Как рассчитать столб жидкости в скважине

Обновлено: 07.07.2024

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Содержание

Понятия статического и динамического уровня

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

обилие осадков;
число водопотребителей,
интенсивная выкачка воды.

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Проверку уровневых значений проводят спустя сутки после бурения гидротехнического сооружения и вносят данные в паспорт установки. Показатели нужны для того, чтобы определить дебит скважины. Он показывает, сколько воды может выдать источник за определенный временной отрезок, к примеру, 10 кубометров в день, либо 3 кубометра в час.

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

Аппарат удерживают за ручку и включают тормозной рычаг.
Электрод с грузом опускают в скважинную шахту.
При соприкосновении контакта с водой, слышен характерный звук, а на катушке вспыхивает лампа-индикатор.
По нанесенной на трос разметке снимают показания.

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

Ультразвуковой датчик располагают на скважинном устье.
Он посылает сигналы вниз.
Данные высвечиваются на дисплее.

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

Проще всего, если гидротехническое устройство создали профессионалы. Специалисты, занимающиеся пробиванием скважинных шахт, выдают паспорт на скважину, где указывают результат расчетов уровней и дебита. Помимо этих показаний в документе есть данные о габаритах и материале обсадных труб и советы по использованию подходящего напорного оборудования.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Что такое дебит водяной скважины, и как его рассчитать

Когда вода поступает из водоносного пласта, нужно уметь оценить приток. Иначе при полной нагрузке воды не хватит для всех потребителей. Дебит скважины – параметр, указывающий на то, сколько воды можно получать из источника в единицу времени. Расчет достаточно сложен, и требует внимания, аккуратности и терпения.

Динамика, статика и высота столба воды

Значение этих терминов нужно изучить, чтобы понять, как определить дебит скважины. Это основные показатели эффективности скважины в процессе водоснабжения. Измерить их до того, как рассчитать дебит скважины. На основании полученных данных определяется мощность насосного оборудования. Значение этих терминов нужно изучить, чтобы понять, как определить дебит скважины. Это основные показатели эффективности скважины в процессе водоснабжения. Измерить их до того, как рассчитать дебит скважины. На основании полученных данных определяется мощность насосного оборудования.

Под статическим уровнем понимают глубину шурфа, заполненного водой, при условии, что забор жидкости не производится. Чтобы определить его, нужно обеспечить простой источника в период не менее 60 минут. Динамическим уровнем именуется величина глубину водяного столба, который установится, если забор жидкости будет равным притоку. Величина необходима для расчета дебита скважины.

Как измерить статический и динамический уровень воды.

А под высотой водяного столба предполагают расстояние от дна до отметки статического уровня. При измерении есть одна особенность. Этот параметр определяется от дна, в то время, как остальные – от нулевой отметки (от поверхности земли). А чтобы лучше понять, что такое дебит скважин, нужно рассмотреть принцип проведения расчетов и разобраться в особых требованиях к процедуре.

Определение дебита

Одним из необходимых параметров является производительность насоса. Она указана в технической документации. Если под рукой его не окажется, придется сделать следующее: Одним из необходимых параметров является производительность насоса. Она указана в технической документации. Если под рукой его не окажется, придется сделать следующее:

Установить полутораметровую отводную трубу.
Замерить, как высоко от земли она находится.
Включить насос.
Измерить, на какое расстояние выбрасывается жидкость из трубы.
Сопоставить полученные данные с разработанной специалистами диаграммой.

При определении высоты столба, воды вручную, нужно пользоваться насосом, мощность которого равна или превосходит общую потребность. Иными словами, ее должно хватать, чтобы обеспечить все потребители.

Как рассчитывают дебит

Чтобы получить искомую величину, нужно иметь исходные данные, в качестве которых служат показатели статического и динамического уровня, объема получаемой жидкости, высота столба. Формула зависит от типа расчетных операций. Чтобы получить искомую величину, нужно иметь исходные данные, в качестве которых служат показатели статического и динамического уровня, объема получаемой жидкости, высота столба. Формула зависит от типа расчетных операций.

Упрощенный расчет

Таким методом рассчитывается средний дебит скважины. Для получения точных сведений нужно будет воспользоваться иным способом. Но для частного дома упрощенного расчета вполне достаточно. Чтобы определить дебит скважины, нужно умножить интенсивность откачивания на высоту водного столба, а полученную величину разделить на разницу между динамическим и статическим уровнем.

К примеру, имеется скважина глубиной 50 метров.

Статическая отметка – 40 метров, динамическая – 35 м. Количество водный масс, перекачиваемых за 60 минут, указано на насосе, и составляет 2,5 куб/час. Тогда расчет производится следующим образом:

Dт = (2,5/(35-30))*10= 5,0 куб.м/час.

