Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические задачи; последовательность и основные методы их решений

Муфта З-161 - для соединения долота 3У-296С с бурильной колонной;

Ниппель З-121 - для соединения долота B-214С с бурильной колонной;

Ниппель З-63,5 - для соединения долота В-151С с бурильной колонной;

Замок ЗН -108 - для соединения бурильных труб диаметром 89 мм;

ЗШ -178 - для соединения УБТ с бурильной колонной.

(2. стр. 132-136 таблица IV. 6)

Переводник ПШН (замковая резьба марки З-88) -для соединения нижней части ведущей трубы с буровой колонной. (2. стр. 183 таблица IV. 44)

Переводник ПШВ (замковая резьба марки З-88 левая для предотвращения отвинчивания инструмента при бурении) (2. стр. 183 таблица IV. 45)

Муфты для обсадных труб:

Для обсадной трубы 299 мм (кондуктор) муфта с наружным диаметром 326 мм (расточка 300 мм)

Для обсадной трубы 245 мм муфта с наружным диаметром 299мм (расточка 275,5мм)

(2 стр. 350 таблица VIII. 1)

Для обсадной трубы 168 мм (кондуктор) муфта с наружным диаметром 188 мм (расточка 170,7 мм)

Для обсадной трубы 114 мм муфта с наружным диаметром 133 мм (расточка 116,7 мм)

(2. стр. 349-350 таблица VIII. 1)

Выбор основного и вспомогательного оборудования:

Бурильные трубы - служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки ее забоя, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя станка, передачи осевой нагрузки на забой, подъема бурового снаряда из скважины, и ликвидации аварий. (15 стр. 175);

Обсадные трубы - служат для предотвращения обвалов и сужения стенок скважины в неустойчивых породах (15 стр.181);

Шарнирные ключи - предназначены для свинчивания и развинчивания бурильных труб и их соединений. Они состоят из рукоятки и шарнирно соединенных между собой звеньев. Звенья несут на себе зажимные плашки с закаленной насечкой. Шарнирные ключи выбираются исходя из диаметра обсадных и буровых труб (15 стр.187);

Хомуты стальные - используют при спуске колонны обсадных труб в скважину;

Механизм для развенчивания и свинчивания бурильных труб - механизм диаметром 89 в комплекте с буровой установкой предназначен для развенчивания и свинчивания бурильных труб;

Штропы для соединения элеватора с талевым блоком РИ-Э - 25 (в комплекте с буровой установкой) (2. стр. 214 таблица IV. 68)

Приспособления для выноса буровых труб в месте с бурильным станком и колпачки для подставки долота и УБТ (2. стр. 227);

Инструмент для ликвидации аварий:

Метчик - ловильный резьбонарезной инструмент с конической наружной резьбой для соединения с внутренней поверхностью извлекаемых труб. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей различают три типа метчиков: универсальные, специальные и освобождающиеся. Метчики изготавливают как с правой, так и с левой резьбой. Метчики с левой резьбой - для отвинчивания и подъема оставшейся в скважине колонны труб по частям;

Ловитель ЛОМ-50 - предназначены для извлечения из скважины оборванных бурильных труб диаметром 50 мм. Эти инструменты обеспечивают быстрый и надежный захват оставшейся части колонны без вращения и сжатия ее, промывку скважины через аварийный инструмент, захват аварийного инструмента любой массы; при необходимости ловитель можно легко освободить;

Колокол - ловильный резьбонарезной инструмент с внутренней конической нарезкой для соединения с наружной поверхностью извлекаемых труб. Колокола рекомендуется применять при извлечении утонченной части бурильных труб, соединении с трубой, имеющей клиновидный или спиральный излом, а также продольный разрыв, при ликвидации аварий;

Ловильные гладкие пики - предназначены для ликвидации аварий с бурильными трубами. Гладкие пики применяют при извлечении всей колонны труб или развинчивают колону труб или ее частей, предварительно отрезанных; с помощью граненых пик развинчивают колонну труб с последующим подъемом отвинченных частей на поверхность. (7 стр. 127);

Трубные пауки - предназначены для извлечения оставшихся в скважине мелких предметов (лап, шарошек, звеньев ключей и др.) (7 стр. 130);

Ерши - служат для извлечения оставшегося в скважине тартального каната или каротажного кабеля (7 стр. 97);

Отводные крючки - служат для установки по центру скважины находящейся в ней бурильной колонны. Изготавливаются из муфтовых заготовок обсадных труб. (7 стр.98);

Наружная труборезка - предназначена для вырезки и извлечения бурильных труб из скважины по частям.

9) Режим бурения:

Режим бескернового бурения (сплошным забоем) определяется следующими основными параметрами: осевой нагрузкой, частотой вращения, расходом промывочной жидкости и длинной колонны УБТ.

1 Осевая нагрузка на долото определяется по формуле:

Р=р₀D_д; (5 стр. 71)

р₀ -удельная нагрузка на 1 см долота, зависящая от его типа и твердости пород

Бурение скважин будет производиться шарошечными долотами по породам средней категории твердости (III-IV), тогда нагрузка на 1 см долота будет изменяться в пределах от 3 до 8 кН (5 стр. 71 табл. 4.1)

D_{д -}диаметр долота в см.

C целью обеспечения прочности долота осевая нагрузка Р не должна допускать допустимой. Осевая нагрузка создается колонной УБТ, длин которой определяется по формуле:

; (5 стр. 72)

Где: k - коэффициент увеличения длины УБТ для дополнительного растяжения бурильных труб; g - ускорение свободного падения =9,8 м/с²; q - масса 1 м УБТ, кг; - и - Плотность соответственно промывочной жидкости и материала бурильных труб, кг/м³ (для стали =7850 кг/м³) (5 стр. 72)

Частота вращения определяется по формуле:

; об/мин (5 стр. 72)

Где: - рекомендуемая скорость вращения долота=0,4-0,8 м/с; (5 стр. 72)

Расход промывочной жидкости расчитывается по формуле (5 стр.72):

