руками практически невозможно, поэтому придется обращаться к профессионалам.
• Сразу хочется узнать какая цена вопроса восстановительных работ, чтобы определиться с финансовыми возможностями.
• Точная цифра стоимости складывается только после того, как мастера-исполнители смогут дать оценку сложности предстоящих работ.
• На фото видно, что скважины бывают не только с водой, но и с нефтью, газом. Важно, что проблемы у них схожие. Маленький дебит присутствует не только у воды. Как производится эксплуатация газовых малодебитных скважин, поможет понять технологии бурения и восстановления скважин.
• Восстановление бездействующих и увеличение производительности малодебитовых конструкций выполняется бурением боковых стволов. Этот способ выходит в первые ряды среди аналогичных методов.
• Особую актуальность он приобретает для Западной Сибири, где начинается поздняя стадия разработки залежей нефти и газа. Она характеризуется заметным обводнением объектов, находящихся в эксплуатации.

Заключение

Бесспорно, строительство скважины – это сложное дело, требующее больших затрат и огромного опыта. Но её мало только пробурить и оборудовать, нужно убедиться, что силы и деньги были потрачены не напрасно, и воды вам будет хватать на все нужды. Предложенные выше методы помогут вам сделать это грамотно, а видео в этой статье подскажет, на что обратить внимание, контролируя выполнение этой работы исполнителями.

Расчет дебита скважины — ЗАО «Недра»

назад к списку

При бурении водозаборных скважин в Петербурге и Ленинградской области наряду с качеством воды в скважине наиболее важным параметром скважины является её дебит (производительность), т.е. объем воды в единицу времени доступный для потребления. Это особенно важно при расчете коллективных скважин, когда потребление воды приближается к максимально возможным значениям для данной скважины. Итак, каким же образом производится расчет дебита водозаборной скважины.

Основные характеристики, которые применяются при расчете дебита скважины:

— статический уровень воды. Измеряется расстояние от зеркала воды в состоянии покоя.
— динамический уровень воды.  Определяется спустя час или несколько часов после того, как в действие приведен насос. Во время работы насоса происходит понижение уровня воды, которое устанавливается на некоторой отметке. Этот уровень называется динамическим. Если в процессе работы насосного оборудования динамический уровень остается неизменным, это говорит о том, что в скважину пребывает такое же количество воды, которое из нее откачивается. Это позволяет утверждать, что производительность водозабора равна произвольности насоса (показатель можно посмотреть в паспорте оборудования). Если дебит вашей скважины ниже производительности насоса, динамический уровень будет постоянно снижаться, пока вода не иссякнет вовсе. Если разница между статическим и динамическим уровнем — небольшая, это говорит о высокой производительности источника, которая, как видно, превышает мощность установленного насосного оборудования.

Опытным путем можно определить показатель производительности источника, если установить более мощный насос и большую мерную емкость известного объема. Насос ставится на дно источника или на максимально возможную глубину, после чего производится полная выкачка воды из скважины, затем засекаем время и ждем, пока уровень воды восстановится. Зная объем перекаченной воды и время восстановления можно рассчитать дебит. Для этого следует разделить объем на время.

Пока же для более точного определения показателя производительности скважины можно использовать формулу. Продемонстрируем расчет дебита на конкретном примере скважины в п. Агалатово:

В приведенном случае максимальная глубина загрузки насоса составляет 110 метров. При этом статический уровень Hстат находится на 40 метрах и таким образом максимальная высота доступного для потребления водного столба Hмакс – 110-40=70 метров.

Забор воды производим нашим насосом, имеющим паспортный расход (производительность) V = 1,36 м3/ч или 22,7 литров в минуту (фактически больше — 19 литровую канистру он набирает за 45 секунд, т.е. более 25 литров в секунду или 1,5 м3/ч, но для расчетов возьмем паспортную цифру). При этом динамический уровень Hдин составил 55 метров (воду откачивали несколько суток подряд).

Рассчитываем удельный дебит по формуле: Dудельный = (V)/ (Hдин – Hстат) = 1,36/ (55-40) =1,36/15 = 0,0906 м3/ч на 1 метр водного столба.

При установке насоса на глубину 100 метров дебит рабочий Dр = (100 — Hстат) x Dудельный = 60 х 0,091 = 5,436 м3/ч.

