Конструкция водозаборной скважины

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ 4

1.   Общая часть  5

1.1. Краткая характеристика санитарно-технических норм расхода воды 5

1.2. Требования к качеству воды 6

1.3. Правила выбора места заложения скважины 7

1.4. Зона санитарной охраны скважины 8

2. Техническая часть 10

2.1. Краткая характеристика условий проведения работ на участке 10

2.2. Определение величины понижения уровня воды и динамического уровня при эксплуатации 11

2.3. Выбор и обоснование типа фильтра и расчет его параметров 12

2.4. Выбор и обоснование способа бурения 13

2.5. Определение проектной глубины скважины 14

2.6. Выбор и обоснование водоподъемного оборудования для эксплуатации и для проведения опытных работ 14

2.7. Выбор и расчет конструкции скважины 16

2.8. Выбор бурового оборудования 18

2.9. Выбор и расчет режимов бурения 19

2.10. Обоснование компоновок бурового снаряда 20

2.11. Технология вскрытия и освоения водоносного горизонта 21

2.12. Технология и расчет параметров цементирования скважины 22

2.13. Методика и выбор технических средств для проведения опытно-исследовательских работ в скважине 23

3. Анализ и выбор способа ликвидации поглощений промывочных жидкостей 25

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 28

Приложение 29 
 
 
 
 

Введение

    Подземные воды играют важную роль в развитии народного хозяйства. Объёмы потребления подземных вод в России как и во всём мире постоянно возрастают.

    Эксплуатация  подземных вод осуществляется главным  образом буровыми скважинами, как  наиболее эффективными и экономичными водозаборными сооружениями, а эффективность  и экономичность во многом объясняется  качеством проекта, в котором  должно быть предусмотрено применение наиболее совершенных технических  средств и технологии бурения  с учётом интересов охраны и рационального  использования природных ресурсов.

    Основная  цель курсового проектирования заключается  в том, чтобы научиться пользоваться учебной, справочной, научно-технической  литературой и другими источниками  информации о современном достижении науки и практики с тем, чтобы  в дальнейшем на высоком инженерном уровне решать вопросы техники и  технологии сооружения скважин в  практической деятельности.

    Задачей курсового проектирования является закрепление и углубление теоретических  знаний, использование этих знаний для решения конкретных задач.

 

    

1. Общая часть. 

 1.1. Краткая характеристика  санитарно-технических  норм расхода воды.

 При проектировании скважин на воду и  системы водоснабжения любого объекта прежде всего должно быть определено, сколько воды и какого качества необходимо подавать данному объекту.

 Вода  расходуется различными потребителями  для самых разнообразных целей: а) хозяйственно-питьевые нужды населения; б) производственные нужды предприятий  промышленности и сельского хозяйства; в) тушение пожаров.

 Для ориентировочного определения расчетного расхода воды проектируемой разведочно-добывающей скважины можно использовать данные табл. 1.

Таблица 1

Расчетные нормы расхода  воды [16] 

 

 Количество  воды на нужды местной промышленности, обслуживающей население, и неучтенные расходы допускаются дополнительно  в размере 5-10% от суммарного расхода  воды на хозяйственно-питьевые нужды  населенного пункта.

 Для определения общего суточного количества воды, необходимого для водоснабжения  объекта, величину, полученную по нормам табл. 1, нужно умножить на коэффициент  суточной неравномерности (1,1-1,3) и сложить  с количеством воды, требуемым  для восстановления противопожарного запаса.

 Расход  воды на противопожарные нужды зависит  от числа жителей и характера  застройки (табл. 2).

Таблица 2  

Расходы воды на наружное пожаротушение  

 

 Количество  воды, требуемое для противопожарных  целей, должен обеспечивать неприкосновенный запас в резервуарах, который  необходимо восстанавливать из скважины в течение следующего времени:

 а) 24 ч - в населенных пунктах и на промышленных предприятиях с производством, отнесенным по пожарной опасности к категориям А, Б и В;

 б) 36 ч - на промышленных предприятиях с  производствами, отнесенными по пожарной опасности к категориям Г и Д;

 в) 72 ч - в сельских населенных пунктах  и на сельскохозяйственных предприятиях.

