Получение результата экспериментальным методом
На практике возникают проблемные ситуации, когда гидравлическая система имеет сложную структуру или некоторые ее фрагменты проложены скрытным способом. В этом случае определить геометрию ее частей и рассчитать общий объем становится невозможно. Тогда единственным выходом становится проведение эксперимента.
Необходимо слить всю жидкость, взять какую-либо мерную емкость (например, ведро) и наполнить систему до нужного уровня. Заливка происходит через самую верхнюю точку: расширительный бак открытого типа или верхний спусковой клапан. При этом все остальные клапаны должны быть открыты во избежание образования воздушных пробок.
Если движение воды по контуру осуществляет насос, то нужно дать ему час или два поработать без подогрева теплоносителя. Это поможет выгнать остаточные воздушные скопления. После этого нужно еще раз долить жидкость в контур.
Такой метод можно использовать и для отдельных частей отопительного контура, например, теплого пола. Для этого нужно его отсоединить от системы и таким же образом “пролить”.
Геометрические параметры труб
Для определения объема трубы необходимо и достаточно знать всего два ее показателя: длину и внутренний (фактический) диаметр
Последний параметр важно не перепутать с внешним размером, который приводят для правильного подбора фитингов и соединительных элементов
Если значение толщины стенки неизвестно, то вместо расчетного внутреннего диаметра можно использовать DN (диаметр внутреннего прохода). Они приблизительно равны, а величина DN, как правило, указана на маркировке, которую размещают на внешней стороне изделия.
Перед тем как попробовать рассчитать объем любой трубы, необходимо не допустить распространенную ошибку и привести все параметры к единой системе измерения. Дело в том, что длину обычно выражают в метрах, а диаметр – в миллиметрах. Отношение этих двух единиц следующее: 1 м = 1000 мм.
На самом деле, можно привести параметры и к промежуточным значениям – сантиметрам или дециметрам. Иногда это даже удобно, учитывая, что в этом случае количество знаков после запятой или, наоборот, нулей, будет не очень большое.
Для произведенных не в России (и не для России) труб диаметр может быть выражен в дюймах. В этом случае необходимо выполнить пересчет, учитывая, что 1″ = 25.4 мм.
Основные показатели при расчете
Статический и динамический уровень воды в скважине.
В обоих случаях при расчете мощности водозабора находится горизонтальный уровень жидкости от поверхности земли до зеркала. Для того чтобы с точностью узнать глубину колодца, можно использовать подручные средства. Это может быть простая веревка с подвешенным грузом, трос. Уровень воды определить несложно. Достаточно зафиксировать длину веревки, при которой груз начнет погружаться в воду. Статический уровень отличается тем, что с его помощью оценивается расстояние непосредственно от зеркала до поверхности земли в состоянии покоя, то есть до предварительной откачки.
Что же касается динамического уровня, то он находится после работы насосного оборудования. По мере откачки подземной воды происходит значительное опускание зеркала воды. Это и есть динамический уровень. Нередко на практике встречается такая ситуация, когда после проведенной откачки уровень воды не изменяется. Это свидетельствует о том, что приток новой подземной воды равен тому объему, который откачивается. Таким образом, скважина очень быстро наполняется новой водой. В данной ситуации мощность водозабора будет равна мощности насоса. Последняя величина должна быть указана в инструкции по применению агрегата или в его паспорте.
Основные параметры скважин
Скважины на воду обладают двумя важнейшими параметрами:
- Диаметр. Зависит от типа используемого насосного оборудования, его размеров, максимальных габаритов, конструкции. Диаметр скважины должен быть достаточным для установки трубы, фильтра, обеспечения необходимого объема поступления чистой воды.
- Глубина. Зависит от объема перекачиваемой воды, уровня ее загрязненности, сферы применения, мощности насосного оборудования.
В результате оптимальный размер шахты определяется расчетом с учетом глубины погружения и окружности трубы.
На оптимальные размеры шахт влияет несколько ключевых факторов, а именно:
- Тип почвы. Если почва песчаная, то шахта должна быть достаточно большой глубины чтобы не закачивать загрязненные грунтовые воды. Также с такой проблемой сталкиваются владельцы участков на суглинке с незначительным уровнем фильтрации, при этом все химикаты и загрязнители попадают в глубокие грунтовые горизонты.
- Рельеф местности. Глубина шахты, а соответственно и ее объем, напрямую зависит от глубины погружения насоса. Если шахта бурится в горной пересеченной местности, без предварительной геологической разведки не обойтись. Ведь водные горизонты, поставляющие пригодную для питьевых нужд воду, могут залегать на значительной глубине, и тогда придется не только подбирать оптимальный насос, но и рассчитывать внутреннюю окружность шахты.
