Дебет скважин на воду

Как произвести расчет дебита скважины?

Скважина, как и любое гидротехническое сооружение, имеет свои характеристики. Это тип (песчаная или известняковая), глубина, диаметр, производительность. Важнейшим этапом определения ее функциональности является расчет дебита скважины.

Что такое дебит и зачем его считать?

Предельный объем воды, который можно выкачать в единицу времени, называется дебитом (не путать с бухгалтерским термином «дебет»). Вода из водоносного слоя поступает в обсадную трубу, где происходит процесс накопления. При интенсивном выкачивании она заканчивается. Для возобновления работы требуется время. Если водяной столб снижается быстро, то это свидетельствует о низком дебите, если медленно – о высоком. В скважинах, пробуренных в обильных горизонтах, как правило, приток превышает производительность насоса. В таких случаях вода не заканчивается, а ее столб лишь снижается до определенного уровня.

Расчет дебита фонтанной скважины.

Производительность скважины может варьироваться от нескольких кубометров до нескольких тысяч кубометров в сутки. Расчет производительности водозаборной точки необходим, прежде всего, для сопоставления ее мощностей с нуждами потребления. Плановый расход определяется из расчета 0,5 куб. м/час на одну точку (кран). Исходя из этих данных, подбирается оборудование. К примеру, при условии работы одновременно 6 точек необходимо устанавливать насос, выполняющий прокачку 3 куб. м/час. Вопрос: сможет ли водозаборная точка обеспечить такую подачу? Точно измерить производительность затруднительно: она может меняться в зависимости от сезона. Однако и приблизительная информация важна. При бурении артезианских водозаборов данные заносятся в технический паспорт. Заказчик должен лично участвовать при проведении процедуры определения дебита: нужно понимать, что в последующем претензии к несоответствию его технической документации приниматься не будут. Точная информация в паспорте может оказать услугу и в будущем при возникновении технических или юридических проблем.

Измерение и расчет

Определение дебита скважины производится примерно через сутки после ее бурения: уровень воды должен достигнуть максимальной отметки. Для расчета измеряется несколько параметров:

1. Глубина скважины.
2. Расположение начала фильтровой зоны (верхняя точка).
3. Интенсивность отбора (объем в единицу времени).
4. Статический уровень – отметка воды в неэксплуатируемом состоянии.
5. Динамический уровень – отметка воды при непрерывной откачке. При работе насоса столб будет снижаться, но на определенной высоте стабилизируется. Эта точка и является динамическим уровнем. При изменении производительности насоса он будет отличаться.

Способ увеличения дебета скважины при помощи желонки.

Замер статического и динамического уровней производится от поверхности земли. Таким образом, чем выше отметка водяного столба, тем показатели этих уровней меньше.

Определить дебит скважины можно по формуле:

Dt – дебит скважины; V – интенсивность откачки; H_дин — динамический уровень, H_стат — статический уровень; H_в — высота столба (определяется как разность между глубиной скважины и статическим уровнем).

Такой расчет содержит одну серьезную погрешность. Он подразумевает, что при изменении производительности насоса падение столба будет происходить строго пропорционально. Однако это не так. В реальности наблюдается прогрессивное падение воды при увеличении мощности насоса. Но для каждой водозаборной точки оно индивидуально. Для более точного вычисления производится повторное исследование с иной интенсивностью отбора. После этого определяется удельный дебит:

Dу – удельный дебит; V₁ — интенсивность водоотбора при первом исследовании; V₂ — интенсивность водоотбора при повторном исследовании; h₁ — разность между динамическим и статическим уровнями при первом исследовании; h₂ — разность между динамическим и статическим уровнями при повторном исследовании.

Удельный дебит – величина, показывающая количество воды, добываемое из скважины (колодца) при понижении водяного столба на 1 м.

Реальный дебит можно посчитать по формуле:

Dt – дебит скважины; H_фильтр — глубина начала фильтровой зоны; H_стат — статический уровень; Dу – удельный дебит.

В связи с тем что производительность гидротехнического сооружения непостоянна и зависима от ряда внешних факторов, такое вычисление можно назвать точным лишь условно. Однако оно наиболее близко к истине, и полученные данные можно заносить в паспортную документацию.