 При определении часового дебита проектируемой  разведочно-добывающей скважины следует  считать продолжительность работы водопроводов для городов, больших  поселков и крупных промышленных предприятий 20-22 ч/сут, а для средних и небольших объектов 8-12 ч/сут. 

    1.2. Требования к качеству воды

    Качеством воды называется совокупность свойств  воды, обусловленная в основном концентрацией  содержащихся в ней компонентов.

    В состав воды в виде различных химических соединений входят около 50 элементов, многие из которых содержатся в малых  количествах, но также влияющих на ее свойства. Природные воды всегда содержат несколько компонентов. В зависимости  от размера частиц, составляющих компоненты воды, различают:

    1) растворенные компоненты, частицы  которых находятся в состоянии  молекулярной или ионной дисперсности (размер частиц менее 0,1 мкм); к  ним можно отнести растворенные  в воде газы (кислород, углекислый  газ, сероводород, азот) а также  катионы и анионы растворенных  в воде солей кальция, магния, натрия, калия, хлора и др.

    2) коллоидные компоненты, частицы  которых находятся в состоянии  высокой дисперсности (размер частиц 0,1-10 мкм). Эти компоненты могут  быть органического и минерального  происхождения. К органическим относятся гумминовые вещества и масла (масла попадают в воду со сточными водами), а к минеральным - кремниевая кислота (SiO₂), соединения металлов и др.;

    3) грубодисперсные компоненты, имеющие  размеры частиц больше 10 мкм. Эти  компоненты могут быть:

    а) всплывающие, их плотность меньше плотности  воды; б) тонущие, плотность которых  больше плотности воды; в) взвешенные, плотность которых близка к плотности  воды.

    При определении качества воды различают  следующие свойства.

    Физические: температура, запах, вкус и привкус, прозрачность, муть и осадок, взвешенные вещества, электропроводность.

    Химические: активная реакция, щелочность, жесткость, сухой остаток, железо, сульфаты и  хлориды, азотсодержащие вещества, окисляемость, сероводород, растворенный кислород, мышьяк, фтор, медь, цинк, марганец, свободная  углекислота, кремниевая кислота.

    Бактериологические: общее число бактерий, коли-титр, коли-индекс.

    Качество  питьевой воды, подаваемой централизованной хозяйственно-питьевой системой водоснабжения, регламентируется ГОСТом.

    Состав  и свойства воды при любом типе водоисточника, способе обработки воды и конструктивных особенностях водопроводной сети должны обеспечивать безопасность ее в эпидемиологическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства.

    Вода, подаваемая потребителям, должна быть защищена от случайного или систематического загрязнения путем устройства зон  санитарной охраны и герметичности  водопроводных систем.  

     1.3. Правила выбора места заложения скважины.

    При размещении водозаборных сооружений подземных  вод следует отдавать предпочтение участкам:

    а) расположенным вблизи места потребления воды; б) обладающим наибольшей водообильностью и допускающим забор потребного количества и надлежащего качества воды; в) обеспечивающим наиболее высокое положение динамического уровня в процессе эксплуатации; г) обеспечивающим возможность расширения водозабора на перспективу.

    Водозаборы  следует располагать на устойчивых (не оползневых) и незатопляемых  участках, а при отсутствии таких - предусматривать мероприятия по защите водозаборов (обвалование, подсыпку и др.). Участки для расположения водозаборов должны быть выбраны  таким образом, чтобы исключалась  возможность загрязнения эксплуатируемых  водоносных горизонтов бытовыми и промышленными  сточными водами, газонасыщенными водами и водами с повышенной минерализацией, содержащими железо и марганец, из других водоносных горизонтов. Скважина должна быть защищена от попадания воды, служащей для охлаждения подшипников, компрессоров и сальников.

    С целью защиты используемых подземных  вод от загрязнения сточными водами животноводческих ферм и других объектов должна быть организована санитарная зона участков расположения водозаборов. Зона санитарной охраны для подземных  источников состоит из двух поясов, в каждом поясе должен быть установлен особый режим.

    Первый  пояс - зона строгого режима - должен включать: а) источник в месте забора воды; б) водопроводные сооружения: насосные станции, запасные и напорные резервуары и т.д.