Как рассчитать дебет скважины
Одной и самых главных характеристик скважины по праву считается дебит. Именно он дает возможность определить способность водозабора обеспечить хозяйственные и питьевые нужды, правильно выбрать производительность насосного оборудования. Дебит показывает, сколько воды может дать скважина в определенный промежуток времени (день, час, минуту). Чем выше этот показатель, тем выше производительность водозабора, и тем мощнее должно быть насосное оборудование и больше диаметр обсадных труб.
Основные характеристики, которые применяются при расчете дебита скважины
— статический уровень воды. Измеряется расстояние от зеркала воды в состоянии покоя. Для измерения можно использовать веревку с грузом на конце. После того как груз опустился в воду, по длине троса можно определить статический уровень воды;
— динамический уровень воды. Определяется после того, как в действие приведен насос. Во время работы устройства происходит снижение 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 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 — не более 1 метра, 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, мерную емкость известного объема. Насос ставится на дно источника, 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.
Для более точного определения показателя производительности скважины можно использовать формулу. Например, у нас есть водозабор, глубина которого до фильтра составляет 50 метров. При этом статический уровень находится на 30 метрах (высота водного столба – 50-30=20 метров).
Первый забор воды производим насосом, имеющим расход 2 м3/ч. При этом динамический уровень составил 37 метра (воду откачивали в течение часа). Дебит нашей скважины рассчитываем по такой формуле:
глубина скважины, м – H;
дебит скважины, м3/ч – D;
производительность насоса, м3/ч – V;
динамический уровень, м — Hд;
статический уровень — Hст .
После подстановки значений получаем следующее: D1 = 5,7 м3/ч.
После проведения второго водозабора с использованием насосного оборудования производительностью 4 м3/ч, динамический уровень составил 41 м, следовательно, дебит — D2 = 7,2.м3/ч. Находим удельное значение:
Dуд = (D2 — D1)/ (h2 – h1) ,
где удельный дебит — Dуд;
высота падения водного уровня (7 и 11 метров соответственно) — h1 и h2.
Итак, можно подвести итог: при повышении динамического уровня на 1 метр, происходит увеличение дебита источника на 0,375м3/ч. Используя полученное значение, можно вычислить максимальный показатель Dмакс скважины, при котором уровень воды способен опуститься до фильтра.
Dмакс = Dуд х hмакс.
В нашем примере случае Dмакс = 0,375 х 50 = 18,75м3/ч. Поэтому максимальная мощность насоса должна быть на 10% ниже данного значения. Получается, что в наш водозабор следует устанавливать насос мощностью, не более 16 м3/ч.
Для небольших скважин показатель можно рассчитать по следующей формуле:
где производительность насоса, м3/ч – V;
временной интервал, в течение которого можно полностью выкачать воду из источника, ч – T;
объем воды в водозаборе на начало, вычисляется как hxS (h– высота столба воды, м; S – площадь поперечного сечения источника, вычисляется как πхd2/4, при этом d – внутренний диаметр трубы).
Например, водозабор имеет глубину 40 м, при этом статический уровень – 30 метров, диаметр внутренний обсадной трубы — 3 дюйма (79 мм). Откачка жидкости из источника была произведена за 1 час, производительность насоса – 2 м3/ч. Получается, что D = (2 х 0,5 – 10 х 3,14 х 0,0792/4)/0,5 = 3,8 м3/ч.
Одной и самых главных характеристик скважины по праву считается дебит. Именно он дает возможность определить способность
Добрый день. Пробурили скважину на 22 м, промывали за трубное пространство и в трубе, прокачали до чистой воды, сделали замер дебет 600-700 л/ч, как вы считаете это нормально? сколько проживет такая скважина. за ранее спасибо.
эксперта: Доброго времени суток. Скважина до 30 метров считается "малой" скважиной. Вырабатываемая мощность в
Организация индивидуального водоснабжения от глубоководной скважины – процесс достаточно сложный, требующий профессионального
Шнековое бурение скважин
Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится
Скважина на воду – лучший источник водоснабжения дома. Однако ее создание является делом трудоемким и дорогостоящим
Бурение артезианских скважин
Свое название артезианская скважина получила от названия провинции Артуа, располагающейся во Франции (лат.
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
Как определить дебит скважины?
Дебит скважины является главной и важнейшей ее характеристикой, выражающей максимально возможный забор воды в единицу времени. Определение дебита скважины дает возможность:
- правильно рассчитать потребление воды;
- правильно подобрать скважинный насос по критерию производительности;
- правильно определить уровень установки насоса.
