Проектирование разведочно-эксплуатационной скважины Быстринского ГОКа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общие сведения

Курсовое проектирование по бурению скважин на воду является важным этапом в подготовке студентов и преследует цель закрепления теоретических знаний по курсу, выработки навыков применения этих знаний для решения конкретных инженерных задач в комплексе.

Курсовой проект включает пояснительную записку и графическое приложение.

Данный курсовой проект предусматривает бурение и оборудование разведочно-эксплуатационной скважины для цели хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения с потребностью 16,8 м3/час, сроком на 25 лет в Газимуро-Заводском административном районе - Быстринский ГОК, проектная глубина составляет - 40 метров.

1.1 Общие условия проведения работ

Быстринское месторождение медномагнетитовых и меднопорфировых руд находится в Газимуро-Заводском административном районе Забайкальского края, в 25-ти км юго-восточнее поселка Газимуровский Завод, расстояние от которого до ближайшей железнодорожной станции Сретенск составляет 170 км по улучшенной грунтовой дороге.

В орографическом отношении район относится к типично горно-таежному со среднегорным рельефом, располагаясь в юго-западной оконечности Урюмканского хребта. Абсолютные отметки в пределах рассматриваемой площади изменяются от 770 м до 1160 м, относительные превышения - от 100 до 200 м. По северным склонам и долинам рек развита многолетняя островная мерзлота (в среднем до глубины 50 м).

Гидрографическая сеть площади представлена правыми притоками реки Газимур - р. Быстрая, с притоками рч. Токовая, рч. Родственная, р. Ильдикан, рч. Котиха.

Климат района резкоконтинентальный с большими колебаниями суточных и сезонных температур. Среднегодовая температура -5°С. Глубина сезонного промерзания составляет 3 - 5 м и сохраняется до середины июня.

Район не сейсмичен (до 3-х баллов).

1.2 Горнотехнические условия работ

Данный геологический разрез проектируемой скважины представлен следующими породами:

· Песчаники гравелистые от 0 до 38 метров;

· Аргелиты трещиноватые от 38 до 55 метров;

· Алевролиты плотные от 55 до 80 метров;

· Аргелиты плотные от 80 до 125 метров;

· Граниты трещиноватые от 125 до 170 метров;

· Кварциты от 170 до 200 метров.

Категория по буримости - IV-XII. При бурении присутствует зона осложнения - аргелиты и граниты, трещиноватые. Характеристика геологического разреза и его параметры представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1- Краткая характеристика геологического разреза

Краткое описание	Глубина подошвы слоя	Мощность слоя	Категории по буримости	Возможные осложнения
Песчаники гравелистые	38	38	IV
Аргелиты трещиноватые	55	17	IV	Трещиноватые
Алевролиты плотные	80	25	V
Краткое описание	Глубина подошвы слоя	Мощность слоя	Категории по буримости	Возможные осложнения
Аргелиты плотные	125	45	V
Граниты трещиноватые	170	45	VII	Трещиноватые
Кварциты	200	30	XII

1.3 Характеристика водоносных горизонтов

Водоносный горизонт представлен безнапорными водами и сложен из переслаивания гравелистых песчаников. Имеет мощность 38 метров. Категория по буримости IV. Глубина залегания подошвы водоносного пласта 38 метров. Проектный дебит- 16,8м3/час. Статический уровень равен 5 метрам, а динамический уровень равен 8 метрам.

1.4 Выбор водоносного горизонта и условия его эксплуатации

Наиболее подходящим горизонтом для эксплуатации является слой переслаивания гравелистых песчаников, находящийся в интервале 0-38 метров, так как он обладает высокими фильтрационными свойствами и по мощности и водоотдаче способен удовлетворить заданному дебиту Q= 16,8м3/час.

2. Проектирование работ

2.1 Выбор и обоснование способа бурения

С учётом строения геологического разреза, сложенного породами средней категории по буримости, глубины скважины равной 40 метров и её назначения, а именно для хозяйственно-питьевого водоснабжения, следует применить вращательный роторный способ бурения.

2.2 Выбор и расчёт конструкции скважины

Выбор конструкции скважины является важнейшим исходным моментом при проектировании и играет решающую роль в успешном проведении скважины до проектной глубины с лучшими технико-экономическими показателями, в обеспечении оптимальных условий бурения и опробования.

