Розрахунок основних характеристик і елементів конструкції свердловини

Розрахунок конструкції свердловини є обовязковим етапом комплексної роботи з облаштування індивідуального водопостачання. В ході попереднього розрахунку конструкції свердловини будуть встановлені основні параметри безпосередньо джерела і характеристики обладнання, яким він буде укомплектований.

Основні параметри розрахунку конструкції свердловини

У процесі розрахунку повинні бути визначені основні параметри. Їх можна взяти з паспорта будь свердловини. Даний перелік включає в себе:

1. Дебет свердловини.
2. Глибину опускання свердловинного насоса.
3. Зовнішній діаметр поверхневої труби.
4. Мінімальний внутрішній діаметр труби обсадки.

Також розрахунок конструкції свердловини передбачає визначення необхідних робочих характеристик використовуваного обладнання і пристосувань, таких як насос, труби, дроти тощо.

У процесі розрахунку конструкції свердловини основна увага приділяється таким параметром, як глибина опускання насоса. Вона відраховується від поверхні землі. Усередині свердловинного колодязя повинен бути встановлений оголовок. Його розміщують на глибині близько 2 м. Це значення обовязково враховується в процесі розрахунку конструкції свердловини на етапі визначення потрібної кількості матеріалу.

Визначення основних характеристик насоса

В першу чергу потрібно вибрати відповідний насос для свердловини. Джерело може працювати з занурювальним або самовсмоктувальним насосом. Зважених агрегати здатні піднімати воду з глибини до 7-9 м. У випадку з удосконаленими моделями з виносним ежектором цей параметр збільшується до 40 м. Але фахівці рекомендують утримуватися від їх застосування, зважаючи на істотне збільшення витрат на електроенергію.

До переваг всмоктуючого свердловинного насоса відносять наступне:

1. Конструкція продається у вигляді готової станції. Весь монтаж зводиться до її гідравлічному підключенню до джерела.
2. Насос встановлюється вгорі, що дозволяє без зайвих складнощів виконувати його огляд і профілактичний ремонт. Безпосередньо ремонтом доведеться займатися набагато рідше, в порівнянні з занурювальним насосом, тому що всмоктуючий працює в менш жорстких умовах.

Таким чином, що всмоктує насос є кращим вибором для свердловин з рівнем води до 9 м. В інших ситуаціях єдиним можливим варіантом є погружной насос.

При виконанні розрахунку конструкції свердловини потрібно визначити її дебіт. Насос повинен мати продуктивність, на 10-30% перевищує дебіт джерела. Ігнорування цієї вимоги призведе до того, що через певний час свердловина просто замулився.

Розрахунок насоса для свердловини

Одним з найважливіших етапів розрахунку є визначення мінімальної продуктивності свердловинного насоса, потрібної для задоволення потреб обєкта водопостачання. У випадку з промисловими обєктами все розраховується в індивідуальному порядку. У таких ситуаціях потрібно враховувати специфіку виробництва і кількість задіяного персоналу.

У випадку ж з приватним будинком для визначення водоспоживання досить знати нормативні дані по різних точках водоспоживання. Найчастіше при розрахунку спираються на те, що 1 людина за добу споживає 200 л води. Основна маса цього обєму рідини витрачається в ранковий і вечірній час, в сумі в середньому за 2 години. Таким чином, сімя з 4 чоловік буде споживати в середньому 0,5 м / год. Якщо вода використовується і для інших потреб, наприклад, поливу рослин, потрібно додати до витрати приблизно 1,5 м / год. У більшості випадків цього достатньо. Таким чином, мінімальна продуктивність насоса для свердловини повинна складати 2 м / год.

Одночасно з цим потрібно розрахувати такий важливий параметр, як натиск насоса. Для цього використовується проста формула. Відповідно до неї для розрахунку мінімального натиску насоса в метрах потрібно взяти значення перепаду між динамічним рівнем води і найвищою точкою водоспоживання (якщо використовується всмоктуючий насос, беруть відстань між ним і найвищої водозабірної точкою), додати до нього значення тиску в системі (найчастіше береться значення в 2,5-3 атм, помножене на 10,2, і додатково додати сумарні гідравлічні втрати.