Где D_д - диаметр долота (дм), d - диаметр бурильных труб (дм), v_вп - скорость восходящего потока (дм/ с), принимается в пределах 4 - 12 дм/с Так предусматривается бурение скважин большими диаметрами для уменьшения величины Q скорость восходящего потока рекомендуется снизить до 2 - 3 дм/с, при этом для увеличения несущей способности глинистого раствора необходимо повысить его плотность до 1,2 г/см³ и вязкость до 21 с. (5стр. 72)

Конечные результаты вычислений основных параметров режима по вышеуказанным формулам в виде таблице № 4.5

Таблица 4.5 Расчет основных параметров режима бурения

№	Тип долота	Рос кН	Lубт м	n, об/мин	Q, л/с
п/п		Р0	P		v	n	v	Q
1	3Д - 346С	3-8	104-277	10-28	0,4-0,8	22-44	2-3	17,6-26,3
2	3У - 296С	3-8	88-235	9-24	0,4-0,8	26-52	2-3	12,3-18,7
3	В - 214С	3-8	57-152	6-15	0,4-0,8	40-80	2-3	4,4-6,6
4	В - 114С	3-8	40-106	4-11	0,4-0,8	58-116	2-3	1,5-2,2

10) Технология бурения:

Бурение под кондуктор в интервале 0-20м производится долотом 3Д - 346С. Долото в течении 10-15 мин. будет прирабатываться на забое при пониженной нагрузке, составляющей 10-20% от рекомендуемой, значения которой приведены в таблице № 23. По достижению поставленного интервала производится подъем бурового снаряда и спуск в скважину колонны обсадных труб диаметром 299мм. Затрубное пространство цементируется. После полного затвердения - цементная пробка разбуривается. Бурение под эксплуатационную колонну производится долотом ЗУ - 296С в интервале 20-222 м. Бурение данного интервала исходя из физико-механических свойств пород, (средней твердости) рекомендуется осуществлять с постоянной в течение всего рейса осевой нагрузкой, обеспечивающей максимальную рейсовую скорость бурения.

По достижению указанной глубины буровая колонна извлекается на поверхность. Производится спуск обсадной колонны диаметром 245 мм. В верхней части скважины в местах смены диаметров устанавливаются резиновые разжимные сальники. Обсадная колонна приподнимается на отметку 208м, устанавливается фильтр до проектной глубины (220м). Между обсадной колонной и надфильтровой трубой для предотвращения поступления воды и породы из зоны пласта будет установлен резиновый сальник.

Перед спуском фильтра необходимо произвести контрольный замер глубины скважины. При соответствии глубины замера и проектной глубины скважины, будет произведен спуск фильтра.

Спуск фильтра в скважину будет осуществляться спусковой гарнитурой (колонна штанг), при помощи направляющих фонарей (скоб), обеспечивающих расположение фильтра по центру скважины и предохраняющих от повреждения.

Технология бурения наблюдательных скважин проводится аналогично с разведочно-эксплуатационными скважинами. Бурение под кондуктор диаметром 168 мм в интервале 0-20 м производится долотом В-214С. Бурение под эксплуатационную колонну до проектной глубины осуществляется долотом марки В-132С. По достижению проектной глубины в скважину будет опущены обсадные трубы диаметром 114 мм. с технологическим расположениям фильтра на колонне.

Общий объем буровых работ:

2скв.*220 м+4*220=1320 п.м.



Геофизические работы

Цель: Изучение геологического разреза, гидродинамических и гидрогеохимических характеристик водоносного горизонта.

Задачи: уточнения границ слоев геологического разреза; характеристики изменения фильтрационных свойств водовмещающих пород и минерализации воды по глубине скважины; определения интервалов установки фильтров.

1) Обоснование комплекса геофизических исследований:

На основании раннее проведенных работ были установлены геолого-гидрогеологические особенности водоносного комплекса четвертичных отложений конуса выноса р. Каракол. В частности было определено, что перспективный водоносный горизонт аллювиально-пролювиальных нижнечетвертичных отложений обладает значительной мощностью (60 м). Емкостная среда крайне не однородна по строению, и вертикальном разрезе представлена переслаиванием гравийно-галечников с линзами супесей и суглинков.

Таким образом, возникает необходимость установления характера изменения водопроницаемости по вертикальному разрезу и установлению интенсивно обводненных зон, а также определять мощность зон активного питания скважины во время откачки (в том числе в интервале водоносного горизонта, оборудованном фильтром) по результатам выполнения в скважине резистивиметрических и расходометрических исследований.

Для уточнения литологического состава пород, вскрытых скважиной, оценки глинистости пород, в составе ГИС предусматривается проведение гамма-каротажа

С целью контроля состояния ствола скважины при бурении и получения исходных данных о среднем диаметре скважины при обработке материалов радиоактивного каротажа (ГК), расходометрии и резистивиметрии необходимо проведение кавернометрии.

Методика проведения резистивиметрии:

Резистивиметрия в сочетании с другими видами каротажа будет проводиться во всех новопройденных скважинах эталонированным резистомером марки РСМ-56 с диэлектрическим экраном

Благоприятными условиями для применения метода являются:

1) Достаточно большая мощность водоносных пород; 2) Небольшая минерализация (до 1 г/л) подземного потока; 3) Относительно высокая скорость движения потока.

Изучение фильтрационных свойств пород и определение мест притока воды будет проводиться при нарушении естественного режима подземных вод в ходе проведения опытно-кустовой откачки. Определение минерализации подземных вод будет выполняться без нарушения естественного режима водоносного горизонта.

Методика измерений скорости фильтрации подземного тока состоит в следующем. После замера удельного сопротивления (УЭС), соответствующего естественной минерализации подземных вод, вода в скважине равномерно засолоняется, путем промывки раствором повышенной концентрации хлористого натрия в 4 ? 5 раз превышающего естественную минерализацию воды (м). После этого снимается контрольный замер резистивиметром для проверки степени однородности раствора по стволу скважины. Через 10 ? 15 мин после контрольной регистрируется следующая резистивимограмма, а затем периодически с интервалом 15 ? 30 мин и более проводятся последующие регистрации.

Все резистивиметрические кривые совмещают по глубинным меткам и наносят на один график, причем шифр кривых -- время.

Для определения скорости подземного потока по методу вымывания электролита используются данные последних кривых перед полным восстановлением удельного сопротивления воды на изучаемом интервале скважины.