Под конструкцией скважины понимают характеристику буровой скважины, определяющую изменение её диаметра с глубиной, также диаметры и длины обсадных колонн. Конструкция скважины влияет на все виды работ, составляющие процесс бурения, и определяет их стоимость и качественное выполнение геологического задания.

Бурение планируется вести с соблюдением конструкции скважины 219мм (23м), 186мм (15) и с установкой фильтровой колоны “ в потай” диаметром 112мм (10м).

Отстойник длиной 5 метров предназначен для сбора мелких частиц породы, проходящей через фильтр.

Длина скважины рассчитывается по формуле 2.1:

Lскв = Lк + Lвскр (2.1)

где: Lк - высота уровня излива над поверхностью земли;

Lвскр = 0,5 * (Lм + Lp) + Lотст (2.2)

где: Lм - мощность водоносного горизонта;

Lр - длина фильтра;

Lотст=5м

Подставляя значения длины фильтра, мощности водоносного горизонта, длины отстойника и высоты уровня излива в формулы 2.1 и 2.2, получим длину скважины Lскв=40 метров.

В этом случае целесообразно использовать конструкцию скважины с размещением фильтровой колоны “ в потай” (рисунок 1), что облегчит ремонт и обслуживание в процессе эксплуатации.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.3 Выбор типа фильтра и определение его параметров

На участке буровых работ водосодержащие породы представлены песчаниками, поэтому водоприемную часть скважины необходимо оборудовать фильтром. Фильтр, как было выше указано, будет располагаться «в патай» нижней ступени в середине водоносного пласта с целью обеспечить максимальную эффективность.

Конструкция фильтра представляет собой каркас из стержней со спиральной обмоткой из стальной проволоки сечением 2-3мм. И гравийной обсыпке. Проволока и каркас изготовлены из антикоррозийного материала.

Скважность каркаса - 35%.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема устройства дырчатого фильтра.

1. вырез для спускового ключа;

2. муфта;

3. надфильтровая труба;

4. рабочая часть;

5. круглые отверстия;

6. отстойник;

7. деревянная пробка.

Расчет фильтра.

Диаметр фильтра вычисляем по формуле 2.3

 (2.3)

где Q - запроектированный дебит скважины;

dф - диаметр фильтра (м);

Vф - скорость фильтрации, которая находится по формуле 2.4:

(2.4)

где Кф - коэффициент фильтрации, вычисляемый по формуле 2.5:

(2.5)

где m - мощность водоносного горизонта;

h - статический уровень подземных вод;

h1 - динамический уровень подземных вод.

Подставив значения известных параметров в формулы 2.3, 2.4 и 2.5, получим:

Кф=6,1 м/сут.

Vф=118,95 м/с

lр=9,6 м

т.к. расчетная длина фильтра составляет 9,6 м, что не обеспечивает водопропускную способность при заданном дебите, поэтому длина фильтра увеличивается до 10 м.

l=10 м.

Рассчитываем рабочую площадь фильтра:

(2.7)

F0 = 0.112 * 10 = 1.12 м2

x = * 100% (2.8)

x = * 100% = 35%

Fв = 2 * р * R*l (2.9)

Fв = 2 * 3.14 * 0.056 * 10 = 3,5 м

=

F0 = = 1,225

n = 490

Проверим фильтр на водопропускную способность, формула 2.6:

(2.10)

= ? 16,8

= 17,4 ? 16,8

2.4 Выбор и обоснование водоподъемного оборудования для эксплуатации

Фильтр в скважине устанавливается «в потай», т.к. предусматривается дальнейший ремонт скважины и очистка фильтра. С учетом всех геологических и эксплуатационных особенностей, принято решение использовать погружной скважный насос ЭЦВ 8-25-70. технические характеристики которого удовлетворяют заявленным к скважине требованиям (дебит равный 16,8м3/час и глубина скважины 40 м.). для этого насоса минимальный диаметр должен быть не менее 200 мм.

Таблица 2.2 - Марка и параметры насоса

Марка насоса	Подача м3/час	Напор, м	Мощность двигателя, N,кВт.	Масса, кг
ЭЦВ 8-25-70	25	70	7,5	79

2.5 Выбор и расчёт эрлифта

Эрлифт используется для предварительной откачки и очистки скважины от шлама.