Как рассчитать дебит скважины

Основным элементом системы водоснабжения является источник водоснабжения. Для автономных систем в частных домовладениях, на дачах или фермерских хозяйствах в качестве источников используют колодцы или скважины. Принцип водоснабжения прост: водоносный слой наполняет их водой, которая с помощью насоса подается пользователям. При длительной работе насоса, какова бы ни была его мощность, он не может подать воды больше, чем водонос отдает в трубу.

Любой источник имеет предельный объем воды, которую он может отдать потребителю за единицу времени.

Определения дебита

После бурения, проводившая работу организация предоставляет протокол испытания, либо паспорт на скважину, в который вносится все необходимые параметры. Однако, при бурении для домохозяйств, подрядчики часто вносят в паспорт приблизительные значение.

Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.

Однако, абсолютно точно рассчитать продуктивность источника сложно. Расчет показателей требует времени и спецоборудования. Но, полученного результата будет достаточно для понимания возможностей вашего источника.

Динамика, статика и высота столба воды

Прежде чем приступить к измерениям, нужно понять, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, а также высота столба воды в скважинной колонне. Замер данных параметров необходим не только для расчета производительности скважины, но и для правильного выбора насосного агрегата для системы водоснабжения.

• Статический уровень – это высота водяного столба при отсутствии водозабора. Зависит от внутрипластового давления и устанавливается во время простоя (как правило не менее часа);
• Динамический уровень – установившейся уровень воды во время водозабора, то есть когда приток жидкости равняется оттоку;
• Высота столба – разница между глубиной скважины и статическим уровнем.

Динамика и статика измеряется в метрах от земли, а высота столба от дна скважины

Произвести измерение можно с помощью:

• Электроуровнемера;
• Электрода, замыкающего контакт при взаимодействии с водой;
• Обычного грузика, подвязанного к веревке.

Замер с помощью сигнализирующего электрода

Определение производительности насоса

При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:

• Посмотреть данные расходомера или счетчика;
• Ознакомиться с паспортом на насос и узнать производительность по рабочей точке;
• Посчитать приблизительной расход по напору воды.

В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:

• Длину трубы (мин 1,5 м.) и ее диаметр;
• Высоту от земли до центра трубы;
• Длину выброса струи от конца трубы до точки падения на землю.

После получения данных необходимо сопоставить их по диаграмме.

Сопоставьте данные по аналогии с примером

Измерение динамического уровня и дебита скважины нужно производить насосом с производительностью не менее вашего расчетного пикового расхода воды.

Упрощенный расчет

Дебит скважины – это отношение произведения интенсивности водооткачки и высоты водяного столба к разности между динамическим и статическим водными уровнями. Для определения дебита скважины определения используется формула:

• Dт –искомый дебит;
• V – объем откачиваемой жидкости;
• Hдин – динамический уровень;
• Hст – статический уровень;
• Нв – высота столба воды.

Например, мы имеем скважину глубиной 60 метров; статика которой составляет 40 метров; динамический уровень при работе насоса производительностью 3 куб.м/час установился на отметке 47 метров.

Итого, дебит составит: Dт = (3/(47-40))*20= 8,57 куб.м/час.

Упрощенный метод измерений включает замер динамического уровня при работе насоса с одной производительностью, для частного сектора этого может быть достаточно, но для определения точной картины – нет.

Удельный дебит

С увеличением производительности насоса, динамический уровень, а соответственно и фактический дебит снижается. Поэтому более точно водозабор характеризует коэффициент продуктивности и удельный дебит.

Для вычисления последнего следует произвести не один, а два замера динамического уровня при разных показателях интенсивности водозабора.

Удельный дебит скважины – объем воды, выдаваемой при снижении ее уровня за каждый метр.

Формула определяет его как отношение разности большего и меньшего значений интенсивности водозабора к разности между величинами падения водного столба.

• Dуд – удельный дебит
• V2 – объем откачиваемой воды при втором водозаборе
• V1 – первичный откачиваемый объем
• h2 – снижение уровня воды при втором водозаборе
• h1 – снижение уровня при первом водозаборе

Возвращаясь к нашей условной скважине: при водозаборе с интенсивностью 3 куб.м/час, разница между динамикой и статикой составила 7 м.; при повторном замере с производительностью насоса в 6 куб.м/час разница составила 15 м.