Скорость фильтрации определяется по формуле

Где: r ? радиус скважины;

С₀ ? естественная минерализация подземных вод;

С₁ и С₂ ? концентрация раствора в скважине, соответствующая моментам времени t₁ и t₂. (24 п. 8)

2) Методика проведения расходометрии:

С помощью расходометрии будут получены следующие качественные и количественные данные о водоносных горизонтах:

1) Количество, положение в разрезе и мощность водоносных горизонтов; 2) Положение и мощность отдельных зон с различными фильтрационными.

3) Свойствами внутри водоносных горизонтов и характер их неоднородности

4) Соотношение напоров отдельных водоносных горизонтов и зон; 5) Водообильность отдельных водоносных горизонтов и зон; 6) Основные гидродинамические параметры (коэффициент фильтрации дебит и т.д.).

Расходометрические работы рекомендуется выполнять расходомером типа СКС-4 по следующей общей технологической схеме: скважину бурят до проектной глубины, затем очищают от шлама интенсивной промывкой; проводят комплексные геофизические работы по выявлению водоносных пластов в разрезе; после осветления воды и восстановления уровня проводят расходометрические измерения в установившемся режиме, затем измерения одновременно с откачкой на две ступени изменения уровня.

Измерения динамического уровня воды, дебита, уровня подземных вод будут выполняться в соответствии с требованиями на производство специальных гидрогеологических работ.

Перед началом расходометрических измерений необходимо измерить каверномером диаметр скважины для внесения поправок в показание расходомера. Каверномер должен быть проэталонирован перед спуском в скважину.

Расстояние между точками наблюдений расходомером должно быть 1 ? 2 м с детализацией в зонах изменяющегося расхода с шагом 0,1 ? 0,5 м. Точки для замеров выбираются с учетом данных кавернометрии. Длительность наблюдений должна быть в пределах 2 ? 12 мин и обеспечивать точность при повторных измерениях ± 5%.

Так как изучаемое месторождение представляет собой комплекс водоносных горизонтов то возникает необходимость раздельного секционного опробования в скважине с помощью расходомера, каждого водоноснного горизонта, с использованием пакеров. В качестве элементов пакера будут использованы камеры для легковых автомашин. Пакер помещается между водоносными горизонтами. Воздух в камеру накачивается насосом через резиновый шланг до плотного прилегания камеры к стенке скважины и изоляции тем самым водоносных горизонтов.

Для определения потока необходимо использовать крыльчатку, имеющую на коллекторе прерывателя дополнительный более узкий контакт. За один оборот этой крыльчатки в схему поступают два разных импульса, по определенному чередованию которых определяют направление потока. Для записи импульсов целесообразно использовать регистратор Н-360. Для взятия отсчета необходимо обеспечить одновременный запуск счетчика и секундомера. Результаты счета в имп/мин, записанные в журнал, затем переводят в значения расхода в л/с, используя данные тарировки и коэффициенты; учитывают эксцентриситет расходомера и диаметр скважин. (24 п. 6)

3) Методика проведения кавернометрии:

Измерение каверномером проводят с целью:

1) контроля состояния ствола скважины при бурении;

2) получения исходных данных о среднем диаметре скважины при обработке материалов радиоактивного каротажа (ГК), расходометрии и резистивиметрии;

Диаметр скважин будут измеряться каверномерам типа СКС-4,.

При регистрации данных каверномером, для получения заданного масштаба регистрации (п в см) необходимо, чтобы при подключении измерительного канала к контрольному шунту R₀ отклонение пишущего устройства (в см) составляло



где С -- постоянная каверномера.

Для уменьшения погрешности измерений из-за непостоянства силы тока питания необходимо стабилизировать силу тока включением в цепь питания большого балластного сопротивления.

Перед записью каверномером регистрируются:

1) положение нулевой линии или отклонение пишущего устройства при сжатых рычагах прибора; 2) отклонение пишущего устройства при нахождении прибора в градуировочном кольце или при полностью раскрытых рычагах каверномера.

После записи показаний (на диаграмме или точечной регистрации) фиксируются данные в обсадной колонне на интервале не менее 10 м с отбивкой башмака колонны. Погрешность измерения не должна превышать ± 1,5 см. Если она превышает допустимую, следует повторить градуировку каверномера.

Измерения каверномером будут проводиться при подъеме снаряда, со скоростью регистрации 400 м/ч.

Исходя из степени детальности исследованиях в зависимости от геологических условий, допускается регистрация кавернограмм в масштабе 1:2 и 1:1. (24 п. 9)

Методика проведения гамма каротажа:

Гамма-каротаж будет использован для уточнения литологического состава пород, вскрытых скважинами, и оценки глинистости пород

Гамма-каротаж выполнятся комплектом аппаратуры, входящим в блок радиоактивного каротажа самоходных каротажных станций типа АЭКС-900

Гамма-каротажные исследования будут проводятся эталонированной аппаратурой. Эталонирование аппаратуры ГК планируется проводить не реже одного раза в месяц, а также после замены любых деталей измерительной схемы, которые могут вызвать изменение чувствительности аппаратуры.

При проведении эталонирования следует соблюдать следующие условия:

1) постоянная времени аппаратуры t должна оставаться неизменной; 2) натуральный фон определяется при удалении всех источников излучения от эталонировочной установки на расстоянии более 10 м; 3) измерения проводят не ранее чем через 3 мин после установки радиевого эталона; 4) допустимая погрешность измерения не более 2%.

Важным моментом при производстве гамма-каротажа является интенсивность гамма излучения, влияющего на точность измерений.

Интенсивность гамма-излучения J рассчитывают по

где R -- расстояние от центра индикатора до центра источника, м;

А -- 840 а -- интенсивность гамма-излучения эталона на расстоянии 1 м от него, мкр/ч;

d -- гамма-эквивалент источника, мг-экв радия (указывается в паспорте);

j -- коэффициент, учитывающий длину индикатора и рассеянное излучение источника; при R от 1 до 2,5 м он равен 1,3; при R от 2,5 до 3м -- 1,1; при R более 3м -- 1,2.