- Поставленные задачи. Для производственных нужд достаточно неглубокой шахты и поставляемой ею неочищенной воды, не подходящей для питья.
Как подобрать оптимальный диаметр?
Диаметр скважины – это сечение эксплуатационной колонны (обсадной трубы). Чем шире сечение, тем больше площадь фильтра и выше производительность соответственно. Но и расходы на бурение при этом возрастают также. Потому при расчете оптимальной величины окружности шахты необходимо учесть максимально возможное потребление воды, подобрать насос и материал трубы.
Окружность шахты также зависит от финансовых возможностей заказчика и типа используемого оборудования. Для обычного глубинного насоса с небольшой производительностью окружность можно принять и поменьше. А вот для насосной станции – уже значительно большую, ведь объемы перекачиваемой воды будут весьма значительны.
Формула расчета дебита скважин
Для расчетов по стандартной формуле – D = H x V/(Hд – Hст), нужна всего лишь такая информация:
- Высота водного столба;
- Производительность насоса;
- Статический и динамический уровень.
Статический уровень в этом случае – расстояние от начала подземных вод до первых слоев почвы, а динамический уровень – абсолютная величина, получаемая при замере уровня воды после откачивания.
Также существует понятие, как оптимальный показатель дебита нефтяного месторождения. Определяется он, как для общего установления уровня депрессии отдельной скважины, так и всего пласта в целом. Формула высчитывания среднего уровня депрессии месторождения определяется, как Р заб=0. Дебит одной скважины, который был получен при оптимальной депрессии, и будет являться оптимальным дебитом нефтяной скважины.
Однако такая формула и сам показатель оптимального дебита применяется не на каждом месторождении. Из-за механического и физического давления на пласт, может происходить обрушение части внутренних стенок нефтяных скважин. По указанным причинам, часто приходится уменьшать потенциальный дебит механическим способом, чтобы сохранить бесперебойность процесса добычи нефти и сохранения прочности стенок.
Это – простейшая формула расчета, которая не сможет с точностью получить правильный результат – будет большая погрешность. Для того чтобы избежать неправильных расчетов и направить себя на получение более точного результата, используют формулу Дюпюи, в которой необходимо взять гораздо больше данных, чем в выше представленной.
Но Дюпюи был не просто умным человеком, но и отличным теоретиком, поэтому он разработал две формулы. Первая – для потенциальной продуктивности и гидропроводности, которые вырабатывают насос и месторождение нефти. Вторая – для неидеального месторождения и насоса, с их фактической продуктивностью.
Рассмотрим первую формулу:
N0 = kh/ub * 2Pi/ln(Rk/rc).
Эта формула для потенциальной производительности включает в себя:
N0 – потенциальная продуктивность;
Kh/u – коэффициент, определяющий свойство гидропроводности нефтяного пласта;
B – коэффициент расширения по объему;
Pi – Число П = 3,14…;
Rk – радиус контурного питания;
Rc – долотный радиус скважины по расстоянию до вскрытого пласта.
Вторая формула имеет такой вид:
N = kh/ub * 2Pi/(ln(Rk/rc)+S).
Этой формулой для фактической продуктивности месторождения сейчас пользуются абсолютно все компании, которые бурят нефтяные скважины. В ней поменяны только две переменные:
N – фактическая продуктивность;
S–скин-фактор (параметр фильтрационного сопротивления течению).
В некоторых способах для повышения дебита нефтяных месторождений, применяется технология гидравлического разрыва пластов с полезным ископаемым. Она подразумевается образованием механическим способом трещин в продуктивной породе.
Естественный процесс снижения дебита нефтяных месторождений происходит с показателем в 1-20 процентов в год, исходя из первоначальных данных этого показателя при запуске скважины. Применяемые и описанные выше технологии могу интенсифицировать выработку нефти из скважины.
Для повышения показателей и уровня дебита может применяться также термокислотный метод обработки. С помощью нескольких видов растворов, таких как кислотная жидкость, производится очистка элементов месторождения от смолянистых отложений, соли и других химических компонентов, мешающих качественному и результативному проходу добываемой породы.
Кислотная жидкость изначально проникает в скважину и заполняет площадь перед пластом. Далее производится процесс закрытия задвижки и под давлением кислотный раствор проникает в глубинный пласт. Оставшиеся детали этой жидкости промываются нефтью или водой после продолжения работы по добыче.
Расчет дебита следует проводить периодически для формирования стратегии векторного развития нефтедобывающего предприятия.
Что же это такое?
Проще говоря, эта характеристика показывает, какой объём жидкости может быть получен из скважины за час, день, или другой промежуток времени. Чем он выше, тем лучше будет производительнос ть колодца. Но это так же значит, что потребуется мощный насос и обсадные трубы большого диаметра.
Как уже описывалось выше, дебитом называется характеристика, помогающая определить объём добываемой влаги, на определенную единицу времени. Эта характеристика измеряется в кубических метрах в час, день, или в л/мин. Исходя из этого можно заключить, что самые производительные шахты имеют высокий дебит, и для них требуется мощное оборудование. Для его определения применяются мощные насосы и мерная емкость. Такую работу рекомендуется доверять специалистам, способным сделать самые точные вычисления.
Расчет объема скважины и коммуникационного средства.
Чтобы рассчитать необходимые качества бурового раствора, нужно вычислить объем скважины по формуле:
В метрической системе:
V = объем скважины в куб.м
D = диаметр скважины в метрах
L = длина скважины в метрах
Объем зазора может быть вычислен как разница между посчитанным объемом скважины и объемом коммуникационного средства.
Объем коммуникационного средства вычисляется так же, как и объем скважины, только диаметр скважины заменяется на диаметр коммуникационного средства.
Для эффективного вывода шлама из скважины и предотвращения их осаждения из суспензии в скважине, объем потока жидкости должен быть подсчитан путем умножения объема скважины на количество жидкости, протекающей в единицу времени, между 1 и 5 (обычно 3), в зависимости от состояния грунта, размера шлама и дистанции, которую шлам должен пройти до выхода из скважины. В песке объем, который нужно закачать, может быть в 1-3 раза больше, чем посчитанный объем скважины или зазора. Объем жидкости может быть большим в пористой породе или гравелистом грунте из-за потери жидкости при бурении. Для высоко пластичной (разбухающей) глины накачиваемый объем может превосходить объем скважины в 3-5 раз или даже больше, потому что глина увеличивается в объеме и pacтворяется в скважине при вбирании в себя воды. Требуемое количество жидкости может быть очень большим, в случае если:
— глина находится в твердом, сжатом состоянии, т.к. потенциал разбухания будет большим
— глина находится в обезвоженном, высушенном, потрескавшемся состоянии, т.к. будет происходить уход жидкости в породу через усадочные трещины.
Возможно ли восстановление?
Со временем фильтр ствола скважины может обрастать частицами ила, забиваться песком и органическими отложениями. Указанные естественные процессы напрямую влияют на снижение производительности водозабора. Восстановление дебета в этом случае возможно двумя методами:
- Вибрационным воздействием. Для этого используется специальное устройство, которое опускается в воду на тросе до глубины размещения фильтра. При его вибрации с фильтра отслаиваются скопления песка, ила, известняка и прочих загрязнений.
- Химическим воздействием. Для этого фильтр заливается кислотой, после чего все загрязнения растворяются.
В заключение стоит еще раз отметить, что проведение всех указанных выше расчетов позволит использовать водоносное оборудование эффективно и безопасно. Точные расчеты позволят не только обеспечить нужным объемом воды в свободном доступе, но и значительно сэкономить на приобретении сопутствующего оборудования.
Расчет объема скважины и коммуникационного средства
Вычислить этот показатель можно по формуле:
V=πR²H,
где R — радиус внутреннего сечения обсадной трубы, а Н — высота столба воды. Поскольку эта величина для источника не является определяющей, пользуются значением дебита — главной характеристики скважин на воду.
Однако при добыче нефти и газа стволы имеют большие размеры и сложную конфигурацию. Глубина такого устройства достигает 3 км и больше. При подходе к нефтяному (газовому) горизонту для предотвращения выброса среды на поверхность скважину глушат с помощью растворов или пресной воды. Чтобы правильно рассчитать необходимое количество жидкости, нужно знать объем ствола устройства.
В связи с тем, что по высоте колонны ее диаметр неодинаков и уменьшается с глубиной, рассчитывают емкость каждого интервала изготовления шахты.
Если скважина имеет 3 участка с разными размерами, то общий объем будет равен:
Vскв=Va+Vb+Vc,
где Va, Vb, Vc — объемы соответствующих участков.
Еще одна формула вычисления объема.
Обсадные колонны, укрепляющие стенки колодца, уменьшают его емкость, что отражается на количестве жидкости необходимой для глушения.