Удельный дебит

Если увеличить мощность насосного оснащения, дин. уровень станет ниже. Это приведет к тому, что дебит снизится. Именно поэтому для получения достоверных данных рассчитывают удельный дебит скважины. Показатель указывает на количество воды, выдаваемой при падении ее уровня на 1 метр. Процедура предполагает произведение двух замеров.

Если установить, что интенсивность водозабора равна V, а снижения отметки залегания воды в скважине v, то формула будет выглядеть следующим образом:

Dуд=(V2-V1)/(h2-h1)

Цифровые индексы указывают на то, к какому замеру (первому или второму) относятся данные. На примере это выглядит так:

Производятся два замера дебита скважины, а именно исходных данных.
Замеряется интенсивность выкачки воды (допустим, она равна 3 кум/час).
Оцениваются показатели уровней. Допустим, статические показатели уровня отличны от динамических на 7 м.

Процедуру повторяют, установив насос, производительность которого равна не 3, а 6 куб/час. В данном случае, предположим, разница между статикой и динамикой – 15 м. Тогда определяя дебит скважины, что это такое становится понятным из расчета:

Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час.

Полученные данные более точны, но есть возможность произвести расчет, который будет максимально соответствовать реальным показателям, которые характерны для конкретной скважины.

Реальный дебит

Главное требование – отметка, на которой установлен насос, должна быть выше, чем аналогичный показатель для фильтровального пласта. Необходимо измерить, как глубоко от земли находится фильтровальная зона. При этом в формулу Дюпри включен показатель удельного дебита, который рассчитывается, как указано выше.

Кроме того, нужно знать величину статического уровня. Если эти данные имеются, то для расчета нужно высчитать разницу между ним и глубиной фильтрационной зоны, а полученную величину умножить на удельный дебит. В качестве примера можно использовать данные из предыдущего раздела.

В этом случае чтобы получить реальные значения дебита нужно сделать следующее:

Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.

Этот способ измерения дает более точные результаты, чем упрощенный. Однако он более трудоемкий, и не всегда применим. Нужен второй насос, которого под рукой можеть просто не оказаться. [info-box type="bold"]По-другому невозможно измерить удельные показатели, а значит, этот способ применить уже нельзя.[/info-box]

Вывод + полезное видео

Чтобы определить, какой нужен насос, и хватит ли притока воды в скважине, чтобы обеспечить нужды всех проживающих в доме, нужно произвести соответствующие замеры и выполнить расчеты. Для этого потребуется электрический уровнемер. При его отсутствии можно воспользоваться нитью с грузилом. Это для того, чтобы измерить уровни.

Для точных расчетов потребуются два насоса.

Если такой возможности нет, и взять их негде, то можно воспользоваться упрощенным способом. Но полученные данные могут отличаться на 20-30% от фактических. Однако общую картину этот метод предоставит. Но главное, процедура доступна для каждого, и все действия можно выполнить собственными руками.

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине, колодце, как правильно измерить

Статический и динамический уровень воды в скважине - показатели, по которым судят об эффективности ее работы. На основе этих цифр выбирается производительность насоса, обслуживающего колодец.

Что такое статический уровень воды

Статический уровень воды в скважине - это показатель, который определяется после того, как вода простоит без забора в течение 1 часа. С колодцем или скважиной в течение этого времени происходят некоторые преобразования. Статический уровень воды в скважине - это показатель, который определяется после того, как вода простоит без забора в течение 1 часа. С колодцем или скважиной в течение этого времени происходят некоторые преобразования.

Давление, осуществляемое водяным столбом, приводит в норму давление в пластах, которое всегда присутствует в водоносном горизонте. Линия жидкости в скважине замирает на некоторой отметке и больше не меняется, это и есть статический уровень скважины.

Что такое динамический уровень воды

Динамический уровень воды в скважине - это показатель измеряется во время откачки жидкости. В этом случае горизонт жидкости изменяется в соответствии с мощностью откачивающего насосного оборудования.

Динамический уровень воды в скажине полностью зависит от объема потребления. Данный показатель замеряют в условиях равенства притока и оттока воды, которые осуществляются под влиянием работы насоса. Для получения точного показателя динамического горизонта производят экспериментальную откачку жидкости. Данные замеры проводят сразу после сдачи колодца в эксплуатацию. Информация заносится в технический паспорт скважины.

Хозяин колодца может узнать его динамический уровень самостоятельно. Для этого достаточно откачивать жидкость до того момента, пока горизонт воды в скважине не перестанет уменьшаться. От динамического горизонта зависит глубина фиксации насосного оборудования. Оно должно быть закреплено ниже данной отметки на 2 м. Делается это, чтобы обеспечить его бесперебойную работу. Насос должен быть погружен в воду.