Таблица 2.3

Схема расположения труб - параллельное расположение труб

Последовательность расчёта	Элементы расчёта	Единицы измерения	Формулы, обозначения и расчёты.
1	Глубина скважины	м	Г = 200
2	Глубина статического уровня воды от уровня излива	м	h0 = 5
3	Глубина динамического уровня воды уровня излива	м	h = 8
4	Высота уровня излива над поверхностью земли	м	а = 1
5	Глубина погружения форсунки от уровня излива	М	H = Kh = 2 * 8= 16 K = 2
6	Удельный расход воздуха на 1 мі поднятой воды при параллельном расположении труб эрлифта	мі воздуха / мі воды	V0==3,1
7	Опытный коэффициент , зависящий от коэффициента погружения		C = 11,5
8	Расчётный расход воды	мі / час мі / сек	Q = 16,8 Q1 = 0,005
9	Полный расход воздуха	мі / мин	W = QV0/60=0,87
10	Пусковое давление воздуха	МПа	P0=0,1(kh-h0+2)= =0,1(2*8-5+2)=1,3
11	Рабочее давление	МПа	Р = 0,1[h(K-1)+5]= =0,1[8(2-1)+5] = 1,3
12	Расход смеси непосредственно выше форсунки	мі / сек	q1=Q1+W/(P-1) *60=0,053
13	Расход смеси при изливе	мі / сек	q2 = Q1 + = 0,0195
14	Площадь сечения водоподъёмной трубы у форсунки	мІ	щ1 = =0,03
15	Площадь сечения водоподъёмной трубы при изливе	мІ	= 0,003
16	Внутренний диаметр водоподъёмной трубы при параллельном расположении труб	мм	d0==0,2
17	Расположение воздушных труб		Параллельное
18	Производительность компрессора	м і / мин	Wk = 1,1ч1,2 W = 1,044
19	Рабочее давление компрессора	атм	Pk = 1,8
20	Расчетная мощность на валу компрессора	квт	Nk =N0 Wk * pk = 1,18*1,044*1,8 =2,2
21	Фактическая мощность на валу компрессора	квт	Ng = 1,25 * Nk = 1,25 *2,2 = =2,75
22	Полный к.п.д. установки	%	зэ=15

При данном коэффициенте полезного действия целесообразно использование эрлифта.

2.6 Выбор буровой установки

Буровая установка предназначена для бурения сейсморазведочных, структурно-картировочных скважин, геологоразведочных скважин на все виды полезных ископаемых, взрывных скважин, водозаборных скважин.

Буровая установка может применяться для инженерно-геологических изысканий и обустройства скважин при строительстве различных сооружений.

