Конструкция водозаборной скважины (стр. 4 из 6)
3) трудности бурения в породах, содержащих валунно-галечниковые включения, в породах, поглощающих промывочную жидкость;
4) трудности организации работ в зимнее время при отрицательных температурах.
2.5. Определение проектной глубины скважины.
По выбранному значению диаметра фильтра пересчитываем его длину:
= 
= 17,69 м ≈18 м. (10)Согласно значению мощности водоносного пласта, полная глубина скважины
Lскв. = 170+18 = 188 м, так как мощность вышележащих пород 170 м.
Lнк. = 40 м.
2.6. Выбор и обоснование водоподъемного оборудования для эксплуатации и для проведения опытных работ.
Погружные насосы предназначены для эксплуатационной откачки чистой воды из скважин. Наличие в откачиваемой воде даже незначительного количества песка и бурового шлама недопустимо. Поэтому перед установкой погружного насоса должна быть проведена откачка из скважины эрлифтом с производительностью, равной эксплуатационной или превышающей последнюю, до полного осветления воды.
Глубина погружения смесителя зависит от положения динамического уровня. Она определяется по формуле
H=k*h=2.5*14,8=37м (11)
где h – динамический уровень воды в скважине, м; k – коэффициент погружения, который по таблице 9.1([1],с 104)=2.5
V0 = h/c*lg(h(k-1)+10)/10) = 14,8/(13.1*lg[(14,8(2.5-1)+10)/10)]=1,85
м3 воздуха/ м3 воды (12)
где с(=13.1) – опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения([1],с 299,таблица 67)
Тогда полный расход воздуха W = Q* V0/60=1.85*70/60 = 2,16 м3/мин (13)
(где Q – проектный дебит скважины,=70 м3/ч)
Во время работы эрлифта давление воздуха может быть рассчитано по формуле:
P = 0.01[h(k-1)+5]=0.01[14,8(2.5-1)+5]=0,272 МПа (14)
Для данной эрлифтной установки используют компрессор марки ЗИФ-55Э, выбор которого произвела по рабочему давлению[1].
Согласно рассчитанному значению динамического уровня (формула 5)
, м и заданному значению проектного дебита скважины Q = 70 м3/ч по ГОСТу определяем насос 2ЭЦВ10-160-35 [1, с. 57]. Характеристики насоса:1) число ступеней 4;
2) Q = 160 м3/ч;
3)
м;4) N =22 кВт;
5) габариты: диаметр и длина (234 мм и 2040 мм);
6) масса 320 кг.
2.7. Выбор и расчет конструкции скважины.
Необходимо произвести расчет необходимых диаметров колонн обсадных труб и скважины на отдельных интервалах глубин.
Определив диаметр фильтра, его конструкцию и способ установки, рассчитываем диаметр долота для бурения интервала скважины под фильтровую колонну
мм, (15)где Д′д.ф. – расчетный диаметр долота для бурения скважины под фильтровую колонну, мм; Дф. – диаметр фильтра, принимаемый по максимальному размеру (диаметр муфты, диаметр проволочной обмотки или сетчатого покрытия, диаметр кожуха, корзин или блоков для гравийных и блочных фильтров), мм; δ – величина зазора между стенкой скважины и наружной поверхностью фильтра, мм. Величина зазора зависит от диаметра колонны и принимается в пределах 10–50 мм. Меньшие значения принимаются при меньших диаметрах колонны.
На основании расчетного диаметра принимают ближайший больший диаметр долота по ГОСТу. В данном случае диаметр долота принимаем равным 140мм[1]. Диаметр скважины принимается равным диаметру долота.
Рассчитывают внутренний диаметр эксплуатационной колонны по формуле
мм, (16)где Д′э.в. – расчетный внутренний диаметр эксплуатационной колонны, мм; Дд.ф. – диаметр долота для бурения под фильтровую колонну, выбранный по ГОСТу; Δ – зазор между внутренней стенкой колонны и диаметром долота, принимается в пределах 5–10 мм в зависимости от диаметра долота (меньшие значения для меньших диаметров долот).
По ГОСТу на обсадные трубы в соответствии с расчетным внутренним диаметром эксплуатационной колонны принимается ее наружный диаметр и диаметр муфты.
Внутренний диаметр эксплуатационной колонны должен быть достаточным для размещения водоподъемного оборудования и обязательно проверяется по условию
, (17) 
ммгде Дн. – диаметр насоса; (выбранный насос по Q и Н), в – зазор на сторону между насосом и внутренним диаметром эксплуатационной колонны (указывается в технической характеристике насоса).