Динамический и статистический показатели являются индивидуальными, присущими только данному колодцу. В процессе бурения жидкость может хлынуть на поверхность, но это не означает, что данный напор будет рабочим. В этом случае она поступает под сильным давлением. Когда давление нормализуется, появится возможность правильно оценить рабочие характеристики скважины. После разработки колодца должно пройти не менее часа, чтобы водяной пласт пришел в норму.

Многие интересуются, что такое динамический уровень. Специалисты считают, что глубина расположения водяного горизонта в колодце и является динамическим уровнем скважины.

Дебет колодца, скважины - это разность между статической и динамической линиями воды в нем. Чем меньше различие, тем с большей отдачей работает колодец. У производительных водозаборов такая разница составляет не более 1 м, нормальной для артезианских колодцев считается почти нулевая разница между этими 2 показателями.

Различие между статистическим и динамическим горизонтом показывает, сколько воды выдает колодец за единицу времени.

Как и чем измерять уровни воды

От правильно проведенных замеров зависит бесперебойная работа насоса и подача жидкости. Разница между 2 показателями, превышающая 1,2 м, заставляет искать причину возникшей проблемы. Большая разница может появиться из-за попадания в систему загрязненной жидкости из почвы и проникновения в скважину примесей с осадком.

Все измерения необходимо проводить качественно. Замер динамического горизонта разделяют на несколько последовательных шагов. В таком случае процесс заметно упростится, будет меньшей погрешность измерений. Определять уровни рекомендуют в знойные дни, которые не прерывались осадками. Вода не должна использоваться в течение 1 часа. Все измерения необходимо проводить качественно. Замер динамического горизонта разделяют на несколько последовательных шагов. В таком случае процесс заметно упростится, будет меньшей погрешность измерений. Определять уровни рекомендуют в знойные дни, которые не прерывались осадками. Вода не должна использоваться в течение 1 часа.

Как измеряют показатели:

Необходим небольшой груз и капроновая нитка. Груз надежно закрепляется и опускается в колодец до самого дна.
Затем нить достается и измеряется длина ее мокрой части.
На границе мокрого и сухого участка ставится отметка. Сделать ее необходимо таким образом, чтобы она не исчезла под влиянием жидкости. Можно применять несмываемый маркер.
Затем должен работать насос хотя бы в течение 60 минут. Горизонт воды обязательно изменится.
Потом на дно опять опускается нить с грузом.
Затем измеряется разница между уровнями. Для этого ставится новая отметка, измеряется расстояние между первым и вторым значением. Второй результат и является динамическим показателем уровня.

На основании полученных данных проводится анализ производительности колодца. Проще всего оценить полученные в динамике значения с помощью компьютерной программы. Чтобы работа колодцев была нормальной, следует соблюдать технологию бурения. Его необходимо производить в зонах с наличием хорошего водоносного слоя.

Совет специалиста

Чтобы со временем параметры динамического и статистического уровня критически не изменялись в худшую сторону, необходимо периодически осуществлять техническое обслуживание. Для этого должен проводится регулярный забор воды на лабораторный анализ. Особенно это требуется делать, если появляется неприятный запах или меняется цвет.

Опасно, если в жидкости появляются примеси вредных для человека веществ. Контроль за уровнем воды специалисты советуют осуществлять не реже чем через каждые 2 года.

Также специалисты не советуют заниматься разработкой скважины самостоятельно. Лучше, если она будет вырыта профессиональными работниками. В этом случае будет выдаваться паспорт с занесением в него всех необходимых данных о ее состоянии. Каждая фирма выдает паспорт по собственному образцу, но основные графы у всех исполнителей совпадают.

При эксплуатации колодца необходимо использовать исправное оборудование. В этом случае возможна его бесперебойная работа в течение долгого времени. Важно помнить о том, что ремонт колодцев связан с расходами и некоторыми рисками. Окончательная цель всех манипуляций, связанных с измерениями уровней, - обеспечение участка чистой и свежей водой хорошего качества.

Что такое дебит скважины и как его определить

Комплексная характеристика, позволяющая оценить возможность выработки поставлять воду в заданном режиме пользования, называется дебит скважины. Нахождение параметра необходимо для выбора эксплуатационного насоса. Снижение величины показателя говорит о проблемах с водозабором.

Что такое дебит скважины и как его определить

Скважина – бесплатный источник чистой воды.

Определения дебита

Расходную характеристику источника узнают, основываясь на габаритах выработки и расстоянии зеркала в ней от земной поверхности, которое меняется в зависимости от времени года, погоды, технического состояния скважины. Рассчитывают дебит, воспользовавшись формулой Дюпюи для нефтяных и газовых стволов или упрощенным методом, точности которого достаточно, чтобы определить производительность помпы. При вычислениях расхода находят дебеты удельный и реальный.