Контрольные вопросы

1. Гидрогеологические расчеты скважин, задачи, методики.

2. Основные положения аналитических метод расчета скважин.

3. Порядок гидравлического расчета скважин на основе опытных откачек.

29. Оборудование трубчатых колодцев

Основное оборудование трубчатых колодцев:

1. насос с двигателем,

2. электрооборудование,

3. задвижки и обратные клапаны,

4. вантузы,

5. контрольно-измерительные приборы – расходомеры (счетчики воды), манометры, устройства для замера уровня воды в скважине.

Перечисленное оборудование устанавливается, как правило, над скважиной в надземном помещении (павильоне) либо в заглубленном помещении (колодце). В отдельных случаях, для самоизливающихся скважин (где динамический уровень всегда выше устья скважины и насос не нужен) в условиях теплого климата (вода в трубах не замерзнет), все оборудование открыто. Схема в этом случае наиболее простая (рис. 29.1.)

При динамическом уровне воды в колодце на 5-6 м ниже поверхности земли скважины можно оборудовать горизонтальным центробежным насосом или сифонными трубопроводами (рис. 29.2, 29.3).

Если подъем воды из скважин насосами затруднен или невозможен (скважина искривлена или пескует), применяют эрлифты или эжекторы. Однако КПД таких установок, как правило, низкий. Наиболее распространенным способом подачи воды является использование специальных артезианских погружных насосов. Они делятся на 2 группы (рис. 29.4):

1. Насосы с погружными электродвигателями (в СНГ - насосы типа ЭЦВ).

2. Насосы с электродвигателями над скважиной и трансмиссионным валом (в СНГ - насосы типа АТН и НА).

Трансмиссия состоит из секций, соединяющихся на фланцах. В центре каждой секции находится вертикальный вал с подшипниками. Вода движется в зазоре между валом и стенкой секции.

Обычно, если электродвигатель расположен над скважиной, то все необходимое вспомогательное оборудование располагается в наземном павильоне (рис. 29.5), если двигатель погружной, то оборудование размещают в подземном колодце (рис. 29.6).

Размеры колодцев и павильонов в плане определяются, исходя из условий размещения в них необходимого оборудования – задвижек, обратных клапанов, расходомеров и т.п. Для правильной установки расходомеры требуют до и после себя прямые участки определенной длины, измеряемые обычно в калибрах диаметра трубы. При больших диаметрах напорной трубы поместить все оборудование в одном колодце не удается, поэтому используют 2 или даже 3 колодца.

Подбор насосов для скважин

Артезианские насосы подбирают по расходу и напору. Расход насоса определяют по формуле

q = Q_р/n_раб, (29.1)

где Q_р - расчетная производительность водозабора в целом, м³/ ч (среднечасовой расход суток максимального водопотребления либо максимальный часовой расход, если вода подается непосредственно в городскую сеть);

n_раб – число рабочих скважин.

Напор насосов равен -

Н =Н_г + Σh_w, (29.2)

где Н_г – геометрическая высота подъема воды, равная разности пьезометрических отметок в точке, куда подается вода, и точки, откуда она забирается; для схемы на рис. 29.7.

Н_Г =Z_MAX -Z_Д =Z_MAX –Z_C +S, (29.3)

где Z_Д, Z_C и Z_MAX – отметки динамического, статического уровней воды в скважине и максимального уровня в резервуаре;

S – понижение при расчетном дебите.

Величина Σh_w - потери напора от насоса до резервуара, которые учитывают потери напора в оголовке скважины, в напорных трубах внутри скважины и во внешних коммуникациях, в насосной станции (принимаются обычно от 2 до 3 м). При использовании электродвигателей над скважиной вместо потерь в напорных трубах внутри скважины определяют потери напора в секциях трансмиссии. Эти потери рассчитывают по формуле

h_т=mS_тq², (29.4)

где m - число секций трансмиссии;

S_т - сопротивление одной секции, определяемое по паспорту насоса.

Для определения числа секций необходимо знать отметку установки верха насоса. Каждый насос должен быть погружен под минимальный динамический уровень воды на величину ΔH, которая в зависимости от марки насоса меняется от 1 до 5 м (рис. 28.7). При известной глубине погружения насоса можно определить число стандартных секций и рассчитать их сопротивление. Насосы обычно подбирают после нескольких попыток, насос считается удовлетворительно подобранным, если развиваемый при расчетной подаче напор превышает требуемый напор не более чем на 8 -10 %. В противном случае меняют число ступеней насоса, либо его марку.