Наибольшая скорость перемещения V скважинного зонда определяется по формуле:

где h_min -- минимальная мощность пласта, м;

l -- длина индикатора, м;

t -- постоянная времени, с;

b -- коэффициент, учитывающий точность измерения (при качественной интерпретации он равен 2

Эффективный радиус исследования при гамма-каротаже с учетом литологии и минерализации воды (пресная до 1 г/л) будет принят около 60 см.

При количественной интерпретации данных ГК следует пользоваться показаниями, приведенными к стандартным условиям по специальным палеткам и номограммам.

Для отсчета относительных показаний необходимо проводестим линию по максимальным значениям (линия глин) и по минимальным (линия песков); считая интервал между этими линиями за 100% или 1, разбивают его на равные, части; по полученной условной шкале отсчитывают относительные показания. (24 п. 4)

Общий объем геофизических работ:

Резистивиметрия: 6 скв.*220 м =1320 п.м. Расходометрия: 6 скв.*220 м =1320 п.м. Кавернометрия: 6 скв *220 м.=1320 п.м. Гамма-каротаж: 6 скв.*220 м.=1320 п.м.

Опытно-фильтрационные работы

Цель: Определение гидродинамических и гидрохимических характеристик водоносного горизонта

Задачи: Определение гидрогеологических параметров, оценка граничных условий водоносных горизонтов, возможной производительности водозаборных сооружений, изучение качества подземных вод, получение данных для оценки ресурсов подземных вод.

В соответствии с заданием проектируемых работ на участке размещения водозабора предусматривается проведение следующих видов откачек:

1) Опытно-одиночные

2) Опытно-кустовые

Перед проведением откачек необходимо провести следующий комплекс подготовительных работ:

Проектом предусматривается разглинизации стенок скважин вращательного бурения. Разглинизация осуществляется с целью оживления водоносного горизонта путем промывки стенок скважин чистой водой в течение 1 бр/см

Общий объем работ по разглинизации скважин: 6 скв *l бр/см = 6 бр/см

Прокачка скважин будет производиться из всех скважин эрлифтом, до полного осветления откачиваемой воды, с последующим наблюдением за восстановлением уровня воды до статического. Прокачку рекомендуется проводить при переменном дебите, причем изменение дебита необходимо производить резко от нуля до максимума и обратно, что создает турбулентное движение воды в прифильтровой зоне, перераспределяя частицы горной породы и тем самым, формируя естественный фильтр. Продолжительность прокачки составляет 1 бр/см.

Общий объем работ по прокачке скважин: 7 скв*1бр/см = 7 бр/см

Основные рекомендации при проведении опытно-фильтрационных работ:

При производстве опытных откачек следует обеспечивать предусмотренные заданием данного проекта их продолжительность, непрерывность, постоянство дебита (постоянство понижения уровня), количество ступеней понижения уровня, отбор проб воды, необходимые точность и частоту измерений в процессе проведения откачки и наблюдения за восстановлением уровня воды в скважине. (17 п. 8)

Опытно-одиночная откачка:

Опытно-одиночная откачка проводится на 3 понижения для определения зависимости дебита от понижения. Конечным результатом проведения опытно одиночных откачек будет получение необходимых данных для определения гидрогеологических параметров.

Опытно-одиночные откачки будут проводиться до полной стабилизации динамического уровня и расхода воды для каждой ступени понижения. Продолжительность опытно-одиночной откачки исходя из стадии проектирования и геолого-гидрогеологических особенностей водоносного горизонта установлена в соответствии с рекомендациями изложенными в таблице (10 стр. 101)

Таблица 4.6 Продолжительность опытно-одиночной откачки

Литология обводненных пород	К ф. м/сутки	Удельный дебит л/с	Характеристика водоносного горизонта	Продолжительность откачки
пески	2,2	9,3	напорный	24 бр/смен

Общий объем работ по проведению опытно-одиночных откачек: 2 скв*12 бр/см=24 бр/см

Опытно-кустовая откачка:

Опытно-кустовая откачка проводится для определения всех гидрогеологических параметров, изучения граничных условий водоносного пласта, определения взаимосвязи с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами, а также для комплексного изучения качества воды.

Продолжительность откачек по кустовой схеме необходимо определять на основе предварительных расчетов с условием, что при выбранной длительности откачки воды должны быть получены представительные зависимости изменения понижения уровня воды во времени и по площади, а наблюдательные скважины должны быть расположены в зоне квазистационарного режима. Таким образом, продолжительность откачки будет приниматься в соответствии с рекомендациями, приведенными в таблице (10 стр. 101)

Таблица 4.7. Продолжительность опытно-кустовой откачки

Литология обводненных пород	К ф. м/сутки	Удельный дебит л/с	Характеристика водоносного горизонта	Продолжительность откачки
пески	2,2	9,3	напорный	18 бр/смен

Общий объем работ по проведению опытно-кустовой откачки: 1 скв*18 бр/см=18 бр/см Расстояния между центральной и наблюдательными скважинами будут устанавливаться на основе предварительных расчетов с условием, чтобы разность величин понижений уровня воды в соседних наблюдательных скважинах и величина понижения уровня на конец откачки в дальней наблюдательной скважине превышала абсолютную величину возможной ошибки измерения уровня не менее чем в десять раз.

Для уменьшения влияния несовершенства скважин, расстояние до первой наблюдательной скважины r₁ в виду значительной мощности и большой глубине залегания водоносного пласта будет принято равным r₁₌1.5*m (6 стр. 247)

r₁₌1.5*60=90 м

Расстояние от центральной (возмущающей) скважины до соответствующей наблюдательной скважины определялось по полуэмпирической формуле Самсонова:

r_n = r₁*a^n-1 (6 стр. 246)

Где:

r_n - расстояние до ближайшей наблюдательной скважины,

n - номер наблюдательной скважины; а - коэффициент подобранный путем численного анализа и равный для напорных горизонтов =2,5. (1стр. 246)



Рис № 4.4 Схема опытного куста

r₂=90*2,5^2-1=225 м.

r₃=90*2,5^3-1=560 м

r₄=90*2,5^4-1=1400 м

Данная схема куста состоит из двух лучей, Один луч располагается перпендикулярно естественному потоку, другой параллельно естественному потоку, для оценки гидравлической связи между горизонтом и рекой.