Для получения минимального требуемого Вам дебита 5 м3/ч будет достаточно опустить насос на глубину = 5 / 0,0906 +40 = 95,19 метра.

Итак, можно подвести итог: при повышении динамического уровня на 1 метр, происходит увеличение дебита источника на 0,0906 м3/ч. Используя полученное значение, можно вычислить максимальный показатель Dмакс производительности скважины. Максимальный дебит нашей скважины рассчитываем по формуле: Dмакс = Hмакс x Dудельный = 70 х 0,091 = 6,346 м3/ч , максимальная производительность насоса должна быть на 10% ниже данного значения, т.е. не более 5,71 м3/ч.

Все расчеты приведены с учетом минимальных значений и при эксплуатации производительность скважины вероятно будет выше, но и указанных минимальных значений вполне достаточно для комфортного водоснабжения нескольких домов.

Проверка притока скважины

Проще говоря, проверка притока скважины — это тест, который измеряет полезный объем воды, который скважина может доставить в дом или здание. Тест рассчитывает количество воды, которое можно перекачать из колодца через систему водоснабжения колодца в дом или здание. На объем воды будут влиять несколько факторов: мощность скважинного насоса, диаметр труб и препятствия на пути.

Как проводится тест?

Проверка притока скважины проводится путем подключения измерительного устройства к внешнему патрубку и измерения расхода воды в течение определенного периода времени. По мере включения и выключения скважинного насоса поток будет увеличиваться и уменьшаться. Эти изменения измеряются и документируются.

О чем говорят результаты?

Проверка потока скважины даст вам представление о том, какой объем воды и какой поток вы можете ожидать в доме. Стоит ли ожидать, что вы сможете принять душ, пока кто-то еще моет посуду на кухне?

Если поток воды прекратится во время теста
Если поток воды прекратится во время теста, это может быть вызвано несколькими причинами. Возможно, вышел из строя скважинный насос (что очень необычно). Столб воды в колодце может быть истощен (колодец «высох»). Возможно, сработал выключатель, питающий скважинный насос.

Если имеются значительные различия между более высоким и более низким расходом
Большие колебания расхода во время испытания могут указывать на проблему, связанную с работой или конфигурацией скважинной системы. Напорный бак скважины может быть неисправен и не регулирует давление воды должным образом. Реле давления в скважине (которое включает и выключает скважинный насос) может быть неправильно настроено или может работать неправильно.

Если расход в конце значительно ниже расхода в начале
Если в конце теста верхнее и нижнее показания намного ниже, чем в начале, это может свидетельствовать о том, что вода источники, питающие скважину, могут быть ограничены. Иными словами, тест использовал воду в колодце быстрее, чем природа могла ее пополнить. Если это так, есть вещи, которые можно сделать, чтобы защитить вас от нехватки воды.

О чем вам НЕ говорят результаты?

Засухи и засушливые сезоны
Проверка потока скважины не позволяет предсказать, насколько хорошо ваша скважина переживет засуху. Если предстоящее лето будет необычно засушливым, а источники воды и водоносные горизонты, питающие ваш колодец, высохнут, ваш колодец может оказаться в опасности. Испытание притока скважины проводится в определенный момент времени и может сообщать только об условиях на момент проведения испытания.

Давление
Проверка потока в скважине мало что говорит о давлении воды в доме. Относительно аналогичные показания расхода могут быть измерены при давлении 40 фунтов на квадратный дюйм («PSI») или 55 PSI. Разницу между низким давлением воды в доме и высоким давлением воды можно увидеть в том, сколько воды вы можете получить из душа на третьем этаже. Давление воды падает на 1 PSI каждые 2,31 фута подъема. Низкое давление воды в доме, как правило, решается довольно легко.

Чем испытание притока скважины отличается от испытания восстановления скважины?

Проверка потока скважины измеряет количество воды, доступной в доме для использования в течение определенного периода времени. Мера может быть в среднем 5 галлонов в минуту. 5 галлонов в минуту означают, что для большинства домохозяйств достаточно запасов.

Испытание на восстановление колодца измеряет, насколько быстро источники воды, питающие колодец, наполнят колодец. Во время испытания на восстановление скважины столб воды в скважине сливается на определенное количество и измеряется время, необходимое для восстановления столба. Этот тест полезен для определения того, насколько быстро столб воды в колодце восстанавливается после спуска, но он мало что дает для проверки того, есть ли у вас постоянное и достаточное водоснабжение в доме. Результат теста восстановления скважины 1 галлон в минуту может быть хорошим, если столб воды в скважине имеет глубину 600 футов. Это число ничего не говорит вам о количестве галлонов воды в минуту, которое вы будете получать в доме.

