Реагенты для обработки скважин

Реагенты	Состав кольматанта	Устойчивость фильтра и обсыпки к кислотам
композиция	концентрация, %
HCl N2H4 HCl NaHSO4^.H2O	20…25 8…10 5…7	Fe2O3, Fe(OH)3, FeCO3 FeS, CaCO3 Fe2O3, Fe(OH)3, FeCO3, FeS	Фильтр, обсыпка кислотоустойчивы
Na2S2O4	6…8	Преобладают Fe2O3, Fe(OH)3	Фильтр неустойчив к кислоте, обсыпка содержит известковистые соединения
HCl Na5P3O10 N2H4 HCl Na5P3O10 NaHSO4^.H2O Na5P3O10	20…25 0,8…0,5 8…10 0,1 5…7 0,1	Fe2O3, Fe(OH)3 FeCO3, FeS, CaCO3     Fe2O3, Fe(OH)3 FeCO3, FeS	Фильтр, обсыпка кислотоустойчивы
HCl Na5P3O10	5…10 3…2,5	Fe2O3, Fe(OH)3 FeCO3, FeS, CaCO3	Фильтр, обсыпка устойчивы в разбавленной кислоте
Na2S2O4 Na5P3O10	6…8	Преобладают Fe2O3, Fe(OH)3	Фильтр, обсыпка неустойчивы в кислоте

Рис. 37. Схема оборудования скважины для

реагентной обработки:

1 - скважина;

2 - оголовок;

3 - труба для нагнетания воздуха от компрессора;

4 - труба для отвода газов и сжатого воздуха

при циклической обработке скважин;

5 - манометр;

6 - труба для заливки раствора реагента;

7 - заливочные трубы;

8 - фильтр;

9 - закольматированная зона;

10 – кислота

Импульсные методы восстановления дебитов скважин создают ударные волны и воздействуют на кольматирующие отложения. Для этого применяют пневмовзрыв (ВПВ), электрогидравлический удар (ЭГУ), взрывы торпед из детонирующего шнура (ТДШ) и вибрационные методы.

Для создания пневмовзрыва широкое применение нашли установки АСП-ТМ - автостанция, размещенная на одноосном прицепе, в состав которой входят компрессор, баллоны со сжатым воздухом и пневмоснаряд. Максимальное давление в баллонах 15 МПа.

Для обработки скважин методом ЭГУ создан ряд специальных передвижных установок. Недостаток этого способа - необходимость работы с током высокого напряжения.

Метод ТДШ основан на взрыве шнуровых торпед в зоне фильтра. Его применяют при надежно изготовленном фильтре, так как сила взрыва регулируется числом взрываемых нитей.

Вибрационные методы основаны на колебаниях пластин, расположенных на трубах, движение которым передается вибратором.

Все указанные способы восстановления скважин применяют в комплексе с реагентными методами. В этом случае сокращаются время обработки, энергозатраты, повышается эффективность обработок.

5.7. Автоматическое управление работой скважины [29,34,37]

В большинстве случаев вода из водозаборных скважин по напорному водоводу подается в емкостные сооружения, чаще всего в водонапорные башни. Для обеспечения надежной работы скважины предусматривают установку средств автоматического управления.Одна из схем автоматического управления насосной станцией при работе на водонапорную башню и наличии промежуточного отбора приведена на рисунке 38. Система управления включает в себя насосную установку 1, реле минимального 2 и максимального 3 давления, напорный резервуар 4, напорный трубопровод 5, мембранный клапан 6, сигнальную трубу 7, дренажную трубу 8, обратный клапан 9.

При достижении водой верхнего уровня в резервуаре давлением в трубе 7 закроется клапан 6. Давление в напорном трубопроводе повышается, и реле максимального давления 2 выключит насосную установку 1. При промежуточном водоотборе 11 вода из напорной емкости 4 после отключения насоса будет подаваться через обратный клапан 9. При понижении уровня воды реле минимального давления включает насосную установку. Помимо водонапорных башен и баков для создания напора в водопроводной сети применяются водо-воздушные котлы, давление в которых создается сжатым воздухом. В зависимости от способа поддержания давления выделяются котлы постоянного давления (компрессионные) и переменного давления (бескомпрессионные). В установках с постоянным давлением воздух

из специального резервуара, в котором давление поддерживается автоматизированным компрессором, поступает в водо-воздушный котел. В установках с переменным давлением пополнение воздуха в котле обеспечивается либо при опорожнении и соединении котла с атмосферным давлением, либо специальными регулирующими устройствами.

Рис. 38. Бескабельная система

управления насосной станцией

Схема другой автоматической установки, в которой в качестве напорно-регулирующего резервуара пользована упругая емкость из эластичного материала, приведена на рисунке 39, где 1 - станция управления; 2 - электродвигатель; 3 - насос; 4 - реле давления; 5 - сливное устройство, 6 -упругая емкость; 7 - напорный трубопровод. При расходе воды, меньшем подачи насоса, емкость 6 будет увеличиваться в объеме и реле давления4 отключит электродвигатель насоса. Вода к потребителю будет поступать под давлением эластичной емкости, и при понижении давления реле вновь включит электродвигатель.

