Уровень воды в скважине

Статьи

Из словаря буровика

Знаете ли Вы, что означает этот термин?

Динамический уровень скважины – уровень воды в скважине при работающем насосе определенной производительности. Т.е. для насоса 3 куба в час динамический уровень составляет “N” метров от поверхности земли.

Заказчик должен понимать язык буровика, чтобы правильно оценивать ситуацию во время процесса или читая статьи на строительных форумах.

Уровень воды в скважине

Вы стали счастливым обладателем скважины на воду. Но учитывайте то что скважина это не просто отверстие в земле, а сложное гидротехническое сооружение, следовательно обладает своими техническими характеристиками, которые нужно периодически контролировать. Основными параметрами любой скважины на воду являются глубина, дебит, статический и динамический уровни скважины. Все эти показатели обычно фиксируются буровым мастером и заносятся в основополагающий документ – паспорт скважины на воду.

Если с дебитом и глубиной скважины все более-менее ясно то понятия статический и динамический уровень часто ставят в тупик владельцев загородных домов и дач. Для чего нужно знать эти цифры и как их правильно применять – давайте рассмотрим поподробнее.

Статический уровень скважины на воду – это та глубина от земной поверхности или нуля на которой находится водяное зеркало в скважине в спокойном состоянии. т.е. когда насос выключен. Иначе его еще называют пьезометрическим уровнем. Это очень ценный и важный показатель, недаром существует специальная служба гидромониторинга которая постоянно замеряет статический уровень воды в специально пробуренных наблюдательных скважинах по всей территории Тюменской области. На основании этих данных в дальнейшем ведется учет запасов подземных вод.

В неглубоких песчаных скважинах статический уровень чаще всего совпадает с уровнем грунтовых вод (УГВ). Многие владельцы скважин часто задают вопрос – почему вода в скважине стоит на расстоянии 1-2 метра от поверхности земли или вровень с поверхностью? Не связано ли это с тем что в скважину попадает верховодка с поверхности почвы? Разрешить такой вопрос помогает простой эксперимент – при откачке воды и понижении уровня внутри обсадной трубы понижения уровня в незасыпанном затрубном пространстве не происходит – следовательно перетока нет.

В неглубоких песчаных скважинах уровень воды совпадает с УГВ по той простой причине что горизонт УГВ и скважинный безнапорный горизонт гидравлически связаны друг с другом. Это вовсе не означает что химический состав воды в них одинаков и вся грязь с поверхности попадает в скважину – это совсем не так. Чаще всего связь горизонтов происходит в крупных чащах естественных водоемов, в Тюмени это оз. Андреевское, оз Липовое, русло и старицы реки Туры и другие крупные озера – они являются своеобразными “окнами” в водоупорном слое, в итоге объединяют между собой два горизонта – скважинный и колодезную верховодку и начинает действовать правило сообщающихся сосудов, т.е. уровень воды в скважине совпадет с уровнем близлежащего водоема в 90% случаев плюс-минус пару метров.

Конечно существуют еще так называемые подпорные грунтовые воды когда уровень искусственно завышен из-за рельефа местности или низкой скорости разгрузки пластов но в Тюмени такие встречаются довольно редко.

Динамический уровень воды в скважине – это уровень воды при работающем насосе. Измеряется также в метрах от поверхности земли, обычно фиксируется в паспорте скважины. Причем необходимо учитывать что для каждого насоса динамический уровень будет разный, в зависимости от производительности. Это тоже достаточно важный показатель, и его необходимо знать чтобы выбрать оптимальную высоту подвешивания скважинного насоса. Но как померить уровень если в скважине опущен работающий насос и трубопровод с кабелем к нему?

Уровень воды в скважине замеряется с помощью нехитрого приспособления которое легко изготовить буквально “на коленке”. Принцип достаточно прост – берется кусок трубки с заглушенным верхним концом и опускается в скважину на шпагате или мерной ленте. При касании трубкой зеркала воды слышен отчетливый громкий шлепок, поэтому инструмент называют шлепалкой или лягушкой. Самый простой вариант изготовления шлепалки – взять кусок ПНД или другой пластиковой трубы длиной 10-15 см, забить в один конец короткую деревянную заглушку-чопик и вкрутить в нее саморез для крепления шпагата. По бокам чопик также зафиксировать короткими саморезами

Методика измерения динамического уровня воды в скважине очень проста. Включается насос, опускается “шлепалка” и периодическим подергиванием на 20-30 см проверяется зеркало, при необходимости шпагат вытравливается. Как только зеркало перестает опускаться значит динамический уровень для этого насоса достигнут. После этого шпагат привязывается и продолжается откачка скважины в течении получаса или часа, с периодической проверкой зеркала. Если уровень воды не опускается или опускается незначительно то динамический уровень установился. Можно поднимать шпагат и измерять его длину погруженную в скважину – это и есть динамический уровень вашего источника воды.