Методика проведения опытно-кустовой откачки:

В комплекте оборудования для проведения испытаний должны быть:

Водоподъемник - типа ЭЦВ 8-25-100, будет устанавливаться на проектную глубину с учетом эксплуатационного понижения, которое составляет 10,31м.

Устройство для измерения расхода воды- измерение расхода воды будет производиться дебитомером типа ВНИИГС из ходя из нагрузки на скважину 21,6 м³/час. (13 стр. 225 таблица XI - I)

Устройство для измерения уровня воды в скважинах- замер уровня воды будет производится электроуровнемером УЭ-200. Глубина измерения не более 200 м. Применения стандартных (роликовых) уровнемеров типа «хлопушка» при проведении откачки не допустимо, вследствие шумовых помех, вызванных работой компрессора

Уплотнительные устройства- В качестве уплотнительных устройств будут использованы резиновые тампонирующие сальники.

Фильтры- В силу данных литологических особенностей водоносного горизонта в скважину будет установлен сетчатый фильтр круглой перфорации, детальная характеристика которого приведена в разделе 4.2.1

Прибор для измерения минерализации воды - для измерения минерализации воды будет использоваться солемер ВСЕГИНГЕО

Трубы, лотки или другие устройства для отвода откачиваемой воды.

Измерительные устройства и приборы должны обеспечить: Измерение расхода воды с погрешностью не более 5%; Измерение напора воды на глубинах до 60 м с точностью до 1 см

Подготовка к испытанию: Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

1) Очистка скважин от шлама; 2) Замеры уровня воды в скважинах; 3) Установка фильтров и замер глубины их установки; 4) Закрепление и нивелирование нулевых (замерных) точек; 5) Проверка, установка и подготовка измерительной аппаратуры; 6) Замеры уровня воды в скважинах; 7) Монтаж оборудования водоподъемника и устройства для отвода откачиваемой воды;

Проведение испытания:

При проведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:

1) Включение водоподъемника;

2) Откачку воды с фиксацией начала работ в журнале испытаний;

3) Замеры расхода и уровня воды в центральной скважине;

4) Контроль над работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний;

5) Фиксация в журнале испытаний изменений природной обстановки, влияющих на режим уровня подземных вод (дождь, паводок, таяние снега, изменение атмосферного давления, температуры и т.д.);

Прекращение откачки:

Наблюдения за восстановлением уровня воды в скважинах и при необходимости нивелирование нулевых точек;

2) 3амер глубины центральной скважины.

Рекомендации к проведению испытания:

1) Испытание необходимо проводить при одной постоянной величине расхода или понижения уровня воды;

2) При откачке следует осуществлять непрерывный отвод откачиваемой воды на расстояние, исключающее возможность ее влияния на уровень (50 м.) воды в скважинах в период откачки и последующего восстановления его;

3) Откачку необходимо проводить непрерывно; непродолжительные перерывы по техническим причинам не должны превышать суммарно 10-15% от продолжительности испытания и не должны приводить к искажению графика (общего вида) изменения уровня воды во времени;

4) Частота измерения расхода и динамических уровней воды в процессе испытания должна быть определена проектом производства работ в зависимости от целевого назначения и продолжительности откачек воды; она должна быть достаточной для построения временных графиков прослеживания понижения (повышения при восстановлении) уровня воды. Измерения расхода воды необходимо проводить в те же сроки, что и замер уровней.

5) Наблюдение за уровнем воды (при производстве дискретных замеров) в скважинах куста надлежит производить в одной и той же последовательности с тем, чтобы промежутки времени между замерами в одних и тех же скважинах были по возможности равными.

6) Не допускается проведения откачки в паводковый период так как доказана гидравлическая связь данного водоносного горизонта с рекой.

7) После окончания откачки следует проводить наблюдения за восстановлением уровней воды в скважинах; при этом частота наблюдений должна обеспечивать получение представительных графиков прослеживания. (18 п. 2)

Документация:

Для контроля откачки воды и текущей интерпретации ее результатов надлежит строить графики:

Изменения величин понижений уровней воды во времени в центральной и наблюдательных скважинах; изменения величин расхода воды во времени в центральной скважине площадного, комбинированного, и временного прослеживания по данным кустовых откачек

Все данные, полученные в ходе проведения испытания фиксируются в журнале кустовой откачки.

Таблица 4.8 Общий объем опытно фильтрационных работ

№	Название работ	Количество скважин	Объем	Итого
1	Разглинизация	6	1бр/смена	6 бр/смен
2	Прокачка	7	1бр/смена	7 бр/смен
3	Опытно-одиночная откачка	2	12/бр/смен	24/бр/смен
4	Опытно-кустовая откачка	1	18 бр/смен	18 бр/смен

Режимные наблюдения

Цель: Изучение закономерностей изменения режима водоносного горизонта.

Задачи: Установление основных режимообразующих факторов; выяснение закономерностей в режиме; определение г/г параметров по данным режимных наблюдений; определение элементов баланса вод; прогнозирование изменений в режиме подземных вод

Обоснование видов работ

Исходя из вышеперечисленных задач проекта и г/г условий необходимо обосновать набор показателей режима подземных вод. Основными показателями режима подземных вод являются:

Гидродинамические (уровень, расход, скорость потока)

2) Гидрогеохимические (минерализация, макро и микро компоненты, газы органические вещества и др.)

3) Геотермические (температура) (6 стр. 261)

Данные наблюдения позволяют определить величину м (недостаток насыщения), которая оказывает существенное влияние на колебания г/в.

Изучение режима подземных вод ведется по пунктам наблюдательной сети, к которой относятся скважины. Наблюдательные пункты входят в опорную сеть специального назначения. По ним производится изучении режима подземных вод участка работ. Наблюдательная сеть располагается с таким расчетом, чтобы охватить наблюдениями все природные особенности района работ, влияющих на формирование режима грунтовых вод (6 стр.143)

Обоснование объемов работ:

Заключается в определении срока проведения режимных наблюдений и количестве определений изучаемых параметров. Для оценки качества воды, из водоносного горизонта отбираются пробы на химический, бактериологический и другие виды анализов (6 стр. 264)

В систему режимной сети 5 опорных точек в количестве 5 скважин. Исходя из особенностей климата района, выделим 2 периода в исследовании параметров режима:

Так как данное месторождение является напорным, берется 1 замер в 12 месяце. Исходя из задания проекта изучаются следующие параметры: уровень, температура, расход, химический состав (бактериологический анализ, С.Х.А, микрокомпоненты).