Таблица 2.4 - Технические характеристики установки УРБ-2М

Используемое транспортное шасси
Базовое шасси (взятое за основу)	Урал-4320?1934 и другие модификации
Шасси, пригодные для монтажа	ЗИЛ-131, ЗИЛ-433452, КамАЗ, ТТ-4М, Т-10, МТ-ЛБУ и другие автомобильные и тракторные шасси соответствующей грузоподъемности
Рекомендуемая грузоподъемность шасси, кг	Не менее 4400 (без компрессора и промывочного насоса)
Основные параметры буровой установки
Глубина бурения, м:
Шнеками «всухую»	30
Шнеками с промывкой	50
Пневмоударником Ф110?130	150?300
Долотом с промывкой	100
Мачта и дополнительное оборудование
Конструкция мачты	Сварная из оригинального гнутого профиля с перемычками. Направляющие шириной 620 мм на всю длину мачты.
Ход подачи, мм	6000
Режим подачи	Быстрый/медленный (с плавной регулировкой)
Тип подачи	Планетарный редуктор с цепью
Усилие подачи, кН	50
Усилие подъема, кН	50
Угол наклона скважины,	45о-90о (вертикально вниз)
Дополнительное оборудование, смонтированное на мачте
Лебедка
Назначение	Выполнение спуско-подъемных операций
Тип	Гидравлическая планетарная с тормозом PL-5 (Канада)
Высота подъема крюка, м	8
Грузоподъемность, кг	2000
Скорость навивки, м/мин	40
Емкость барабана, м	48
Стяжной гидравлический хомут
Назначение	Для зажима и удержания, принудительного задавливания (без вращения) и извлечения обсадных труб
Максимальный условный проход, мм	300
Диаметр обсадных труб	По требованию заказчика
Максимальная длина обсадных труб, мм	6000
Усилие зажима, кг	4000 (регулируемое)
Величина перемещения вверх/вниз, мм	300
Усилие перемещения, кг	5000
Стяжной гидравлический хомут по требованию Заказчика может быть заменен на направляющую трубу (люнет) требуемого диаметра.
Гидравлический зажим бурильных труб
Назначение	Для удержания колонны бурильных труб при наращивании и демонтаже
Условный проход, мм
минимальный	50
максимальный	89
В раздвинутом состоянии	300 (для пропуска шнеков и обсадных труб)
Усилие зажима, кг	4000
Применение подкладных вилок	Не требуется
Гидравлический труборазворот (поставляется в качестве дополнительной опции)
Назначение	Для развинчивания бурильных труб
Усилие зажима, кг	4000
Угол разворота,	15о
Применение подкладных вилок	Не требуется
Вращатель
Тип	ВК 400 (основной вариант)
Привод	Два гидромотора
Момент/частота вращения (кгс/об/мин)
1-я ступень	400/0-65
2-я ступень	200/0-130
Сальник промывки/продувки	Есть
Патрон безопасности (элеватор)	Есть
Демпфер (гаситель ударов)	Есть
Смещение вбок от оси бурения	600 мм вправо
Привод смещения	Гидроцилиндр
Варианты вращателей (взамен ВК 400)
RT 2046
Момент/частота вращения (кгс/об/мин)	540/0-94
VHM-1
Момент/частота вращения (кгс/об/мин)	40?250/0-245
Возможно применение вращателей других типов с частотой вращения до 1500 об/мин. (По спецзаказу)
Маслостанция
Тип	Модульная
Емкость гидробака, л	90
Гидравлический насос	тандем, плунжерный
Производительность	Зависит от параметров установки, согласованных с Заказчиком
Фильтр масляный	Есть
Датчик температуры	Есть
Указатель уровня масла	Есть
Теплообменник	Есть
Вентилятор обдува теплообменника	Есть (12 Вольт)
Гидравлическая система
Тип	Двух или трехпоточная
Максимальное (рабочее) давление в гидросистеме, МПа (кгс/см)	20 (200)
Марка масла	ВМГЗ
Защита от давления свыше максимального	Есть
Используемые распределители	Итальянского производства
Рукава высокого давления	Испытываются давлением на разрыв в 100 МПа (1000 Атм)
Использование дополнительного оборудования	Имеется возможность установки муфт для быстрого подсоединения дополнительного гидрооборудования (генераторы сварочные и 220В, ручной гидравлический инструмент и т.д.)

2.7 Выбор бурового и породоразрушающего инструмента

Выбор породоразрушающего инструмента зависит от твёрдости проходимых пород, их абразивности и категории по буримости. Из расчетов было выбрано трёхшарошечное долото типа СТ2 диаметрами 269мм и 186 мм.

Диаметры используемых долот представлены в таблице 2.5

Таблица 2.5 - Диаметры используемых долот

Интервал бурения, м	Диаметр долота, мм
0-23 23-40	269 186

2.8 Выбор вспомогательного и аварийного инструмента

Вспомогательный инструмент применяется при проведении спуско подьёмных операций с буровым снарядом ,обсадными колоннами ; это различные ключи, элеваторы, трубодержатели, а также и сами обсадные трубы.

Ключи используются при раскреплении и докреплении, а также свинчивании и развинчивании замковых соединении бурильных труб.

Цепные ключи предназначены для ручного свинчивания и развинчивания.

Элеваторы служат для захвата и удержания бурильных и обсадных труб.

Элеватор с упором под муфту обсадной трубы.

Аварийный инструмент служит для ликвидации аварий ,которые могут возникнуть в процессе бурения. К ним относятся метчики, колокола, бурильные трубы с левой резьбой.

Обсадные трубы берем диаметром 219мм(14м),112мм(15м).

2.9 Выбор и обоснование режимов бурения

Режим бурения разрабатывается применительно к выбранному способу бурения ,типоразмерам породоразрушающего инструмента и геологическому разрезу. Режимы бурения должны обеспечить наилучшее показатели проходки скважин (механическую, рейсовую скорость бурения и проходку на породоразрушающий инструмент) и качественное вскрытие водоносного горизонта. Обоснование режима бурения описано в таблице 2.4.