Що стосується сумарних гідравлічних втрат, для розрахунку цього показника потрібно володіти такими даними:

1. Втратами по довжині трубопроводу. Як правило, береться 10% від сумарної довжини трубопроводу.
2. Місцевими втратами на трійниках, фільтрах, куточках, засувках та ін. Приймається значення рівне 15-20% від сумарних втрат.

На завершення підбору такої складової конструкції свердловини, як насос, необхідно визначитися з маркою і відповідною моделлю. Технічні характеристики агрегату повинні в максимальному ступені відповідати певним в процесі розрахунку. При покупці памятайте, що краще взяти з запасом, ніж з недоліком.

І останній момент - порівняння діаметра відповідного за характеристиками насоса з діаметром свердловини. У насоса цей показник повинен бути менше. Якщо облаштування джерела буде виконуватися з використанням свердловинного адаптера, обовязково передбачте, щоб насос проходив в місці установки статичної частини цього механізму.

Що враховується при розрахунку дебіту свердловини?

У розрахунку конструкції свердловини одним з найбільш важливих параметрів є дебіт. Дана характеристика визначає кількість води, яке здатна видати конкретна свердловина за вибраний проміжок часу. для розрахунку дебіту свердловини вам потрібно мати наступні дані:

1. Статичний рівень води. Відображає відстань від водяного дзеркала в спокої. Виміряти можна за допомогою мотузки з будь-яким вантажем на одному з кінців. Кінець з вантажем опускається в воду. Довжина мотузки дозволяє судити про статичному рівні води.
2. Динамічний рівень води. Він вимірюється після включення насоса. При роботі агрегату рівень води зменшується. Він і називається динамічним. Якщо після включення насоса водяний рівень в свердловині не змінився, це свідчить про те, що в неї надходить стільки ж води, скільки відкачується. Також це дозволяє зробити висновок про те, що насос має таку ж продуктивність, як водозабір. Якщо ж насос буде потужнішим, ніж дебіт свердловини, це призведе до постійного зменшення динамічного рівня. Зменшуватися він буде до тих пір, поки води зовсім не залишиться. Якщо різниця між динамічним і статичним водяним рівнем не виходить за межі 1 м, це дозволяє судити про високу продуктивність свердловини.

Продуктивність джерела найкраще визначати дослідним шляхом. Для цього знадобиться насос більш високої потужності і мірна ємність з відомим обємом. На дно свердловини встановлюється насос. Устаткування включається і працює до тих пір, поки з свердловини НЕ буде відкачано вся вода. Після цього потрібно вимкнути насос і засікти час відновлення рівня рідини. Знаючи час відновлення колишнього рівня і обсяг викачаної води, ви зможете з легкістю визначити дебіт свердловини. Потрібно лише розділити значення обсягу води на час.

Приклад розрахунку дебіту свердловини

Щоб отримати більш точні результати розрахунку продуктивності джерела, можна використовувати спеціальну формулу. Наприклад, глибина водозабору до фільтра дорівнює 50 м. Статичний рівень води дорівнює 30 м. Висота ж водяного стовпа, на підставі цих даних, складе 20 м.

Перший забір води виконується за допомогою насоса з витратою в 2 м / год. Динамічний рівень дорівнюватиме 37 м (вода откачивалась 1 ч). Для розрахунку дебіту потрібно взяти значення продуктивності насоса, розділити його на різницю між динамічним і статичним рівнями води, а потім помножити отримане значення на глибину свердловини. В даному прикладі дебіт буде дорівнює 5,7 м / год.

Для другого водозабору використовується насос з продуктивністю в 4 м / год. В даному випадку було отримано динамічний рівень рівний 41 м. Дебіт джерела виходячи з цих значень складе 7,2 м / год. Після цього вам потрібно знайти питоме значення. Для його розрахунку використовується формула, відповідно до якої різниця між другим і першим розрахунковими дебітом ділиться на висоту падіння водного стовпа (в цьому прикладі вона становить 7 і 11 м). Підставивши значення, ви отримаєте, що дебіт дорівнює 0,375м / ч.

Проведений розрахунок дозволяє зробити висновок, що збільшення динамічного рівня на 1 м призводить до підвищення дебіту розглянутої свердловини на 0,375 м / год. За допомогою отриманого значення можна розрахувати показник максимального дебіту свердловини, при якому вода опуститься до фільтра.