Итого, удельный дебит составит: Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час

Реальный дебит

Расчет строится на основании удельного показателя и расстоянии от поверхности земли до верхней точки фильтровальной зоны, учитывая условие, что насосный агрегат не будет погружен ниже. Данный расчет максимально соответствует реальности.

• Dт –дебит скважины;
• Hф – расстояние до начала фильтровальной зоны (в нашем случае примем за 57 м.);
• Hст – статический уровень;
• Dуд – удельный дебит.

Итого, реальный дебит составит: Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.

Как видно, в случае с нашей воображаемой скважиной, разница между упрощенным и последующем измерением составила почти 2,2 куб.м/час в сторону уменьшения производительности.

Снижение дебита

В ходе эксплуатации производительность скважины может уменьшаться, основной причиной снижения дебита является засорение, а для его увеличения до прежнего уровня необходимо производить очистку фильтров.

Со временем рабочие колеса центробежного насоса могут износиться, особенно если ваша скважина на песке, в этом случае его производительность станет ниже.

Однако, прочистка может не помочь, если изначально у вас оказалась малодебитная водяная скважина. Причины этого разные: диаметр эксплуатационной трубы недостаточен, она попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.

Читайте также:

• Что делать, если насос застрял в скважине. Советы профессионалов
• Утепление скважины на зиму в зависимости от климата
• Скважина в доме – минимум затрат, максимум комфорта
• Изготавливаем и устанавливаем кессон для скважины самостоятельно

• Предыдущая статья Что такое артезианская скважина и нужно ли ее регистрировать
• Back All Entries
• Следующая статья Особенности абиссинского колодца

Добавить комментарий Отменить ответ

Что такое дебит скважины и ее расчет производительности

Как и любая конструкция, скважина для питьевой воды имеет ряд важных характеристик. Одна из важнейших, это дебит скважины, или ее производительность. Без этого показателя не получится правильно подобрать оборудование и не будет понятно – сможет ли она обеспечить дом достаточным количеством воды.

Что такое дебит

Вода поступает в обсадную трубу из водоносного слоя и закачивается в систему водопровода глубинным насосом. Естественно, что ее объем не бесконечный. Поэтому, производительность скважины, это тот объем жидкости, который приходит в нее из водоносного слоя и может выкачаться за некоторый промежуток времени. Например, за час или за день.

Технически, это значение не постоянное, на него влияет:

• время года – например, весной или осенью, он будет выше за счет обильных дождей или таяния снега;
• погодные условия;
• чистота обсадной трубы – со временем она загрязняется, и производительность уменьшается.

Поэтому, дебит скважины на воду имеет усредненное значение. Тем более что в точном, нет большой необходимости. Оно нужно для того, чтобы понимать, сможет ли она перекрыть максимально возможное пиковое потребление воды.

Посчитать необходимую потребность в воде не сложно. Для этого нужно сложить все точки потребления и умножить на 0.5 кубических метра в час. Например, в доме 5 таких точек, умножив их на 0.5, получается значение 2,5 кубометра в час. Это будет максимально возможное потребление, при учете одновременного включения всех потребителей.

Для правильного проектирования системы водопровода, необходимо знать, как рассчитать дебит скважины. Обычно, он вписан в ее паспорт. Но иногда он может быть утерян, либо бурением занимались подрядчики, которые не стали его считать.

Необходимые характеристики

Чтобы сделать правильный расчет скважины, потребуются два значения:

1. Статический уровень воды.
2. Динамический уровень.

Вычислить их довольно просто. Статический уровень считается, когда из скважины не производится откачка воды. Чтобы получить точные замеры, желательно, чтобы она простояла несколько часов после последнего включения насоса. Т.е. уровень воды должен установиться на максимальной отметке.

Уровень считается в метрах, а его значение меряется от воды до поверхности. Замер делается таким образом:

• в обсадную трубу опускается веревка с грузом;
• достигнув дна, она вынимается наружу;
• на веревке измеряется сухой и мокрый участки.

Мокрый – показывает высоту столба, а сухой – статический уровень.

Динамический показатель измерять чуть сложнее и показывает на какой отметке будет держаться столб воды при непрерывном заборе. Но перед тем как рассчитать дебит скважины, это в любом случае придется сделать.