Таблица 2.4- Основные параметры применительно к выбранному режиму бурения

Интервалы залегания пород, м.	Тип долота и его диаметр, мм.	Частота вращения ,(об/мин).	Категории по буримости.
0-23	269	150-400	IV
23-38	186	150-400	III-IV

Усилие подачи: вверх - 5000 кгс,

вниз - 5000 кгс.

Крутящий момент: 500 кгм.

3. Выбор и расчёт промывочной жидкости

С учетом геологического разреза, свойств горных пород и средней категории по буримости, применение воды в качестве промывочной жидкости нецелесообразно. В этом случае будем использовать в качестве промывочной жидкости глинистый раствор.

Основные параметры промывочной жидкости рассчитываются по формулам:

-на длину кондуктора 23 м.

Vводы = р * R2 * с(воды) * 23 = 4,44 м3/час

Vглины = Vводы * с(глины) = 1,11 м3/час

-на длину от кондуктора до фильтра 24 м.

Vводы = р * R2 * с(воды) * 24 = 4,63 м3/час

Vглины = Vводы * с(глины) = 1,15 м3/час

-на длину фильтра и отстойника 15 м.

Vводы = р * R2 *с(воды) * 15 = 1,12 м3/час

Vглины = Vводы * с(глины) = 0,28 м3/час

Vобщ = 1,11 + 1,15 + 0,28 = 2,54 м3/час

Где: р(воды) = 0,85 и р(глины) = 0,25

Расход промывочной жидкости рассчитывается по формуле (3.11):

(3.11)

Так как конструкция скважины включает два диаметра скважины, то расход промывочной жидкости рассчитывается для каждого диаметра отдельно.

Q1 == 0,024

Q2 == 0,009

Qmin = 0,033 * 1000 * 60 = 1980 л/час

бурение скважина водоснабжение

3.1 Крепление стенок скважины

Для крепления стенок скважин при бурении применяются стальные трубы.

Для крепления стенок проектируемой скважины, применяются обсадные трубы:

- Диаметром 269 мм. в интервале 0-23 м;

- Диаметром 214 мм. в интервале 0-38 м;

В интервале 0-23 м. применяется затрубная цементация для закрепления ствола скважины и изоляции скважины от загрязнения.

4. Технология вскрытия водоносного горизонта и оборудования водоподъемной части скважины

Процесс вскрытия водоносного пласта и его освоение является решающим для получения высокопроизводительной и долговечной скважины, как источника водоснабжения. Применение оптимальной технологии в процессе проведения этих работ значительно повышает эффективность бурения скважин на воду.

Решающим фактором при выборе способа вскрытия и освоения водоносного пласта является характеристика устойчивости пород, слагающих вскрываемые пласты.

Водоносный горизонт вскрывается вращательным (роторным) способом с одновременной обсадкой стальными трубами для исключения загрязнения водоносного пласта.

4.1 Технология установки фильтра

Так как конструкция скважины предусматривает оборудование фильтра “в патай”, то его спуск осуществляется на бурильных трубах с помощью спускового ключа или на муфте с левой резьбой.

Для изоляции кольцевого пространства между обсадной колонной и фильтром надфильтровая часть оборудуется пеньковым или резиновым сальником.

4.2 Восстановление водоотдачи водоносного горизонта

По окончании цементирования скважины и установки в неё фильтровой колонны приступают к восстановлению водоотдачи водоносного горизонта , т.е разрушают в прифильтровом пространстве и на стенках фильтра глинистую корку и глинистые частицы из рыхлых и трещиноватых пород намеченного к эксплуатации водоносного горизонта.

Восстановление водоотдачи водоносного горизонта производится путем промывки пространства через башмак фильтра.

Применение различных способов восстановления проницаемости водоприемной части скважины позволяют:

1) Удалять глинистую корку со стенок скважины и с непроницаемого или слабопроницаемого защемленного экрана, находящегося между стенкой скважины и наружной поверхностью фильтра.

2) Удалять глинистые частицы и шлам, проникшие в поры пласта.

3) Очищать фильтрационные отверстия в рабочей части фильтра от глинистых частиц и шлама.

4.3 Расчёт гравийной обсыпки фильтра

Размеры отверстий на трубчатом фильтре обуславливаются крапностью материала обсыпки и должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра. Фильтрующим покрытием является гравийная обсыпка, которая засыпается в межтрубное пространство. Толщина слоя должна быть не менее 90-100мм.

