Буровые скважины

Для забора подземных вод устраиваются буровые скважины. Буровая скважина – это вертикальная выработка в земной коре, которая закрепляется в рыхлых породах от обрушения трубами. Буровая скважина состоит из трех основных частей: колонны обсадных труб, водоприемной части с фильтром и отстойником и устьем, которое устраивается в виде геометрической головки для защиты от загрязнения. Диаметр скважин изменяется от 100 до 900 мм в зависимости от бурового оборудования. Одним диаметром удается закрепить скважину на длине не более чем 50…70 м. Поэтому скважина на глубине имеет разные диаметры.

Буровые скважины устраивают с помощью буровых станков. Процесс бурения состоит из разрыхления породы забоя (дна скважины), удаления разрыхленной породы и закрепления при необходимости ствола трубами, которые в этом случае называются обсадными. В зависимости от способа разрыхления породы забоя применяют следующие виды бурения: крутящееся, ударное и гидродинамическое.

Выбор вида бурения зависит от физико-механических свойств пород, глубины бурения, диаметра скважины и т.д. По виду примененной энергии различают бурение ручное и механическое. Вручную бурят скважины малого диаметра и малой глубины в благоприятных гидрогеологических условиях. Основной способ проходки буровых скважин – механическое, ударно-канатное и роторное бурение специальными буровыми станками и установками.

На территории парка в водонапорной башне будет установлена одна буровая скважина для дополнительного водоснабжения в связи с малым полезным объемом пруда.

Расход скважины определяется по формуле:

Q = π K_ф (H² – h₀²) / ln (R / r₀),

где K_ф – коэффициент фильтрации (15 м/сут = 0,00017 м/с);

H – мощность водоносного слоя (16 м);

h₀ – глубина воды в скважине после откачивания (1 м);

r₀ – радиус скважины (0,1 м);

R – радиус влияния скважины (м), определяется по формуле Зихорда:

R = 3000 (H – h₀) × = 3000 × (16 – 1) × = 548 м.

Таким образом, расход скважины составит: 0,016 м³/с.

Q =3,14 × 0,00017 ((16² – 1²) / ln (548 / 0,1)) = 0,00053 × (255 /8,6) = 0,016 м³/с, что за сезон составит 105753,6 м³ (0,016 × 6609600 с).

Подъем воды из буровых скважин осуществляется погружными, центробежными, поршневыми и водоструйными насосами. Приводом для насосов служат электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и ветродвигатели. Параметры насоса зависят от расхода скважины (Q) и напора (Н). Мощность двигателя насоса (квт) определяется по формуле:

N_НАС = К × 9,80 × Q × H / η,

где К – коэффициент запаса на перегрузках двигателя (1,15);

Q – подача насоса, м³/с;

H – полный напор насоса 57,0 м (14 +14 + 4 + 25);

η – коэффициент полезного действия насоса (0,6).

Мощность двигателя составит 13,9 квт (1,15 × 9,8 × 0,027 × 57,0 / 0,6).

Для подъема воды из буровых скважин и создания напора в последние годы применяются центробежные скважинные насосные агрегаты типа ЭЦВ (электрический, центробежный, водяной). В конструктивном отношении это многоступенчатые насосы вертикального расположения с погружным двигателем.