Рис. 39. Автоматизированная

насосная установка с

напорной эластичной емкостью

В ВоГТУ разработано новое устройство для эксплуатации скважин. Это устройство (рис. 40) состоит из погружного электронасоса 1, опущенного в скважину 2 под динамический уровень воды, водоподъемной трубы 3 с электрифицированной задвижкой 4 и со встроенным в стенку трубы 3 датчиком 5 давления. Блок 6 управления предназначен для управления работой насоса 1 и задвижки 4. Устройство транспортирует воду в регулирующую емкость 7, оборудованную датчиками 8 уровней воды и связанную системой электрических кабелей 9 с блоком 6 управления.

Датчик давления (рис.41) состоит из металлического корпуса.10, левой 11 и правой 12 металлических крышек. К крышкам примыкают упругие элементы 13 и 14, причем упругий элемент 33 предназначен для восприятия давления внутри водоподъемной трубы, а упругий элемент 14 воспринимает давление, характеризующее динамический уровень воды в скважине. К упругим элементам 13 и 14 приклеены измерительные тензорезисторы 15 и 16 соответственно. Между упругими элементами и крышками 11 и 12 имеются резиновые прокладки 17 и 18 соответственно, предназначенные для равномерной передачи давлений на упругие элементы.

Рис. 40. Устройство

для эксплуатации скважин

Кроме того, датчик имеет опционные тензорезисторы 19, предназначенные для исключения влияния температуры на точность измерения давления. Выступ с резьбой 20 предназначен для прикрепления датчика к водоподъемной трубе. В датчике имеются отверстия 21 и 22, предназначенные для передачи соответствующих давлений на упругие элементы 13 и 14 и отверстие 23 для вывода кабеля из датчика. Отверстие 23 для герметизации заделывается эпоксидной смолой.

Рис. 41. Датчик давления

Блок управления (рис. 42) состоит из датчика давления 24, преобразователя давления 25 внутри трубы 3, блока 26 управления задвижкой, задвижки 4, преобразователя 27 сигнала давления снаружи водоподъемной трубы 3, блока 28 управления насосом, насоса 1, блока 29 коммутации, датчика 8 уровня воды в регулирующей емкости 7 и регистраторов 30 и 31.

Рис. 42 Блок управления

Перед началом работы задвижка 4 на водоподъемной трубе 3 закрыта. С повышением уровня води в скважине 2 до установленного значения и при разрешающем сигнале от регулирующей емкости 7 включается насос 1. Сразу же внутри трубы устанавливается максимальное давление, так как задвижка 4 на водоподъемной трубе остается закрытой. При этом, нулевой расход воды исключает пескование скважины. По сигналу включения насоса задвижка 4 начинает работать на открывание. При этом плавное увеличение расхода, воды от нуля гарантирует мягкий переход режима на всасывании и постепенное снижение давления внутри трубы. Когда давление внутри трубы снизится до установленной величины, соответствующей максимальному коэффициенту полезного действия насоса (принятому по характеристике, имеющейся в паспорте насоса, или полученному на основании испытаний насоса) дальнейшее открытие задвижки прекращается и устанавливается оптимальный режим работы скважины. Когда уровень воды в скважине снизится до установленного значения, преобразователь 6 сигнала давления снаружи водоподъемной трубы отключит насос 1, от чего задвижка 4 на трубе автоматически закроется.

Данное устройство позволяет в автоматическом режиме осуществлять все операции, остановкой насоса и регулированием режима эксплуатации скважины. При этом поддерживается оптимальный режим работы насоса с максимальным использованием его коэффициента полезного действия и предотвращается возможность пескования скважины в начальный период работы насоса.

Для группы неглубоких скважин (глубина примерно до 50 м) можно использовать также разработанную в ВоГТУ новую эжекторно насосную конструкции. группового водозабора.

При использовании этой конструкции обеспечивается высокая надежность всей системы, снижается строительная стоимость за счет того, что не требуется устройство сборного колодца, прокладка сборного водовода возможна на небольших глубинах или на поверхности земли, уменьшается количество задвижек и других видов арматуры и уменьшаются эксплуатационные затраты за счет обеспечения работы устройства в автоматическом режиме.

Заключение

В учебном пособии приведены методики, информационные материалы, схемы, рисунки и сведения, необходимые студентам для изучения отдельных разделов теоретического курса дисциплины «Строительство и эксплуатация водозаборных скважин», а также для выполнения практических работ и курсового проекта по этой дисциплине. Пособие содержит информацию, которая потребуется студентам специальностей 280302-комплексное использование и охрана водных ресурсов и 280402 – природоохранное обустройство территорий для выполнения разделов дипломных проектов и работ: «Технология, организация и производство работ»; «Зоны санитарной охраны водозаборов для добывания подземных вод»; «Эксплуатация и автоматизация водозаборных скважин».

При составлении учебного пособия были использованы сведения из технической литературы и нормативных документов, опубликованных за период с 1997 года по2007 год. Кроме того, в пособии приведены сведения о научных и технических разработках,выполненных в ВоГТУ.

Дата добавления: 2015-07-13