Расчёт гравийной обсыпки производится по формуле:

V=р*R2*H (4.12)

Где R-диаметр обсадных труб, мм;

Н-глубина скважины.

R12=0,219/2=00,10952*3.14=0.037

R22 = = 0.0562 * 3.14 = 0.009

V=3.14 * (0.037 + 0.009) * 30 = 5,88м3

Объем гравийной обсыпки составит 5,88 м3.

4.4 Тампонирование скважины

По проекту необходимо зацементировать затрубное пространство кондуктора скважины на интервале 0-23 м.

Объем цементного раствора определяют по формуле (4.13)

(4.13)

где: - фактический средний диаметр ствола скважины в интервале цементирования;

- наружный диаметр обсадной колонны, м;

- длина интервала цементирования;

- внутренний диаметр колонны, м;

- расстояние от упорного кольца до башмака колонны, м.

Vц.р.=10,76 м3

Масс сухого цемента определяется по формуле (4.14)

(4.14)

=5,9 ? 6 кг.

где: - коэффициент, учитывающий потери цемента при затаривании смесительных машин и приготовлении раствора;

- расход сухого цемента на 1 м3 раствора, рассчитывается по формуле (4.15)

(4.15)

где: pц.р. - плотность цементного раствора, кг/м3,

В/Ц - водоцементное отношение (0,40ч0,50).

=1,22, кг/м3

Уд. вес цементного раствора - 1,8.

Масса сухого цемента 6 кг.

Количество воды- 18 л.

4.5 Перечень необходимых материалов

Материалы, используемые для сооружения проектируемой скважины:

1. Долота трёхшарошачные марок СТ2 (D=269, 186 мм)

2. Трубы обсадные стальные: D=219,112 мм

3. Вода (для полива в скважину) и для приготовления цементного и глинистого раствора.

4. Стальная проволока.

5. Цементный раствор:10,76 м3;

Масса сухого цемента 6 кг.;

Количество воды- 18 л.

6. Гравий: 5,88 м3.

7. Глинистый раствор: 1980 л/час.

Применяемое оборудование:

1. Буровая установка УРБ - 2М.

2. Погружной насос ЭВЦ 8-25-70.

3. Буровой или грязевой насос.

5. Опытно-исследовательские работы

Проектом следует предусматривать опробывание скважин откачками. Опробование скважин включает прокачку опытную откачку.

Прокачки скважин производятся с целью очистки ствола скважины от щлама и глинистого раствора. В процессе прокачки замеряют расходы и уровни воды, а также фиксируют степень осветления откачиваемой воды и количество выносимого с водой песка и более крупных частиц. Прокачка производится в течение нескольких часов буровым или грязевым насосом ,с расходом не более 10 м3/час.

Опытные откачки являются одним из основных видов работ, по результатам которых оценивают отбора из скважины необходимого количества воды и её качества. По результатам опытных откачек определяют следующие показатели:

1. Производительность скважины и зависимость дебита от динамического понижения уровня Q=f(S);

2. Устойчивость дебита или понижения во времени или зависимость их изменения от времени и режима эксплуатации;

3. Исходные данные для определения коэффициента фильтрации, радиуса влияния, коэффициента пьезопроводности;

4. Качество воды (химический состав, физические свойства, санитарное состояние;

5. Связь водоносного горизонта , намечаемого к эксплуатации, с поверхностными водами или другими смежными водоносными горизонтами;

6. Влияние водоотбора из скважины на другие близко расположенные водозаборные сооружения и возможная степень взаимодействия между водозаборными сооружениями.

По указаниям СН 325-65, опытные откачки должны производиться не менее чем при двух понижениях с дебитом, составляющем при большем понижении 75% проектной производительности.

Величина допустимого максимального динамического понижения уровня в скважине (по СН 325-65) должна приниматься равной 0,5-0.75 вскрытой мощности водоносного пласта.

При проведении откачки независимо от предусмотренной продолжительности при каждой ступени понижения должны быть достигнуты стабильные дебиты при устойчивых величинах понижения или доказано непрерывное уменьшение дебита (при постоянном понижении) или понижение динамического уровня (при постоянном дебите).

5.1 Производство откачек

Перед началом откачки замеряется статический уровень воды в скважине, от которого в дальнейшем и отсчитываются понижения уровня в процессе откачки.

Величина максимального понижения должна быть не менее 1 м. Максимальное понижение при опытной откачке для получения дебита, равного 75% проектного, должно приближаться к расчетному эксплуатационному.

