Расчет группы взаимодействующих скважин

 

Если требуемый расход воды не может быть обеспечен одной скважиной (например, диаметр фильтра D_ф >325 мм или получено большое понижение S), проектируют группу скважин.

При большом суточном водопотреблении возникает необходимость забора воды сразу из нескольких скважин, то есть происходит захват воды группой скважин.

С целью более полного захвата воды и обеспечения более благоприятных условий питания наиболее часто скважины располагают по возможности в одну линию. Если расстояние между скважинами превышает 2 R, то их влияние друг на друга в расчетах не учитывают, и они работают как одиночные. Однако такое расположение экономически невыгодно, так как при этом возрастает стоимость за счет большой длины коммуникаций (сборные водоводы, линии электропередач, эксплуатация дороги и т. д.). Для уменьшения длины коммуникаций и улучшения условий эксплуатации скважины сближают, и они начинают влиять друг на друга, снижая дебит.

Расчет группы взаимодействующих скважин заключается в определении их числа, производительности, расстояний между ними, понижения уровней. Проводят его в такой последовательности:

1. Определяют дебит одиночной скважины;

2. Радиус влияния R, то есть расстояние от центра скважины до точки восстановления статического уровня, вычисляют по формуле

 

,

 

где a – коэффициент пьезопроводности (скорость распространения давления в пласте), м²/сут. Для напорных пластов

 

,

 

где μ - коэффициент водоотдачи (Табл. Б.1 прил. Б [12]);

Для безнапорных пластов

,

 

где h_cр – средняя мощность водоносного слоя в период откачки,м, h_cр =0,8 H.

t –нормативное время эксплуатации скважины,лет;в зависимости от назначения скважины и условий ее работы, принимают 25 лет.

3. Определяют дебит взаимодействующей скважины по формуле

 

,

 

где a_вз – коэффициент взаимодействия, зависящий от расстояния между скважинами l, для практических расчетов принимают по таблице 3.2 [12].

4. Задаются расстояниями между скважинами в зависимости от характеристики и мощности водоносного пласта (табл. 3.3) [12].

5. Определяют число рабочих скважин из условия, что требуемый расход Q обеспечивается группой взаимодействующих скважин, т.е. Q = n·Q_вз, откуда

 

,

 

где Q – суммарный дебит группы взаимодействующих скважин, м³/сут (приведен в задании).

Число рабочих скважин n округляют до целого n_р. Число резервных скважин определяют согласно таблице 3.4 [12].

6. Уточняют фактический дебит Q_вз.ф, м³/сут, взаимодействующей скважины, исходя из принятого числа рабочих скважин и требуемого расхода

 

 

7. Определяют понижение уровня (м):

– в каждой скважине:

 

- суммарное (наибольшее) понижение [10, 11]:

 

,

 

где r ₀ – радиус скважины №1 (в которой определяется понижение), м;

r _2-1, r _3-1и т.д. –расстояние от скважины №1до последующихскважин, м.

В расчетах принимают допущения, что для всех скважин мощность водоносного пласта и коэффициент фильтрации одинаковы, в скважинах установлены насосы равной подачи Q_c, поэтому дебиты всех взаимодействующих скважин равны, то есть Q_{c 1}= Q_{c 2}= Q_{c 3}=...= Q_ci .

8. Сравнивают полученное расчетом максимальное понижение с допускаемым понижением S_доп. Если S_max > S_доп, то расчет повторяют, увеличив расстояние между скважинами.

Для определения S_доп,м, зависящего от конструкции скважины, места положения фильтра, глубины установки насоса, мощности пласта и величины слоя воды, предложено несколько формул:

- для напорных пластов:

 

,

 

где Δ h_н – максимальная глубина погружения нижней кромки насоса под динамический уровень в скважине, м;

Δ h_ф –потери напора в скважине на входе через фильтр,м;

- для безнапорных пластов:

 

 

9. Определяют положение динамического уровня в скважине

 

,

 

где – отметка динамического уровня, м;

– отметка статического уровня, м;

S_пр – принятое значение понижения уровня, м.