Проектирование группового скважинного водозабора производительностью 16900 куб.м/сут., страница 2

Принимаем стандартный размер обсадных труб d_н/d_в=325/309 мм. При бурении скважин диаметром 800 мм это позволяет создать фильтр скважины с двухслойной обсыпкой. К установке принимается фильтр из перфорированной трубы и проволочной обмотки с двухслойной обсыпкой песчано-гравийной смесью со средним диаметром частиц в слоях                    d_{ср 1}=5d_ср.гр=5·0,75=3,75 мм, d_{ср 2}=5d_{ср 1}=5·3,75=18,75 мм . Диаметры первого от водовмещающей породы слоя обсыпки d_1н=800 мм и d_1в=600 мм (d₁=     =100 мм), второго – d_2н=600 мм и d_2в=341 мм (d₂=129,5 мм). В качестве третьего слоя служит перфорированный трубчатый каркас фильтра, покрытый продольными проволоками (d=5 мм), а затем проволочной обмоткой (d=3 мм). Шаг проволочной обмотки принят равным 5 мм. Толщина стенок каркаса и проволочной обмотки d₃=16 мм. При принятой конструкции фильтра и расходе воды из скважины режим его работы будет соответствовать переходной области. Причем, степень турбулентности потока в каждом слое будет различной. Поэтому коэффициент гидравлического сопротивления фильтра найдем по формуле:

 , где n - число слоев фильтра;

К_к - проницаемость (коэффициент фильтрации), для отдельных слоев фильтра, равная 20; 30; 50 м/сут (принята с учетом возможной  их кольматации в процессе эксплуатации скважин);

с_к - коэффициент, учитывающий возрастание сопротивления фильтра при контакте между его слоями;

r_1к и r_2к - соответственно наружный и внутренний радиусы слоя фильтра.

С учетом более точного значения z₂ дебит скважины:

  м³/сут.

Число рабочих скважин в водозаборе n_раб=16 900/2570,3=7.

Фактическая скорость воды на входе фильтр при данном значении Q_c:

  м/сут.

Она меньше υ_ф.доп=154,3 м/сут, что обеспечивает высокую надежность работы фильтра.

1.6.4. Гидравлический расчет водоводов

Глубина скважины:

 м, где l_от – длина отстойника скважины, равная 2 м (лист 3).

Длина водоподъемной колонны  скважины из условия расположения насоса на отметке, соответствующей половине рабочей длине фильтра:

 м.

Диаметр водоподъемной колонны в соответствии с намеченным к использованию в скважине насосом ЭЦВ10–120–60  равен 120 мм.

Обвязку скважин водоводами предполагается осуществить по схеме, показанной на рис. 1.8. Причем, одна центральная скважина располагается между двумя ветвями водозабора, а остальные распределяются по сторонам:  четыре скважины в правой ветви и три скважины в левой. При этом, участки между пятью центральными скважинами водозабора с целью обеспечения требуемой надежности его работы прокладываются в две нитки. Между удлиненными линиями последних участков ветвей предусматриваются две перемычки. Длина линий подключения скважин к сборному водоводу принята равной   15 м, а их диаметр 150 мм. Трубы на этих линиях приняты стальными, сборный водовод – из чугунных труб.

            Скв.1     Скв.2     Скв.3     Скв.4     Скв.5     Скв.6      Скв.7     Скв.8

Рис. 1.5. Схема обвязки скважин трубопроводами

Гидравлический расчет сборного водовода выполняется по схеме расчета тупиковых водопроводных сетей с рассредоточенной подачей воды в точке питания. Результаты расчета приведены в табл. 1.18. При этом учитывалось, что расход воды из центральной скважины распределяется поровну на каждую ветвь водозабора.

Потеря напора в щели между обсадными трубами скважин и двигателями их насосного оборудования, в водоподъемной колонне и линии подключения скважины к сборному водоводу для всех скважин будут одинаковыми:

 м, где γ_щ, γ_в.к, γ_л.п - коэффициенты гидравлического сопротивления щели, водоподъемной колонны и линии подключения скважин к сборному водоводу:

 с²/м⁵, где l_дв-длина погружного двигателя, м;

d_обс - диаметр обсадных труб скважины в месте установки двигателя, м;

d_дв - наружный диаметр двигателя, м.

 с²/м⁵;

 с²/м⁵.

Таблица 1.18.  

Требуемые напоры насосного оборудования в крайних скважинах в любой ветви водозабора:

 м;

 м.

Насос ЭЦВ10–120–60 удовлетворяет этим требованиям для всех скважин водозабора, и поэтому принимается к установке.

Над каждой скважиной водозабора предусматривается павильон полузаглубленного типа.