Количество замеров уровня и температуры подземных вод в режимных скважинах будет составлять:

5 скв * l замер*12 мес. = 60 замеров. Наблюдения за химическим составом проводятся путем опробования в скважинах.

Количество проб и виды химических анализов:

а) С.Х.А: 5скв. *1р*12мес =60 проб.

б) Бак анализ: 5скв. *1р*12мес =60 проб. в) Микрокомпоненты: 5скв*1р *12 мес. =60 проб

Для установления параметров взаимодействия водоносных горизонтов, связи подземных и поверхностных вод одновременно с замерами в скважинах необходимо проводить наблюдения за положением уровня в реке Сагиз, на которой в створе гидрогеологического поперечника предусматривается создание одного гидрогеологического пункта наблюдений

Методика проведения режимных наблюдений осуществляется следующим образом:

По прибытию на наблюдательные пункты следует расчехлить скважины, произвести прокачку с целью очищения скважин от некачественной воды. Прокачка производится в объеме 2-3 столбов (6 стр. 266), до полного осветления воды. После этого следует отобрать пробы по общепринятой методике. Пробы воды на Бак анализ отбираются в стеклянную чистую бутылку с притертой плотно пробкой, полученную санбаклаборатории.

Приборы и оборудование:

1) Минерализация определяется с помощью солемера ВСЕГИНГЕО

2) Температура определяется с помощью термометра. ЭТАС-2у (13 стр. 226)

3) Для замера уровня воды на устье скважины следует установить бетонную отмостку с металлическим репером, абсолютная отметка которого известна в ходе проложения теодолитного хода от пункта триангуляции.

Определение уровня подземных вод производится методом вычитания из абсолютной отметки устья скважины отметки до уровня воды измеряемой электроуровнемером ЭУ -200 (13 стр. 224)

4) Измерение расхода будет производиться индукционным расходомером ИР-51 (Гор стр 265);

5) Для отбора проб будет использован глубинный пробоотборник типа ГГП (5 стр222)

Документация режимных наблюдений:

Первичная документация режимных наблюдений осуществляется путем регистрации наблюдений в полевой книжке или журнале. Полевая книжка заполняется непосредственно на наблюдательной точке.

В процессе камеральной обработки составляются годовые таблицы среднемесячных и сезонных характеристик уровня воды, таблицы изменения химического состава, хронологические графики колебаний уровня воды по срочным замерам.

Опробование

Цель: Изучение химического состава подземных вод оцениваемого водоносного горизонта. Определение водно-физических свойств пород.

Задачи: Отбор проб воды для проведения комплексного анализа физических и химических свойств воды. Отбор проб пород на определение литологического и гранулометрического состава.

При постановки гидрогеологических исследований, предусмотренных заданием проекта, необходимым условием является отбор проб воды для их детального изучения, посредствам проведения соответствующих видов анализов и лабораторных работ.

Количество и качество образцов отбираемых проб будет определяться с условием их достаточности для получения необходимых данных и расчетных параметров определяющих физические и химические свойства воды.

1) Для отбора проб воды должны быть заранее подготовлены чистые стеклянные или полиэтиленовые бутылки (0,5 л) и к ним стеклянные, резиновые или корковые пробки;;

2) Перед отбором воды бутылки и пробки ополаскивать не менее 3 раз отбираемой водой; 3) Отбор проб воды следует осуществлять с минимальным контактом опробуемой воды с воздухом, для этого между пробкой и водой необходимо оставить расстояние (воздушная пробка) не менее 2 см;

4) При транспортировке проб на дальнее расстояние пробка заливается слоем сургуча или специальной мастики;

5) Бутылки с пробками снабжаются двумя паспортами (один приклеивается, другой в свернутом виде привязывается к горлышку бутылки);

6) В паспорте указывается номер пробы, вид анализа, место и глубина взятия, способ взятия и дата;

Анализы проб необходимо проводить не позже трех дней со дня их отбора. (6 стр. 273)

Для транспортировки бутылок с пробами используются специальные ящики с ячейками, снабженные при необходимости теплоизоляционным материалом, предотвращающим влияние слишком низких и высоких температур.

В сопроводительной ведомости, которая вместе с пробами сдается в химическую лабораторию, должны быть указаны все необходимые сведения о пробах (6 стр. 273).

Таблица 4.9 Обоснование видов и объемов опробования

№ п/п	Вид анализа	Количество проб	Объем проб	Особенности методики
		Опытно-одиночная откачка	Опытно-кустовая откачка	Всего
1	ПХА	4пр.*3скв.=12	2 пр.*1скв.=2	14	1	Чистая посуда, ополоснутая исследуемой водой
2	Бак. анализ	1пр.*3скв. =3	3пр.*1скв. =3	6	0,5	Посуда после обработки в санитарно-эпидемиологических лабораториях, проба должна быть взята за максимально короткое время
3	Фенолы	1пр.*3скв. =3	1пр.*1скв. =1	4	1	-
4	Массовые поиски	1пр.*3скв. =3	-	3	0,5	Стеклянная посуда с притертой к ней крышкой
5	Органолептические показатели	1пр.*3скв. =3	1пр.*1скв. =1	4	1	-
6	Галогены	4пр.*3скв.=12	2пр.*1скв. =2	14	1	Пробы отбирают в начале и конце откачки
7	Токсические вещества	1пр.*3скв. =3	-	3	1-2	В строго стерильную посуду
8	Микрокомпоненты	40%*3скв. =1	1пр.*1скв. =1	2	1	-
9	Вредные компоненты	1пр.*3скв. =3	1пр.*1скв. =1	4	0,5	-
10	Сумма металлов	1пр.*3скв. =3	1пр.*1скв. =1	4	1-2	-