Для этого, в обсадную трубу опускается насос и начинается откачка воды. В это время делаются замеры, на основании которых определяется, до какой отметки она упадет при постоянной откачке.

Здесь может быть несколько вариантов:

1. статический и динамический уровни совпадают. Это говорит о том, что производительность скважины больше или равна мощности насоса;
2. начальный уровень опускается на 50-100 см. В этом случае, производительность также велика и для точных замеров, придется использовать более мощный насос;
3. статический уровень опускается до нуля. Это означает, что вода приходит медленнее, чем насос ее откачивает.

Таким образом, динамическое значение, напрямую зависит от характеристик насоса. А для определения приемлемых показателей, он должен откачивать воду около часа.

Вычисление производительности

Теперь, зная, что такое дебит скважины и имея замеры статического и динамического уровня, можно переходить к основным расчетам. Для этого есть два пути:

1. Простой и неправильный.
2. Чуть сложнее, но дающий реальные результаты.

Для расчета потребуется чистый лист бумаги, результаты предыдущих замеров и калькулятор.

Простой способ

Для определения дебита, делят объем выкачанной воды, на затраченное время. Формула выглядит таким образом – ДС=М/(У_дин -У_стат )*ВС, где:

• ДС – дебит;
• М – мощность откачки, измеряется в кубических метрах;
• У_дин – динамическое значение;
• У_стат – статическое значение;
• ВС – общая высота водяного столба.

Например, есть обсадная труба с глубиной 40м:

• М – 2,5 кубических метров в час;
• У_дин – значение составило 30 метров ;
• У_стат – значение равно 25 метрам;
• ВС – общая высота столба, вычисляется как разница между полной глубиной и статическим уровнем, т.е. она равна 15м.

По формуле – 2,5м3/ч(30м-25м)*15м, производительность получается равной 7,5 м3/час.

С одной стороны, все верно, а с другой, у такой формулы есть существенный недостаток. Она не учитывает погрешность, при повышении интенсивности забора воды. Фактически, делается предположение, дебит линейно связан с мощностью насоса.

Например, если увеличить мощность и начать откачивать 5 м3/час, то разница между статическим и динамическим уровнем, должна увеличиться в 2 раза и составить 10 м. Однако, это не так. Уменьшение объема воды будет происходить быстрее. Поэтому, для определения реальных показателей, считают удельный дебит скважины.

Подсчет реальной производительности

В этом случае делается два динамических замера при разной мощности откачки. Например, для второго замера использовалась мощность в 3,5 м3/час. При этом он снизился на 10 м.

Теперь нужно применить такую формулу – РД= (М2-М1)/(П2-П1). В ней:

• РД – реальная производительность;
• М2 – большая мощность откачки;
• М1 – меньшая мощность;
• П2 – значении, на которое упала вода после второй откачки;
• П1 – то же самое для первой откачки.

(3,5-2,5)/(10-5) = 0,2м3/ч. Это значение дает понять, сколько производительности дает 1 м динамического уровня. Теперь, можно делать дальнейшие расчеты.

Для этого применяется такая формула – Д=(ВН-ВС)*УД, в ней:

• Д – реальное значение производительности;
• ВН – высота, на которой установлен насос, например 35 м;
• ВС – уровень статический;
• УД – значение производительности, полученное по предыдущей формуле.

Формула расчета дебита скважины

Получается – (37-25)*0,2 = 2,4 м3. Фактически, для получения реальной производительности нужно взять высоту водяного столба не от дна обсадной трубы, а от насоса. И умножить ее на удельное значение. Так можно получить более правдоподобные результаты.

Знать, как рассчитать дебит скважины, нужно хотя бы для того, чтобы проконтролировать работу подрядчика – в паспорте могут написать все что угодно.

Таким образом, вычислить нужные показатели можно и самостоятельно. Этот процесс не такой уж длительный и сложный. Однако, проектировать водопровод и разводку потребителей, не зная дебета нельзя. Если это сделать – может получиться неприятный сюрприз, когда воды не хватит для обеспечения дома.

Источники: http://moyaskvazhina.ru/oborudovanie/raschet-debita-skvazhiny.html, http://vodosistema.ru/vodozabor/skvazhina/debit-skvazhiny.html, http://kanalizaciyasam.ru/skvazhina/chto-takoe-debit-skvazhiny.html