Зная статический и динамический уровень а также производительность насоса можно легко подсчитать дебит скважины. К примеру насос с подачей 1 куб в час дает разницу между статическим и динамическим уровнем скважины в 5 метров. Если столб воды в скважине составляет 16-18 метров то фактический ее дебит составит примерно 16/5 = 3 кубических метра в час. или 200 литров на метр – это так называемый удельный дебит. Учитывая то что не рекомендуется опускать динамический уровень ниже 2/3 от общей высоты водяного столба в скважине то эксплуатационный дебит составит 2-2.2 куба в час.

Следует учитывать что динамический и статический уровень не являются постоянными величинами – в связи с сезонными колебаниями они могут изменяться, к примеру статический уровень как и УГВ опускается в засушливые периоды.

Источник: burenie-voda72.ru

Какой должен быть уровень воды в скважине: разбираемся в

Многих обладателей загородных домов, у которых на участке имеется личная система водоснабжения, интересует вопрос: что делать, в случае если упал уровень воды в скважине на протяжении продолжительной откачки.

Для обычной работы системы водоснабжения и верного выбора глубины размещения насоса нужно максимально точно знать, на какой отметке находится жидкость в стволе при разных режимах работы.

Основные аспекты скважины на воду

В данной статье будут обрисованы ключевые принципы появления воды в скважине, и разные факторы, от которых зависит ее количество.

Помимо этого тут будет представлена инструкция с описанием того как подобрать верную глубину размещения погружного насоса, и рекомендации и советы каковые окажут помощь с большой эффективностью применять систему водозабора. Кроме этого читателю будут предложены меры, каковые направляться предпринять для предупреждения работы насоса без жидкости, либо другими словами как избежать сухого хода.

Статический уровень

Для определения дебита скважины, а соответственно, и ее производительности, нужно знать два наиболее ответственных показателя: статический и динамический уровень жидкости внутри ее ствола.

Статическим называется положение зеркала водной поверхности, которое устанавливается в ствола по окончании прекращения откачки жидкости. Его глубина выражается в расстоянии от верхнего уреза оголовка ствола до поверхности воды в ствола. Для правильного определения этого значения измерение уровня воды в скважине создают по окончании ее простоя в течении одного часа.

Статический уровень воды устанавливается при уравновешивании забойного давления (давление столба жидкости в ствола) и пластового давления подземного источника. Так, он фактически неизменно расположен выше глубины залегания пласта, и чем больше отличие между ними, тем выше производительность скважины либо же ее дебит.

Для более правильного представления возможно привести следующие утверждения:

Его высота зависит лишь от давления в пласта и никак не зависит от физических параметров, к примеру глубины, диаметра, места размещения, и т.д.
Эта величина непостоянная, по причине того, что пластовое давление может изменяться в зависимости от разных событий, к примеру сезонные трансформации, повышенный отбор воды из того же горизонта соседними скважинами, и т.д.

Динамический уровень

Динамическим принято считать таковой уровень жидкости в стволе, который устанавливается на постоянной отметке в ходе ее откачивания. Его значение может изменяться в зависимости от производительности погружного насоса.

Его высота устанавливается на постоянной отметке в том случае, в то время, когда скорость поступления жидкости из водоносного пласта делается равной скорости ее откачки.

Для его определения нужно установить в ствол погружной насос и произвести предварительную откачку воды в течении не меньше получаса неизменно осуществляя контроль уровня воды в скважине и при необходимости опуская его до того момента пока урез воды не установится на постоянной отметке и она не прекратит убывать.

Для данной величины свойственны следующие изюминки:

Его значение необходимо определять раздельно для каждого насоса в зависимости от его производительности.
В отличие от статического, высота динамического зависит от диаметра скважины, по причине того, что скорость ее уменьшения на протяжении откачки зависит от полного объема всей жидкости. Несложнее говоря, чем больше диаметр обсадной трубы, тем медленнее будет понижаться его отметка.
Чем ниже опускается его отметка, тем медленнее происходит его предстоящее понижение. Это связано с тем, что при его уменьшении понижается забойное давление, и под действием пластового давления вода с большей скоростью поступает в ствол.

Что такое дебит

Под понятием дебита скважины принято считать ее свойство выдавать определенное количество воды за определенный временной отрезок, к примеру 10 кубических метров в день, либо 3 кубических метра в час.

Другими словами возможно заявить, что чем меньше отличие между отметками статического и динамического уровней в ходе откачки, тем выше дебит при применении данного насоса.

При отсутствии забора жидкости дебит неизменно равен нулю. Это разъясняется тем, что забойное давление в ствола делается равным пластовому давлению, а при наступлении этих условий жидкость в ствол не поступает.

Совет! Для контроля высоты столба воды в ствола и отключения двигателя насоса при его понижении до критической отметки при установке водозаборного оборудования рекомендуется устанавливать датчик уровня воды в скважине , который окажет помощь избежать сухого хода двигателя.

Выбор погружного насоса

Погружные насосы смогут быть различной конструкции и производителя, но главным образом они отличаются между собой по таким параметрам как потребляемая мощность, высота напора и производительность.

От этих качеств грубо говоря зависит его цена да и то, как он будет удовлетворять потребности загородного дома, исходя из этого при его выборе и монтаже нужно учитывать следующие моменты:

Его двигатель рекомендован для работы под нагрузкой, исходя из этого не допускается его применение без погружения в рабочую жидкость.
Для предупреждения его работы в режиме сухого хода в блоке управления насоса нужно смонтировать реле уровня воды в скважине, которое отключит его при понижении отметки уреза воды ниже допустимого значения.
Выбирая высоту напора, направляться учитывать глубину его погружения, большую отметку наивысшей точки в доме и нужное рабочее давление в водопроводной системе.
Что касается большой производительности, она обязана составлять не более 80-85% от дебита скважины. Другими словами большая отличие между высотой статического и динамического уровня жидкости в стволе не должна быть больше 1 метр.

Совет! При обустройстве скважины и монтаже водозаборного оборудования своими руками наиболее оптимальным рабочим положением насоса в стволе считается его установка на отметке от -1 до -2 метров ниже динамического уровня жидкости.

Заключение

Как видно из всего написанного, свойство водозаборной системы работать в обычном режиме в течении долгого времени зависит от многих факторов. Исходя из этого для обеспечения ее работоспособности нужен комплексный подход к решению этого вопроса.

В случае если по какой или причине упал уровень воды в скважине для начала нужно узнать, из-за чего это случилось, а после этого последовательно приступать к разрешению неприятности. Дополнительную данные по этому вопросу возможно взять, взглянув видео в данной статье либо почитав другие материалы данной тематики на нашем сайте.

Источник: uchebniksantehnika.ru

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Понятия статического и динамического уровня

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

обилие осадков;
число водопотребителей,
интенсивная выкачка воды.

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Проверку уровневых значений проводят спустя сутки после бурения гидротехнического сооружения и вносят данные в паспорт установки. Показатели нужны для того, чтобы определить дебит скважины. Он показывает, сколько воды может выдать источник за определенный временной отрезок, к примеру, 10 кубометров в день, либо 3 кубометра в час.

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

Аппарат удерживают за ручку и включают тормозной рычаг.
Электрод с грузом опускают в скважинную шахту.
При соприкосновении контакта с водой, слышен характерный звук, а на катушке вспыхивает лампа-индикатор.
По нанесенной на трос разметке снимают показания.

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

Ультразвуковой датчик располагают на скважинном устье.
Он посылает сигналы вниз.
Данные высвечиваются на дисплее.

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

Проще всего, если гидротехническое устройство создали профессионалы. Специалисты, занимающиеся пробиванием скважинных шахт, выдают паспорт на скважину, где указывают результат расчетов уровней и дебита. Помимо этих показаний в документе есть данные о габаритах и материале обсадных труб и советы по использованию подходящего напорного оборудования.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Источник: strojdvor.ru

Динамический и статический уровень воды в скважине: что это такое, как измерить

Водоснабжение из скважины применяют для загородных и многоэтажных домов. Популярность подземной воды объясняется чистотой источника. Разница уровней жидкости в выработке позволяет определить производительность, или дебет, водоисточника для установки подходящего по мощности насоса.

Важные параметры скважины

По окончании бурения подземной выработки для водоснабжения фирма, оказавшая услугу, предоставляет заказчику паспорт с параметрами скважины в произвольной форме. В документе излагается информация о технических и гидрогеологических характеристиках горной выработки.