При опытных откачках с тремя понижениями второе понижение обычно принимают равным промежуточному между первым и третьим понижениями. Если при первом понижении дебит скважины превышает проектный, опытную откачку можно ограничить одним понижением.

Пробные и опытные откачки должны быть непрерывными (суммарная продолжительность перерывов должна составлять не более 10% общей продолжительности откачки). Дебит скважины и динамический уровень можно считать установившимися, если в течение последних 24 ч откачки систематического снижения уровня и изменения дебита не происходит. При неустановившемся режиме на каждое понижение рекомендуется производить откачку в течение трех суток (не менее).

В процессе откачки одновременно измеряют дебит и динамический уровень в скважине через каждые 1--3 ч исходя из условия не менее 15--20 замеров на каждое понижение. Если откачка прозводится в течение длительного периода (1-2 месяца) количество замеров сокращается до двух-трех в сутки.

С самого начала откачки ведутся наблюдения за мутностью откачиваемой воды и содержанием в ней взвешенных частиц грунта. По окончании откачки обязательно контролируется ход восстановления уровня воды в скважине. Если уровень воды в скважине не восстанавливается до статического зафиксированного перед началом откачки, или устанавливается выше, то необходимо выявить причины этого явления.

6. Мероприятия по охране подземных вод

Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов - одна из важнейших проблем нашего времени. В обязанности геологической службы входят максимальное восстановление и сохранение окружающей природы и недр, нарушенных при проведении геологоразведочных работ. Необходимо принимать тщательные меры по предупреждению пожаров, неоправданных порубок леса, потрав посевов, загрязнения земельных участков, поверхностных и подземных вод.

При проектировании буровых работ в обязательном порядке разрабатывают мероприятия по охране природы. При планировании площадки для размещения бурового оборудования верхний плодородный слой земли срезают и складируют. Смонтированное буровое оборудование должно обеспечивать пожарную безопасность. В процессе бурения не допускается загрязнять землю продуктами использованных горючесмазочных материалов, промывочными жидкостями, химическими реагентами. Указанные отходы надо собирать и захоронить на глубину не менее 2 м. Место захоронения должно обеспечить надежную локализации и изоляцию отходов от подземных вод.

После окончания бурения поисково-разведочных скважин проводят их ликвидационный тампонаж, основной целью которого является устранение возможности перетока подземных вод, вскрытых стволом скважины после извлечения обсадных труб. Скважины, вскрывшие слабонапорные водоносные пласты, тампонируют глиной; доставляемой на забой колонковым набором, с последующим уплотнением.

На устье скважины ставят репер, на котором указаны номер скважины, ее глубина, название организации и дата окончания бурения. При демонтаже бурового оборудования засыпают котлованы (отстойники, приемные емкости и т.д.), рекультивируют землю. При сооружении разведочно-эксплуатационных и эксплуатационных скважин следует тщательно цементировать обсадные колонны с целью изоляции водоносных пластов. Особое внимание уделяется надежной изоляции водоносного пласта, намеченного к эксплуатации.

Скважины, не пригодные к эксплуатации, ликвидируют путем санитарно-технической заделки. На ликвидацию скважины составляют соответствующий акт.

7. Расчёт зон санитарной охраны

Для исключения поверхностных загрязнений водозаборные скважины должны иметь зоны санитарной охраны, состоящие из двух поясов. Назначение первого пояса зоны (пояс строгого режима) -- ограждение водозабора от непосредственного попадания поверхностных и грунтовых вод и загрязнений, обусловленных деятельностью людей. Для незащищенных с поверхности водоносных пластов расстояние первого пояса от водозабора составляет не менее 50 м. Во втором поясе (зоне ограничений) ограничивается деятельность людей, которая может повлечь за собой ухудшение воды эксплуатируемого водоносного горизонта. Границы второго пояса устанавливают исходя из санитарных и гидрогеологических условий и определяют расчетом.

В соответствии с Сан.ПиН.2.1.1.4.11.10.02 зоны санитарной охраны:

R = v Qt/р H µ (7.16)

Где: R - расстояние от выбранной точки потока до действующей водозаборной скважины, м;

t - время движения воды от этой точки до скважины в сутках;

Q - дебит скважины м3/сут;

Н - мощность водоносного горизонта в м;

µ - активная пористость водоносных пород.