Дебит скважины отождествляется с ее производительностью. При этом производительность насоса, который будет подавать воду, не должен быть выше производительности скважины. В противном случае должен обладать защитой от "сухого хода".
Принцип определения дебита скважины один, а способов – несколько, и все они различаются только технически. Наиболее точный способ определения дебита скважины подразумевает откачку всей воды из скважины высокопроизводительным насосом в мерную емкость.
Если максимально быстро откачать из скважины всю воду, а затем засечь время ее наполнения до статического уровня (уравновешенного), то путем несложных математических вычислений можно легко определить дебит. Для этого необходимо откаченный объем воды разделить на время, за которое скважина вновь наполнится до статического уровня. Полученное соотношение объема и времени будет являться настоящим дебетом скважины. Однако такой способ применим преимущественно к скважинам с невысоким дебитом, поскольку во время откачки воды будет происходить компенсация уровня, что даст определенную погрешность.
Другой способ расчета дебита скважины не является более точным, но часто применяется на практике и подходит для скважин любой производительности. Он использует две характеристики скважины: статический и динамический уровень. Измерение этих уровней ведется от поверхности земли до водяного зеркала. Для определения уровня воды в скважине можно использовать трос с грузилом и ориентироваться по характерному звуку касания грузила воды. У профессионалов имеются более удобные электронные приспособления измерения уровня воды в скважине.
Статическим уровнем воды в скважине называется уровень, который устанавливается при длительном неиспользовании насоса. Иными словами это уровень зеркала окружающего водоносного горизонта безнапорных скважин. У артезианских скважин динамический и статический уровень зачастую практически совпадают, поскольку их производительность выше производительности насоса.
Во время откачки из безнапорной скважины уровень воды будет понижаться и в определенный момент зафиксируется, но уже на более низкой отметке. Новая отметка является динамическим уровнем. Остановка на динамическом уровне при работающем насосе означает, что вода прибывает в скважину с той же скоростью, что и откачивается из нее. Однако истинный дебит скважины может оказаться гораздо большим, если разница между статическим и динамическим уровнем окажется менее 1 метра. Это дает повод при необходимости использовать более производительный насос.
Измеряя дебит скважины, насос необходимо опустить значительно ниже статического уровня (2, 3, 4, 5…м) в зависимости от высоты водяного столба, но не менее 1,5 м. Если при откачке воды сработает защита от сухого хода, то это означает, что дебит скважины оказался ниже производительности насоса. В таком случае для определения дебита необходимо использовать менее производительный насос. Стационарная установка скважинного насоса производится на 2 м ниже динамического уровня воды в скважине.
Следует отметить, что необходимости в точном определении дебита скважины для водоснабжения частного дома, как правило, не возникает, поскольку чаще всего производительность скважины удовлетворяет планируемому водозабору. Однако без определения динамического уровня не обойтись, поэтому второй способ расчета дебета скважины является более востребованным. К тому же он не требует наличия мерной емкости. Напомню, что динамический уровень позволяет правильно определить местоположение стационарного скважинного насоса. В свою очередь производительность насоса будет зависеть от планируемого расхода воды в коттедже, доме, учреждении и т.д.
Расчет дебита скважины в примере
Существует алгоритм определения оптимальной производительности насоса, которая совпадет с дебитом скважины. Рассмотрим это на конкретном примере. Если динамический уровень установился ниже статического уровня на 3 м, а производительность насоса при этом составила 1,5 м³/ч, то это дает возможность определить удельный дебит скважины (А ). Для этого делим производительность насоса на «а » на понижение «b »:
Получаем: 1,5/3=0,5 м³/ч – отдача скважины на каждый метр понижения уровня. Далее, требуется полную высоту водяного столба скважины в метрах умножить на А. и тогда мы получим настоящий дебет скважины, а также оптимальную производительность насоса, при которой отдача скважины будет равна скорости откачки воды. Итак, если высота водяного столба 10 м, то дебет скважины составит 10•0,5=5 м³/ч.
Автор текста: М. Тамилин
Источники: http://aquagroup.ru/articles/kak-rasschitat-debet-skvazhiny.html, http://vodosistema.ru/vodozabor/skvazhina/debit-skvazhiny.html, http://www.domastroim.su/articles/santeh/santeh_1360.html