Сведения, которые потребуются для эксплуатации скважины:

высотная отметка водоносного пласта;
протяженность ствола;
диаметры скважины и обсадных труб под установку погружного насоса;
геолого-литологическая колонка горных пород;
урез воды статический и динамический;
дебит гидросооружения.

Дополнительно предоставляются результаты химического анализа и заключение о пригодности использования скважинной воды в качестве питьевого источника. Представленных в паспорте данных достаточно, чтобы определиться с выбором помпы для установки в ствол выработки.

Статический уровень (hst)

Водоносные пласты находятся под давлением расположенных над ними горных пород. По достижении скважиной подземного водоема жидкость устремляется к поверхности, но встречает противодействие атмосферы. Если внутрипластовое давление окажется выше, вода изливается на устье выработки, а когда ниже — в стволе на какой-то отметке устанавливается равновесие. Такое положение называют статическим уровнем воды в скважине.

Глубина зеркала зависит от следующих условий:

Удаленность водоносного горизонта от поверхности: первый пласт находится в пределах 10 м. Фонтанирования с этой отметки не происходит.
Присутствие в пределах подземного водохранилища других расходных сооружений — колодцев и скважин. Если пласт маломощный, он быстро иссякает, давление падает, понижается уровень.
Засуха — лишает подпитки водоемов отфильтрованными атмосферными осадками, способствует падению столба воды в выработке.

Измерение статического уровня скважины нужно выполнять, когда нет затяжных дождей и происходит интенсивный водозабор из ближайших подземных источников. Для этого используют шнур с грузом: опускают до дна и замеряют намокший участок или отмечают момент, когда произойдет бульканье. Параметр постоянной отметки зеркала отражает дебит скважины: чем ближе к земной поверхности, тем больший ресурс выработки по отдаче воды.

Динамический уровень (hd)

Глубину статического уреза жидкости необходимо знать и для определения отметки, на которой нужно установить водозаборный насос. От того, с какой интенсивностью происходит откачка воды, зависит расположение помпы. По динамическому уровню в скважине, когда водоприток сравнивается с забором жидкости, это расстояние принимается ниже hd на 1-1,5 м.

Как измерить

Определяется величина показателя после завершения подготовки водоисточника к эксплуатации. Замерять уровень нужно после не менее чем 3 дней сухой погоды, в период активного забора воды соседями. Первый этап — нахождение статического уреза обозначенным выше способом с помощью шнура и груза. Предварительно выдержать паузу 1,5 часа после последней откачки из скважины. Дальнейшие действия:

запустить насос на 30-60 минут, зеркало воды станет ниже;
повторно сделать замер посредством привязанного к шнуру груза;
зафиксировать результат как динамический уровень.

Разница между показателями hst и hd не должна превышать 1 м. В случае большего расхождения производительность помпы уменьшается, замер повторяется до получения нужного результата. Оптимальный вариант соотношения дебита скважины и скорости откачки насоса — 1:0,8.

Для ускорения измерений и получения более точных параметров применяют уровнемер — прибор, состоящий из градуированной ленты на катушке и звукового датчика. Сигнал оповещает о достижении зеркала, с рулетки снимается отметка глубины.

Для чего нужны замеры

Положение динамического уровня зависит от давления внутри пласта, диаметра обсадных труб и мощности насоса. Погружная помпа охлаждается средой, которую перекачивает. Производительность водозаборного оборудования выбирается по дебиту скважины.

Формула для определения ресурса — Д=И*ΔН/(hd-hst), где:

И — интенсивность откачки, м³/час;
ΔН — разница между глубиной скважины и статическим уровнем (hst);
hd — урез динамический в метрах.

Пример: при интенсивности откачки 3 м³/час из трубы глубиной 80, hd и hst соответственно 52 и 40 м, ΔН=80-40=40 м. Дебит скважины Д=3*40/(52-40)=10 м³ воды в час.

Замеры уровней жидкости в выработке проводятся для наблюдения за изменением дебита. От этой характеристики зависит работоспособность насоса. Когда разница между статическим и динамическим урезом стремится к 2 м, для помпы возникает опасность сухого хода. Контроль уровня рекомендуется проводить 1 раз в 2 года: может произойти заиливание или засорение фильтра.

Существуют датчики, подключаемые в схему управления насосом. Благодаря этим приборам не нужно будет делать замеры шнуром: автоматика отключит помпу в аварийной ситуации.