Дано:

Дебит: 403,2 м3/сут

Время: Для 2 пояса - 400;

Для 3 пояса - 25лет;

Мощность водоносного горизонта: 40

Активная пористость - 0,001 ч 0,003

Расчет зоны санитарной охраны.

R1=50 м

Rll=v403,2*400/3.14*40*0.002= 801,2 м.

Rlll=v403,2*7300/3.14*40*0.002= 3423 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

8. Техника безопасности

Сооружение скважин осуществляется по утвержденным проектам. Выполнение предписаний геолого-технического наряда (ГТН) является обязательным для буровой бригады. Любые отклонения от проекта должны отражаться в ГТН и утверждаться главным инженером буровой организации. Сооружение скважины может вестись круглосуточно или в две смены. Состав смены (звена) зависит от применяемой буровой техники. При использовании буровой установки УРБ - 2М смена состоит из двух человек: бурильщика и его помощника, которые должны владеть профессиями водителя автомобиля, компрессорщика, электросварщика, стропальщика, радиста.

Буровое оборудование размещают по типовым схемам в зависимости от марки применяемой установки. Точку заложения скважины определяют по координатам, указанным в проекте и она подтверждается актом на заложение скважины. Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений и дорог должно быть не менее полуторной высоты ее мачты. В. стесненных условиях (территория населенных пунктов, предприятий и т.д.) допускается размещать установку на меньшем расстоянии, но при этом проводят дополнительные мероприятия по безопасному ведению работ (установка дополнительных растяжных канатов, ограждений, сигнального освещения и т.д.)

Перед монтажом буровой установки размечают площадку под оборудование, инструмент и материалы. Вокруг буровой установки в радиусе 50 м должна быть выкошена трава, а территория очищена от пожароопасных материалов. При размещении установки на территории предприятии или населенных пунктов рабочая площадка должна быть ограждена и должен быть обеспечен свободный доступ транспортных и погрузочных средств к местам размещения инструментов и материалов.

Земляные работы выполняют, как правило, механизированным способом (шурфобуром, экскаватором и т.д.). Объем котлованов для промывочной жидкости должен быть не менее полуторного объема скважины. Погрузочно-разгрузочные работы следует производить механизированным способом с использованием средств малой механизации. Все смонтированное оборудование должно иметь защитные заземления. Члены буровой бригады в соответствии с графиком выполняют планово-предупредительный ремонт бурового оборудования и ежесменно смазывают механизмы и узлы буровой установки. Чрезвычайно важно квалифицированно, качественно и в срок решать вопросы снабжения буровой необходимыми материалами и запасными частями, а также вопросы социальной сферы (организация отдыха, быта и питания рабочих).

Оперативное управление технологическим процессом сооружения скважин значительно повышается при использовании диспетчерской службы. Диспетчерская система позволяет выяснить состояние буровых работ, обеспеченность материальными ресурсами, оперативно контролировать выполнение основных плановых показателей, перераспределять материально-технические ресурсы в случае возможных осложнений, аварий, простоев и оказывать при необходимости квалифицированную помощь буровым бригадам.

Заключение

В данном курсовом проекте разработаны все необходимые параметры бурения и оборудования разведочно-эксплуатационной скважины.

С учетом особенностей географического положения, литологического состава, гидрогеологических условий и заданного дебита было выбрано необходимое оборудование (электронасос, буровая установка, буровые и крепежные материалы, фильтр, эрлифт, компрессор, вспомогательный инструмент). Так же в проекте освещена технология вскрытия и освоения водоносного пласта, а так же опытно-исследовательские работы. Рассчитаны зоны санитарной охраны, освещена охрана подземных вод и техника безопасности.

Список использованной литературы

Бурение гидрогеологических скважин / Г.П. Сидорова. - Чита: ЧитГУ, 2008. 36 с.

Справочник по бурению скважин на воду / Л.Н. Башкатов [и др].- М.: Недра, 1979. - 560 с. Шамшев, Ф.А

Технология и техника разведочного бурения / Ф.А. Шамшев, С.Н. Тараканов и др. - М.: Недра, 1983.- 565 с.

Малоян, А.В. Практические расчеты по бурению скважин на воду / А.В. Малоян, Э.А. Малоян. - М.: Недра, 1968. - 203 с.

Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду / В.В. Дубровский [и др.].-М.: Недра, 1972. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru