Группа компаний Семиречье- бурение скважин на воду, бурение артезианских скважин, водоснабжение, проектирование водозаборов   Перейти на главную страницу сайта Компании Семиречье Контакты компании Семиречье Карта сайта компании Семиречье Заявка на бурение артезианских скважин
    Телефоны группы компаний Семиречье

Рекомендации по эксплуатации скважин

 

Рекомендации по эксплуатации скважины на воду

 
 

 

Из опыта эксплуатации скважин на воду ясно, что их выход из строя связан в первую очередь неправильным монтажом насосных установок, а во-вторых, с нарушениями режима эксплуатации.

Основные сведения

Скважина – это вертикальная горная выработка, которая производится с помощью буровой установки. Главная особенность скважины - круглое поперечное сечение, диаметр которого мал по сравнению с ее глубиной.

Скважина Участок скважины, находящийся вблизи поверхности называется устьем. Чтобы в скважину не попадали воды с верхних, наиболее загрязненных слоев, ее устье закрепляется с помощью обсадной трубы, называемой направлением.

Остальная часть ствола скважины также укрепляется обсадными трубами. В зависимости от глубины это может быть одна или несколько колонн, расположенных телескопически. Самая верхняя колонна обсадных труб носит название кондуктор, колонна в той части скважины, где установлен насос, называется эксплуатационной, остальные колонны являются техническими или промежуточными.

Та часть скважины, которая расположена на уровне водоносного горизонта, называется водоприемной и служит для получения воды.

Если водоносные слои состоят из трещиноватых, скальных или полускальных пород, то для водоприемной части скважины не требуется установка фильтра.

Если же водоносный слой грунта сложен из полускальных неустойчивых пород (к ним относятся галечниковые и щебенистые породы), то водоприемную часть скважины необходимо оборудовать трубчатыми перфорированными фильтрами.

Водоприемная часть скважин, расположенных в неустойчивых водоносных породах, таких как гравий, песок или мелкая галька, оборудуется фильтрами с покрытием из проволоки или сетки.

При оборудовании скважины важно знать ее статический и динамический уровень. Статическим называют уровень воды, который устанавливается в скважине, находящейся в спокойном состоянии (Н ст.). Динамическим называется уровень воды, который устанавливается в скважине в процессе откачки воды (Н дин.). Эти показатели замеряются от поверхности земли до поверхности воды в скважине.

Зная статический и динамический уровни, можно определить понижение статического уровня S = Ндин – Нст. Все три величины обычно выражаются в метрах

Объем воды, который откачивается из скважины за единицу времени, называется ее производительностью, или дебитом (Q). Эта величина обычно выражается в кубических метрах воды, откачиваемых в час (м3/час).

Физические свойства воды

По некоторым внешним признакам можно приблизительно оценить качество воды. Это такие показатели как температура, цвет и запах воды, ее прозрачность и вкус, наличие осадков и взвесей. Оценивая эти показатели, можно примерно оценить качество воды в скважине.

Скважина В большинстве случаев глубоко залегающие подземные воды достаточно хорошо защищены от загрязнения с поверхности мощной толщей вышележащих водоупорных горных пород. Такие воды не имеют привкусов и запаха. Их температура колеблется от 0.2-2.0°С (подмерлостные воды) до 6-10°С. Иногда (в южных районах) температура может достигать 12-16°С. Обычно температура глубоко залегающих вод имеет постоянную для данного района величину. Подземные воды обладают высокой прозрачностью, не содержат осадков или взвесей.

В качестве единицы измерения для концентраций веществ, содержащихся в воде, используются мг/л, либо мг-экв/л. Эти единицы связаны между собой по следующему правилу:

Пусть концентрация вещества, растворенного в воде, равна С мг-экв/л. Выразив эту же концентрацию в мг/л, получим величину М. Обозначим эквивалентный вес вещества (иона, соли или окисла) буквой В, тогда:

С=М/В мг-экв/л и М=СВ мг/л

Как правило, жесткость воды определяется в градусах, при этом жесткость 2.8 градусов соответствует 1 мг-экв/л.

Основные требования к химическому и бактериологическому составу воды

В соответствии с требованиями ГОСТ 2761-57 источник воды можно использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения, если вода, добываемая из него, удовлетворяет следующим требованиям:

а) количество сухого остатка не превышает1000 мг/л
сульфитов менее500 мг/л
хлоридов менее350 мг/л
железа меее1 мг/л
б) общая жесткость волы менее7 мг-экв/л
в) количество кишечных палочек на 1 л воды в зависимости от вида ее обработки перед использованием:
только хлорирование, менее1000
полная очистка и хлорирование, менее10000
г) посторонние привкусы и запахи при температуре 20 С, менее3 баллов

Процентное содержание радиоактивных элементов, солей тяжелых металлов и прочих вредных веществ регламентируется нормами, установленным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека РФ.

Скважина Если содержание сухого остатка в воде больше установленной нормы, то ее использование возможно в случае, когда водоисточник является единственным в районе. Такие случаи необходимо согласовывать с территориальными органами Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Кроме того, источники с водой, не удовлетворяющей описанным требованиям, можно использовать при условии дополнительной очистки воды до установленной нормы.

Если жесткость воды в скважине превышает норматив (от 7 до 14 мг-экв/л), ее можно использовать только по согласованию с органами санитарного контроля. При вынужденном использовании воды с повышенной жесткостью, ее необходимо умягчать.

Для обеспечения должного качества подаваемой потребителям воды, строятся специальные санитарные сооружения. Контроль качества воды проводится по следующим показателям:

ПоказательПредельное количествоЕдиницы измерения
Привкус и запах при температуре 20 С2балл
Прозрачность по шрифту30см
Цветность20Градус
Общая жесткость7Мг/экв
Содержание вредных элементов  
Цинк (Zn)5.0Мг/л
Медь (Cu)3.0Мг/л
Фтор (F)1.5Мг/л
Свинец (Pb)0.1Мг/л
Мышьяк (As)0.05Мг/л
Количество бактерий100Шт/мл
Количество кишечных палочек3Шт/л
Минимальный титр кишечной палочки300 
Водные организмы, различаемые невооруженным глазом0 

Наличие и допустимая концентрация в питьевой воде других вредных веществ устанавливается главным государственным инспектором РФ.

Для водопроводной воды, обрабатываемой перед ее использованием, разработаны дополнительные требования:

ПоказательПредельное количествоЕдиницы измерения
Мутность по мутномеру после осветления воды2Мг/л
Минимальное содержание активного хлора после обеззараживания воды0.3Мг/л
Максимальное содержание активного хлора после обеззараживания воды0.5Мг/л
Запах хлорфенола после хлорированияОтсутствует 
Содержание железа после специальной обработки для обезжелезования0.3Мг/л
Уровень кислотности (РН) после умягчения или осветления6.5-9.5

По согласованию с органами санитарного надзора возможно повышение пределов для цветности (до 35 градусов), мутности (до 3 мг/л) и жесткости (до 14 мг/экв).

Для обследования на анализ берутся пробы воды из скважины. Для каждой пробы фиксируются

  • наименование водоисточника
  • дата, место и глубина взятия пробы
  • кем взята проба
  • дата проведения анализа
  • адрес и наименование лаборатории, проводящей анализ.

По результатам анализа оформляется справка, содержащая следующие данные:

  • температура воды в градусах
  • вкус и запах – в баллах
  • прозрачность – в градусах (по шрифту Снеллена №1)
  • наличие осадка и взвесей – в мг/л
  • уровень кислотности (РН)
  • щелочность в мг-экв/л
  • окисляемость в мг О2
  • общая жесткость – в мг-экв/л
  • карбонатная жесткость – в мг-экв/л
  • сухой остаток – в мг/л
  • наличие кальция (Са2+), магния (Mg2+), железа общего (Fe+) и оксидного (Fe3+) в мг/л
  • наличие солей аммония (NH4+), хлоридов (Cl), сульфатов (SO4), нитритов (NO2) и нитратов (NO3) в мг/л
  • наличие сероводорода ( H2) (его можно определить по запаху) в мг/л
  • количество кишечных палочек в 1 л воды
  • общее количество бактерий в 1 мл.

Подготовка скважины к монтажу насосной установки для постоянной эксплуатации

После сооружения на каждую скважину выдается специальный паспорт. Он должен постоянно храниться у владельца скважины, так как это основной документ, на основании которого производится монтаж водоподъемного оборудования, необходимый ремонт и восстановление скважины.

Скважину лучше вводить в эксплуатацию сразу после окончания бурения и проведения пробной откачки воды. Если процесс ввода в эксплуатацию затянуть во времени, могут возникнуть серьезные осложнения. Во всяком случае понадобится дополнительная откачка воды из скважины.

Если между пробной откачкой воды из скважины и ее вводом в постоянную эксплуатацию произошел разрыв по времени, то перед монтажом водоподъемного оборудования необходимо провести следующие работы:

  • Проконтролировать глубину забоя скважины. В случае образования осадка на забое очистить его.
  • Проверить внутренний диаметр эксплуатационной колонны обсадных труб. Он должен соответствовать наружному диаметру насоса. Обмер ведется до глубины на 10 м, ниже отметки, на которой будет монтироваться насосное оборудование.
  • Определить статический уровень воды в скважине.
  • Откачать воду до полного осветления, то есть до тех пор пока не прекратится вынос песка и шлама. С расходом воды не менее расчетного с расходом воды не менее расчетного
  • Определить установившийся динамический уровень воды в скважине, чтобы выяснить глубину установки насосного оборудования. Оно должно быть установлено в той части скважины, обсаженной трубами, чтобы избежать перебоев в работе. Не рекомендуется устанавливать насос в фильтровой или незакрепленной части скважины.

Монтаж насосного оборудования и эксплуатация скважины

Скважина Насос опускается в скважину на глубину ниже динамического уровня воды так, чтобы его верхний фланец постоянно находился под водой. Если это условие не выполнено, при включении оборудования в работу произойдет авария электродвигателя и насоса. На практике верхний фланец корпуса насоса должен находиться на 3-5 м ниже динамического уровня. При этом необходимо контролировать и высоту водного столба под насосным оборудованием. Для артезианских турбинных насосов это расстояние от дна всасывающей сетки до забоя, а для электродвигателей – от нижнего торца до забоя. Эта величина должна быть не менее 3 метров.

Чтобы избежать поломки электропогружного насоса, необходимо его автоматическое выключение, если уровень воды в скважине опустится ниже заданного.

В случае появления в воде примесей глины или песка в момент пуска насосного оборудования, необходимо уменьшить расход воды, чтобы прекратить пескование. Уменьшение потока воды производится с помощью задвижки на нагнетательном трубопроводе. В этом случае нельзя останавливать работу насоса, потому что мелкие частицы породы будут оседать в проточной части насоса, что вызывает его заедание и порчу. Так что насос можно устанавливать только после того, как из скважины начнет поступать чистая вода.

Если снижение расхода воды не помогло, и полного осветления воды нет, то насос останавливают и извлекают из скважины, чтобы удалить осевший в нем песок. Останавливать электродвигатель можно только после того, как задвижка напорного трубопровода полностью закрыта.

В ходе эксплуатации скважины необходимо контролировать ее дебит. Он не должен превышать расчетный эксплуатационный дебит, который указан паспорте скважины.

Если водоносный горизонт, который эксплуатирует скважина, включает неустойчивые породи или пески, то насосное оборудование должно быть снабжено дополнительными фильтрами с проволочным или сетчатым покрытием. Такое оборудование нельзя включать в эксплуатацию сразу на его полную производительность. Начинать отбор воды в этом случае следует с 40 – 60% от проектной производительности насоса, постепенно увеличивая его до 100%. На начальном этапе эксплуатации скважин, расположенных на песчаных водоносных горизонтах, важно как можно реже останавливать и включать насосное оборудование.

Если у скважины низкий статический уровень, либо откачивающее оборудование имеет малую мощность, то пробная откачка на такой скважине, как правило, проводится с небольшой производительностью. В этом случае эксплуатацию скважины необходимо начинать с уменьшенного дебита, который был достигнут при пробной откачке. Дебит постепенно увеличивают, пока он не достигнет расчетной производительности, которая указана в паспорте скважины.

Не рекомендуется превышать расчетный эксплуатационный уровень отбора воды из скважины. В этом случае при повышении входных скоростей возможен вынос песка, что приводит к преждевременной поломке насоса и выходу из строя скважины. В связи с этим нельзя устанавливать на скважине насосное оборудование, которое имеет производительность выше расчетного эксплуатационного дебита.

Для обеспечения долгой безотказной работы скважины важно постоянное наблюдение за ней и квалифицированное обслуживание. Поэтому необходимо поручить такую работу опытному работнику, знающему насосное оборудование и умеющему эксплуатировать скважины.

В основном наблюдение за работой скважины заключается в следующем:

  • регулярные замеры производительности скважины,
  • определение статического и динамического уровней,
  • контроль химических и бактериологических свойств воды,
  • контроль наличия в воде взвешенных частиц,
  • контроль показаний измерительных приборов и насосного агрегата.

Результаты наблюдений за скважиной фиксируются в специальном эксплуатационном журнале, где обязательно указывается дата, должность и фамилия работника, производившего наблюдение. Эти замеры позволяют диагностировать неисправность насосного оборудования и скважины. Кроме результатов замеров в эксплуатационном журнале делают отметки о профилактических осмотрах насосного оборудования, о ремонте и замене эксплуатационного насоса.

По правилам замеры производятся раз в месяц, если не поступало специальных указаний со стороны органов санитарного надзора.

Периодичность профилактических осмотров насосного оборудования определяется производителем и указывается в паспорте насоса.

Снижение производительности скважины может быть вызвано следующими причинами:

  • Неполадки или износ насосного агрегата.
  • Засорение шламом или песком водоприемной части скважины.
  • Отложение солей в отверстиях фильтра или цементирование пор в породе вокруг фильтра.
  • Снижение статического уровня воды в скважине, которое может быть вызвано
    • работой близлежащих скважин.
    • снижением уровня воды в водоносном горизонте, который эксплуатируется скважиной.

При проникновении в скважину загрязненных или агрессивных вод может ухудшиться качество воды как по химическому, так и по бактериологическому составу. Это может произойти через устье скважины или из вышележащих слоев грунта по затрубному пространству. Не исключено и влияние на качество воды брошенных скважин поблизости. Для решения этих проблем и восстановления качества воды необходимо обращение в специализированные организации.

Режим эксплуатации скважины

После того, как скважина запущена в эксплуатацию, устанавливается режим её эксплуатации. При несоблюдении заданных эксплуатационных параметров, особенно в сторону их увеличения, возможна поломка насосного оборудования и преждевременный выход скважины из строя. Также может произойти прихват насоса, приводящий к аварии.

Если необходимо увеличить дебит скважины, следует обратиться в организацию, пробурившую данную скважину.

Важным элементом в эксплуатации насосных установок являются периодические контрольные замеры

Выключение и ремонт насоса производится в следующих случаях:

  • Если при нормальном напряжении и стабильном режиме работы сила тока на 20% превышает номинальное значение.
  • Если производительность насосной установки падает на 20% от первоначальной.
  • Меняется звук, издаваемый работающей насосной установкой.
  • Во время работы установки появляются вибрации.
  • В откачиваемой воде увеличивается содержании песка до двух и более процентов.
  • Контрольные измерения показывают изменение удельного дебита скважины или ее динамического уровня.
  • Зафиксировано изменение химического состава воды.

Для надежной и длительной эксплуатации скважины необходимо регулярно проверять исправность электроприборов и электроаппаратуры.

Дважды в год необходимо производить профилактический ремонт насосной установки с заменой изношенных деталей. Для насосных установок, работающих непостоянно, промежуток между профилактическими ремонтами можно увеличивать до 9 месяцев.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

  • Превышать дебит скважины выше значения, указанного в ее паспорте.
  • После длительно перерыва включать насосную установку на полную мощность.
  • Качать из скважины воду с повышенным содержанием песка. Максимально допустимое количество песка в воде указывается в паспорте скважины.
  • Часто включать и выключать насоса на скважинах, берущих воду с песчаных водоносных горизонтов.
  • Эксплуатировать скважину без постоянного наблюдения за ее состоянием.
  • Привлекать неспециализированные организации к работам по монтажу насосных установок и ремонту скважин.