Лабораторные работы

Цель: Определение физических свойств, химических, бактериологических (а также радиологических и др.) показателей качества воды, сравнительной оценки качества воды и установления возможности ёё использования в соответствии с целевым назначением в течение установленного срока эксплуатации Задачи: Проведение различных видов анализов и комплекса определений состава и свойств подземных вод, а также способов консервации проб воды (определяющего пригодность воды)

Таблица 4.10 Обоснование видов и объемов лабораторных работ

№	Вид анализа	Количество проб	Кол. анализов	ГОСТ
		Опробов.	Режимные наблюдения	всего
1	ПХА	12	-	6	6	Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 3351-74 1030-81
2	Бак. анализ	3	60	63	63	18963-73
3	Фенолы	3	-	3	3	18963-73 18921-73
4	Массовые поиски	3	-	3	3	3391-74
5	Органолептические показатели	3	-	3	3	2762-57
6	Галогены	12	-	12	12	Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 3351-74 1030-81
7	Токсические вещества	3	-	3	3	4386-21 18294-21 18308-72 4152-81
8	Микрокомпоненты	1	60	61	61	18293-72 1030-81 4388-72
9	Вредные компоненты	3	-	3	3	Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74
10	Сумма металлов	3	-	3	3	Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74
11	СХА		60	60	60

Определенными компонентами следующих видов анализа являются:

П.Х.А. - физические свойства; рН; Сl^-; NО₃^-; НСО_3-; СО₃^2-; Са²⁺; Mg²⁺; Fе²⁺; СО₂; H₂; NО₂; Na + К; жесткость;

С.Х.А. - физические свойства;; рН; Сl^-; NО₃^-; НСО_3-; СО₃^2-; Са²⁺; Mg²⁺; Fе²⁺; СО₂; H₂; NО₂; Na + К; NН₄⁺ сухой остаток, все виды агрессивности; Массовые поиски - U, Ra, J;

Органолептические показатели - хлориды, сульфаты, остаточный Al; Mn; Fe; Cu; Cr; PО₄ (гексометафосфат);

Бак. анализ - коли-титр, коли -индекс.

Токсические химические вещества - Ве; Мо; As; РЬ; нитриты;

Вредные компоненты - Se⁺⁴, Fe⁺, Mo, As, Be.

Методика про ведения:

Полный химический анализ проводится химико-аналитическим методом в стационарных лабораториях с целью определения запаха, вкуса, цветности воды. Анализ на содержание суммы металлов производится колориметрическим методом в стационарных лабораториях. Определение содержание урана химико-аналитическом методом, также в стационарных лабораториях.

Органолептические показатели определяются органолептическими методами:

Органолептические показатели свойств воды:

Температура в момент взятия пробы, 20⁰С Запах при 20⁰С качественно и в баллах Привкус при 20⁰С качественно и в баллах Запах при 60⁰ качественно и в баллах Цветность в градусах Мутность, мг/дм^З

Бак. анализ проводится в сан - баклабораториях, в течении не более 3-х часов:

Микробиологические показатели воды

Число сапрофитных бактерий в 1 см^З

Число бактерий группы кишечных палочек (БГКП) в 1 дм3

Микрокомпоненты определяются спектральным методом ВИТР - ЛТИ. Токсические и химические вещества определяются фотометрическим методом в химических лабораториях, на содержание Ве, Мо, As. С.Х.А проводится аналогично П.Х.А, согласно соответствующей нормативной документации.

Метрологическое обеспечение исследований воды должно удовлетворять следующим требованиям:

Метрологическое обеспечение является одним из условий технической компетентности лаборатории. Показателем технической компетентности служит получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей величин, установленных ГОСТ 27384-87 или в используемой аттестованной методике. Этот критерий обеспечивается, если выполняются следующие условия:

1) Отобранная на анализ проба воды в момент отбора и в пункте отбора с возможной полнотой представляет контролируемый поток;

2) Определение состава воды выполняется аттестованными методиками с учетом диапазона ожидаемых концентраций контролируемого вещества и с заданной точностью;

3) Определение выполняется специалистом надлежащей квалификации;

4) Внешние условия в лаборатории (температура, освещенность, отсутствие шумов, вибрации и др.) отвечают установленным требованиям;

5) В лаборатории стабильно функционирует система внутреннего контроля;

6) Лаборатория периодически участвует во внешних сличительных проверках;

7) В лаборатории имеется, постоянно обновляется и используется в работе нормативная документация;

8) Все отделения прошли ведомственную аттестацию на техническую компетентность. (21 п. 4.3.1)

Топогеодезические работы

Цель: Привязка объектов проводимых работ к пунктам опорной геодезической сети.

Задачи:

1. Установление абсолютных точек поверхности

2. Установление отметок кровли и подошвы водоносного горизонта

3. Занесение объектов работ (скважины, водозабор) на план

Топографо-геодезические работы на участке детальной разведки заключаются в плановой и высотной привязке гидрогеологических разведочных скважин (наблюдательных и разведочно-эксплуатационных) в количестве 6 скважин.

Работы заключаются в перенесении в натуру и привязке гидрогеологических скважин по четко выраженным контурам и пунктам триангуляции на топографическую карту масштаба 1:50 000.

Для плановой привязки скважин предусматривается комплекс геодезических работ по привязке скважин аналитическими засечками.

Высотная привязка скважин будет осуществляться техническим нивелированием нивелиром Н-2 при равных длинах плеч (до 120м). Нивелирование производится в одном направлении по башмакам.

Для проведения данного вида работ проектом предусматривается привлечение специально подготовленных кадров для проведения работ на договорной основе.

Камеральные работы

Цель: Обработка результатов полевых исследований.

Задача: Составление технического отчета и графических приложений к проекту

Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательную камеральную обработку и составление технического отчета или заключения о результатах гидрогеологических изысканий).

Текущую обработку материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством гидрогеологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ.

В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация и проверка данных буровых работ, опытно-фильтрационных работ в гидрогеологических скважинах, гидрологических и гидрохимических исследований, результатов стационарных режимных наблюдений. Работы должны вестись постоянно по мере получения материала и заключается в составлении паспортов скважин, графиков и таблиц по гидрологическим, опытно-фильтрационным, топогеодезическим работам и т.д.