Объем коммуникационного устройства определяется по формуле:
Vку=Vд-Vв,
где Vд — объем участка ствола, рассчитанный по диаметру долотом, а Vв — вычисленный по внутреннему диаметру обсадной колонны. Зная эти величины, можно рассчитать количество раствора для глушения на каждом интервале сверления.
Возможно ли увеличить показатель дебита?
Если известно, что дебит падает, а раньше он был выше, то достаточно прочистить трубу, а также фильтры, установленные в ней. В большинстве случаев это помогает увеличить показатель до прежнего состояния. Но это не единственная причина снижения объема скважинной жидкости. Уменьшение воды может произойти и из-за оборудования, то есть при уменьшении производительнос ти насоса. Это определяется по уменьшению динамического уровня. В данном случае требуется его замена.
В случае если этот показатель изначально был маленький, такие меры не помогут. Причин этому может быть немало: к примеру, при бурении не было точного попадания в водоносный горизонт либо подобран неправильный аппарат для подъёма жидкости. В последнем случае все решается просто – заменой насоса. Но в первом случае проблему можно решить только бурением новой скважины.
Правильные расчеты объема воды очень важны, с их помощью в доме всегда будет необходимое количество воды. Поэтому к процессу подсчета надо подойти с полной серьезностью и точностью.
Применение ручных установок
К этому типу оборудования относятся мобильные и компактные механизмы, которые позволяют выполнить работу в стесненных условиях, например, построить скважину в подвале. Вес установок <250 кг.
Ручное бурение скважин на воду.
Они бывают разной мощности и назначения:
- сверление льда при зимней рыбалке и грунта I, II категории по силам для мотобура с ручной подачей и массой 15 кг;
- проходка скважин для строительных работ и водозаборных в породах I―III группы; установкой весом до 80 кг управляют 1 или 2 оператора;
- гидробурение, изготовление выработок под сваи и разведочных; исполнение механизма блочное из модулей <30, общим весом до 270 кг.
Кроме вариантов автономного привода от двигателя внутреннего сгорания, выпускают установки с электромотором. Ямобуры мощностью 2,2 кВт подключаются к сети 220 В, а 4 киловатта — к питанию 380 V и комплектуются бензиновым движком. Глубина бурения у обеих моделей 5 м, а диаметры скважин в первом случае <250 мм, в другом — до 500. Отличается и вес: 210 и 270 кг.
Формулы объема скважины, технологических отходов и коммуникационного средства
Для заполнения паспорта изготовленной скважины используются расчетные данные источника. Например, определение объема скважины по формуле, учитывающей параметры насоса, дает возможность найти ее дебит. Эта величина, характеризующая производительность источника, позволяет узнать, способен ли он отдать на поверхность нужное количество воды.
Формула вычисления объема.
Расчет объема скважины и коммуникационного средства
Вычислить этот показатель можно по формуле:
Однако при добыче нефти и газа стволы имеют большие размеры и сложную конфигурацию. Глубина такого устройства достигает 3 км и больше. При подходе к нефтяному (газовому) горизонту для предотвращения выброса среды на поверхность скважину глушат с помощью растворов или пресной воды. Чтобы правильно рассчитать необходимое количество жидкости, нужно знать объем ствола устройства.
В связи с тем, что по высоте колонны ее диаметр неодинаков и уменьшается с глубиной, рассчитывают емкость каждого интервала изготовления шахты.
Если скважина имеет 3 участка с разными размерами, то общий объем будет равен:
Еще одна формула вычисления объема.
Обсадные колонны, укрепляющие стенки колодца, уменьшают его емкость, что отражается на количестве жидкости необходимой для глушения.
Объем коммуникационного устройства определяется по формуле:
Расчет объема технологических отходов бурения для скважины
Наиболее опасными видами отходов при изготовлении шахты скважины считаются отработанный промывочный раствор и буровой шлам или выбуренная порода. Они учитываются при расчете потерь промывочного раствора в процессе его очистки.
Величина технологических отходов на искомом интервале изготовления шахты вычисляется по формуле:
Данные рассчитываются для каждого участка ствола, пробуренного долотом своего диаметра. Среди значений емкости колонны на рассчитываемом интервале сверления выбирают большее. Эта величина используется для определения количества бурового раствора на каждом участке по формуле:
Эти величины нужны для расчета запаса технологического раствора, требуемого для безопасного проведения работ по освоению геологоразведочных либо ремонта действующих скважи.
https://youtube.com/watch?v=ZmYg285gv2Q
Смесители идеи для дома
Трубы напорные полиэтиленовые среднего типа пнд номинальный наружный диаметр 160 мм
Ремонт душа и туалета
Как соединить стальную трубу с канализационной
- Угловая ванна вид сверху