Следовательно, следует выбрать другой диаметр эксплуатационной колонны
, мм.Рассчитывают диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну по формуле
мм. (18)где Дм.э .= 270 мм – диаметр муфты эксплуатационной колонны, выбранной по ГОСТу [1, с.55].
По расчетному диаметру принимают ближайший большой диаметр долота по ГОСТу, в нашем случае Дд.э. = 295 мм[ 1 ].
Рассчитывают внутренний диаметр направляющей колонны по формуле
мм. (19)где Дд.э. – диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну, принятый по ГОСТу, мм; Δ – зазор 5–10 мм.
По ГОСТу в соответствии с расчетным диаметром выбирают направляющую колонну и муфты. Диаметр муфты
= 324 мм. Диаметр направляющей колонны =299, мм.Рассчитывают диаметр долота для бурения под направляющую колонну по формуле
мм (20)где Дм.н. – диаметр муфты направляющей колонны, мм.
По ГОСТу выбираем диаметр долота под направляющую колонну
= 346 мм[ 1 ].
Конструкция скважины приведена на рисунке 1.
2.8. Выбор бурового оборудования.
Выбор бурового оборудования производится в соответствии с выбранным способом бурения и конструкцией скважины по техническим характеристикам. Буровая установка 1БА15В применяется для бурения роторным способом с прямой промывкой забоя вертикальных скважин для водоснабжения в районах, доступных автотранспорту.
Техническая характеристика буровой установки
Рекомендуемая глубина бурения, 500 м
бурильными трубами диаметром 73 мм
Рекомендуемые диаметры скважин:
Начальный 394 мм,
Конечный 194 мм.
Транспортная база Шасси МАЗ-500А
Мощность 105/108 л.с.
Частота вращения 1500/1700 об/мин
Удельный расход топлива 181/180 г/л∙с∙ч
Ротор:
проходное отверстие ротора 410 мм
число оборотов ротора в минуту:
I передача 65
II передача 130
III передача 245
Механизм подъёма – лебедка:
максимальное натяжение каната, кг 520
Скорость подъема талевого блока 0,2-1,39 м/с
Мачта складная:
высота от земли до оси кронблока 18 м.
подъём мачты гидродомкратом
Буровой насос НБ12-663-40 [2]
2.9. Выбор и расчет режимов бурения.
Режимы бурения для долота 3Л-346:
1) удельная нагрузка G0 = 0,7 кН/см.
Полная нагрузка Gд.н. = G0 ∙ Dд.н. = 0,7 ∙ 34,6 = 24,22 кН. (21)
2) окружная скорость вращения v = 0,8 м/с.
Скорость вращения n =
= 
= 44 об/мин. (22)3) Промывка:
Удельный расход: q = 35 л/(см∙мин).
Полный расход Q = q∙Dд.н. = 35 ∙ 34,6 = 1211 л/мин (23)
Режимы бурения для долота 3Л-295:
1) удельная нагрузка G0 = 0,7 кН/см
Полная нагрузка Gд.ф. = G0 ∙ Dд.э. = 0,7 ∙ 29,5 = 20,65 кН (24)
2) окружная скорость вращения v = 0,6 м/с.
Скорость вращения n =
= 
= 39 об/мин (25)3) Промывка:
Удельный расход: q = 35 л/(см∙мин)
Полный расход Q = q∙Dд.э. = 35 ∙ 29,5 = 737,7 л/мин (26)
Режимы бурения для долота 1У-295СЗГ:
1) удельная нагрузка G0 = 2 кН/см.
Полная нагрузка Gд.ф. = G0 ∙ Dд.э. = 2 ∙ 14 = 28 кН. (27)
2) окружная скорость вращения v = 0,6 м/с.
Скорость вращения n =
= 
= 39 об/мин (28)3) Промывка:
Удельный расход: q = 25 л/(см∙мин)
Полный расход Q = q∙Dд.э. = 25 ∙ 737,5 = 350 л/мин (29)
Режимы бурения для долота 4В-140С:
1) удельная нагрузка G0 = 2 кН/см.
Полная нагрузка Gд.ф. = G0 ∙ Dд.ф. = 2 ∙ 14 = 28 кН (30)
2) окружная скорость вращения v = 0,6 м/с.
Скорость вращения n =
= 
= 82 об/мин (31)