Следующие шаги

Спросите о добавлении испытания потока в вашу инспекцию или запланируйте его как отдельную услугу!

Как узнать давление воды и скорость потока в вашем доме

При поиске и покупке разбрызгивателей и шлангов необходимо знать две наиболее важных информации: давление воды и скорость потока в кране.

Спецификации спринклеров поясняют, какое давление необходимо для их правильной работы, а также при какой скорости потока. Хотя найти эти цифры сложнее при использовании большого шланга или мощного насоса, это легко сделать при использовании садового шланга.

Определение давления или фунтов на квадратный дюйм

Чтобы узнать, какое давление — или сила в фунтах на квадратный дюйм (PSI) — воды в вашем доме, вам нужно купить манометр. Этот гаджет навинчивается на выпускное отверстие вашего крана и измеряет статическое давление или величину давления, когда вода не используется.

*Примечание. Статическое давление в вашем расчете используется в качестве общего ориентира из-за переменных, которые изменяют давление воды между водомером и краном. Ваше конечное давление в разбрызгивателе может быть меньше, чем вы рассчитываете, используя значение статического давления.

Определение скорости потока или галлонов в минуту

Чтобы узнать скорость потока или количество галлонов в минуту (галлонов в минуту), вы можете использовать расходомер или выполнить тест ведром на пять галлонов из патрубка, который вы планируете подсоединить к садовый шланг и разбрызгиватель.

Чтобы выполнить тест на пятигаллонное ведро, вы помещаете пятигаллонное ведро под поток воды и отсчитываете время, пока оно наполняется. Вам нужно будет знать общее количество секунд, которое потребовалось, чтобы наполнить ведро. Получив это число, вы будете использовать приведенное ниже уравнение для определения своего gpm.

• Уравнение: 5 (галлонов)/количество секунд для заполнения, затем умножьте ответ на 60, чтобы получить галлонов в минуту.
• Пример: вам требуется 30 секунд, чтобы наполнить пятигаллонное ведро; 5/40 = 0,167, 0,167 x 60 = 10 гал/мин

Как только вы узнаете статическое давление и общее количество галлонов в минуту, поступающее от вашего патрубка, вам нужно рассчитать ожидаемые потери на трение. Потери на трение будут зависеть от диаметра и длины вашего шланга, а также от того, сколько галлонов в минуту проходит через него. Вы можете использовать диаграмму потерь на трение в разделе часто задаваемых вопросов, чтобы найти общие потери из-за трения и вычесть их из вашего статического давления номер 9.0003

Наконец, изменение высоты также влияет на давление воды. На каждые 10 футов изменения высоты вам нужно будет добавить или вычесть 4,33 фунта на квадратный дюйм. При спуске вы добавляете 4,33 фунта на квадратный дюйм к вашему окончательному числу, но если вы идете вверх от крана к разбрызгивателю, вы должны вычесть 4,33 фунта на квадратный дюйм из вашего окончательного числа.

• Уравнение: статическое давление – потери на трение +/— изменение высоты = psi, доступные для спринклера
• Пример: Вы измеряете свое статическое давление на уровне 65 фунтов на квадратный дюйм и общий расход из вашего патрубка на уровне 10 галлонов в минуту. Тележка для разбрызгивателя будет подсоединена к 100-футовому садовому шлангу диаметром 3/4 дюйма, спускающемуся по склону, который находится на 10 футов ниже уровня вашего крана. и требуется не менее 44 фунтов на квадратный дюйм, чтобы вода распылялась на определенное расстояние.
  • Статическое давление = 65 psi
  • Потери на трение = -13,77 фунтов на кв. дюйм/ 100 футов шланга ¾ дюйма (определено из таблицы потерь на трение)
  • 10’ изменение высоты вниз по склону = +4,33 фунтов на квадратный дюйм прирост
  • Окончательное значение psi при расчете спринклера 65 – 13,77 + 4,33 = 55,5 psi

Поиск подходящего дождевателя

У нас есть продукты и опыт, необходимые вам, когда вы готовы инвестировать в надежное и долговечное решение для орошения.