По результатам одиночных опытных откачек в условиях неустановившейся фильтрации строятся графики временного прослеживания S=f (lgt) (для напорных вод), кустовых - графики площадного S=f(lgr) и комбинированного прослеживания S=f(lgr²/t). Строятся также графики восстановления уровня. На основании выполненных построений производится расчет гидрогеологических параметров.

По результатам режимных наблюдений составляются графики изменения уровня, температуры, концентрации химических элементов во времени. По результатам режимных наблюдений оцениваются гидродинамические параметры. На основании полученных результатов составляются прогнозы режима, баланса подземных вод.

При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов, оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах гидрогеологических исследованиях. При графическом оформлении гидрогеологических карт, разрезов и колонок условные обозначения элементов, гидрогеологии, стратиграфии, а также обозначения видов пород и их литологических особенностей следует принимать в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. (23 п. 6.28)

4.3 Метрологическое обеспечение

Цель: Проверка применяемого оборудования на соответствие установленным государственным стандартам.

Задачи: Контроль за точностью измерений, замер необходимых величин для выявления отклонений от установленных стандартами норм.

Данные задачи решаются путем проведения проверок и контрольных замеров необходимых деталей оборудования. Как показывает анализ, основными факторами воздействующими на точность измерений оказывают климатические, технологические, методические и связанные с транспортировкой факторы. Поэтому при производстве работ необходимо соблюдение следующих условий:

Производство измерений приборами и измерительными средствами, для которых установлен температурный режим их нормальной работы, следует проводить при температуре, удовлетворяющим требованиям технических инструкций по эксплуатации.

Методика производства замеров должна соответствовать требованиям проекта и инструкций по производству отдельных видов работ.

Величины статистических погрешностей всех измеряемых параметров не должны превышать допустимых.

Измерительные средства при переездах должны переводится в транспортное положение, упаковываться во избежание получения повреждений; Перед началом измерений работа ряда приборов должна проводиться с использованием стандартных эталонов.

Производство замеров дебита предусматривается дебитомером типа ВНИИГС.

Замеры уровня в скважинах производятся электроуровнемером УЭ-200, точность измерений ± 0,015 м.

Измерения температуры производятся проверенным термометром ЭТС-2у ручным методом, точность измерений должна составлять ± 0,1⁰ С.

По окончании буровых работ глубина скважин измеряется с помощью мерной ленты ОПКЗ (100м).

Замеры расхода реки на гидрометрическом посту ведутся вертушкой Жестовского, уровня воды - мерной лентой ОПКЗ (10 м.).

Секундомеры, рулетки, термометры проходят ежегодные проверки в лабораториях государственного надзора за стандартами измерительной техники. Гамма-каратаж будет производится радиометром, проверка которого производится ежегодно. Кроме того, для контроля качество измерений будет проводится дополнительный гамма - каратаж в V = 10% от основного.

При плановой проверке скважин точность определения углов не менее ± 30.

Допускаемая прочность при замерах длины профилей мерным тросом длиной 50 м. и мерной лентой длиной 20 м. составляет соответственно ± 0,5 и ± 0,3 м.

Требования к метрологическому обеспечению химических лабораторий:

Метрологическое обеспечение является одним из условий технической компетентности лаборатории. Показателем технической компетентности служит получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей величин, установленных ГОСТ 27384-87 или в используемой аттестованной методике. Этот критерий обеспечивается, если выполняются следующие условия:

1) Отобранная на анализ проба воды в момент отбора и в пункте отбора с возможной полнотой представляет контролируемый поток;

2) Определение состава воды выполняется аттестованными методиками с учетом диапазона ожидаемых концентраций контролируемого вещества и с заданной точностью;

3) Определение выполняется специалистом надлежащей квалификации;

4) Внешние условия в лаборатории (температура, освещенность, отсутствие шумов, вибрации и др.) отвечают установленным требованиям;

5) В лаборатории стабильно функционирует система внутреннего контроля;

6) Лаборатория периодически участвует во внешних сличительных проверках;

7) В лаборатории имеется, постоянно обновляется и используется в работе нормативная документация;

8) Все отделения прошли ведомственную аттестацию на техническую компетентность. (21 п 4.2.5)

4.4 Документация

Цель: Составление необходимых для проведения работ документов.

Задача: Документировать все полученные при производстве геологоразведочных работ данные для составления проектной документации и сдачи отчета В ГКЗ.

Горно-буровые работы:

I. Журнал инструктора по технике безопасности;

II. Журнал полевой документации г/г скважины:

1) Акт о заложении скважины;

Акт на оборудование скважины;

Акт окончательного замера глубины скважины;

Акт на ликвидацию скважины.

III. Документация геологического разреза скважин включает наблюдения:

За положением забоя скважины;

За составом и свойствами горных пород;

3) За положением уровня п/в;

IV. Геолого-технический паспорт скважины;

V. Журнал планово- предупредительных ремонтов.

Геофизические исследования:

I.Журнал инструктажа по т/б;

II.Акт на проведение геофизических работ;

III.Документация геологического разреза, полученная при проведении ГИС;

IV.Акт на использование силовых установок;

V. Акт об окончании геофизических работ.

Опытно-фильтрационные работы:

В процессе работ ведется журнал откачки. Документация хода работ заключается в регистрации времени замеров, глубины погружения приемного клапана насоса от устья скважины, дебита, статического уровня, понижения, динамического уровня и т.д. После прекращения откачки в журнале документируется ход восстановления уровня в скважине. Все данные откачки заносятся в лист кустовой откачки.

I. Акт на проведение ОФР;

II. Акт окончания ОФР;

III. Журнал кустовой откачки;

IV. Журнал установки спуска и подъема фильтра.

Режимные наблюдения:

1. Акт на проведение режимных наблюдений; П. Журнал отбора проб;

ПI. Таблицы годовых изменений уровней п/в. в течении года.

IV. Хронологические графики изменение t и Q;

Опробование:

1. Акт на проведение опробования. П. Журнал отбора проб.

Документация по технике безопасности:

1) Технический проект на производство работ;

2) Акт о готовности участка к работе;

3) Журнал инструктажа на рабочем месте;

4) Журнал замечаний по ТБ;

5) Журнал регистрации выезда на линию и возвращения автотранспорта;

6) План эвакуации людей и ценностей на случай возникновения пожара;