Для розрахунку максимального дебіту потрібно помножити значення питомої дебіту на максимальну висоту. Максимальна потужність свердловинного насоса повинна бути на 10% менше отриманого значення. У цьому прикладі максимальний дебіт свердловини становить 18,75 м / год. Таким чином, насос може мати потужність до 16 м / год.

Розрахунок труб і троса для насоса

При розрахунку конструкції свердловини не можна випускати з уваги характеристики таких елементів, як труби і трос для насоса. Щоб мінімізувати втрати тиску, рекомендується прокладати труби 32 діаметру. Довжину труби підбирайте відповідно до глибини занурення насоса і запасом 100-150 см.

Трос теж потрібно підбирати по глибині занурення насоса. По одному метру з кожного боку троса буде йти на петлі кріплення до оголовка і свердловинного насоса. Фахівці рекомендують виконувати кріплення з використанням тросів з нержавіючої сталі. Вони характеризуються найбільш високою надійністю. Оптимальний діаметр - 2-3 мм. Для обраного діаметра купите 4 затиску. Вони теж повинні бути зроблені з нержавіючої сталі.

Розрахунок кабелю живлення для насоса і оголовка свердловини

Харчування насоса для свердловини здійснюється із застосуванням спеціальних силових кабелів, призначених для використання в питній воді. У переважній більшості випадків досить кабелів перетином 3х1,5 мм. В окремих ситуаціях потрібно використовувати кабель 4х2,5 мм.

Для визначення довжини кабелю використовується формула, відповідно до якої до глибини занурення насоса додається відстань між свердловиною і реле тиску, що забезпечує управління свердловинним насосом. Максимально можлива довжина кабелю безпосередньо повязана з його перетином. Перевищення допустимої величини призведе до втрат напруги.

Зєднання кабелю свердловинного насоса з живильним кабелем здійснюється із застосуванням спеціальної кабельної термоусаджуваної муфти. Можете використовувати виріб від будь-якого виробника, в даному випадку якість залежить тільки від правильності виконання монтажних робіт, тому що виготовляються подібні вироби відповідно до єдиних затверджених норм.

При розрахунку і проектуванні конструкції свердловини потрібно приділити належну увагу вибору оголовка. Такі вироби виготовляються з пластика і чавуну. Власники приватних будинків переважно використовують більш бюджетні пластикові моделі. Оголовок традиційно маркується двома цифрами, наприклад, 152-32. В даному випадку 152 вказує на діаметр обсадної труби, а 32 - вихід напірного трубопроводу.

Розрахунок магістралі від свердловини до будинку

І останнім важливим етапом розрахунку конструкції свердловини є визначення оптимальної відстані між свердловиною і будинком (іншими обслуговуються обєктами). Труби можуть прокладатися декількома різними способами. Найпопулярніші варіанти наступні.

Відповідно до першого і найпростішим методом спочатку готується основа траншеї, яка обовязково повинна бути очищена від стирчать каменів і різного сміття. Виконується пісочна засипка шаром близько 5 см. Труба з живильним кабелем протягується через трубну ізоляцію. Стики ізоляційного матеріалу обертаються скотчем.

З метою забезпечення захисту від замерзання труби в ізоляцію рекомендується прокласти кабель, що гріє. Він зєднується з трубою хомутами або звичайної ізоляційною стрічкою.

Зверху труба в ізоляції засипається піском і грунтом.

Другий спосіб є більш надійним. В цьому випадку прокладка трубопроводу здійснюється із застосуванням каналізаційної труби діаметром 11 см, призначеної для зовнішнього використання. Повороти виконуються відводами до 45 °. З метою підвищення надійності в капсулу можна закласти 2 водопровідні труби. Одна буде основною, а друга резервною. Гріє кабель прокладається до глибини промерзання або на всю довжину конструкції. При використанні кабелю, що гріє і такий прокладці труби ізоляцію можна не застосовувати.

У разі прокладання магістралі вище точки промерзання грунту рекомендується ізолювати 11-см капсулу ізоляційним матеріалом. Можна використовувати «шкаралупу» з 5-см пінопласту.

Це основні етапи розрахунку конструкції свердловини. Залежно від конкретних умов розрахунок може включати і ряд додаткових параметрів, які визначаються вже в індивідуальному порядку на обєкті. Приділіть попереднім розрахунком належну увагу, щоб готова свердловина була надійною, ефективною і довговічною.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!