Расчет основных характеристик и элементов конструкции скважины

Оглавление:

Расчет конструкции скважины является обязательным этапом комплексной работы по обустройству индивидуального водоснабжения. В ходе предварительного расчета конструкции скважины будут установлены основные параметры непосредственно источника и характеристики оборудования, которым он будет укомплектован.

Общая схема конструкции скважины

Общая схема конструкции скважины.

Основные параметры расчета конструкции скважины

В процессе расчета должны быть определены основные параметры. Их можно взять из паспорта любой скважины. Данный перечень включает в себя:

  1. Дебет скважины.
  2. Глубину опускания скважинного насоса.
  3. Внешний диаметр поверхностной трубы.
  4. Минимальный внутренний диаметр трубы обсадки.
Рассчитанная конструкция скважины

Рассчитанная конструкция скважины.

Также расчет конструкции скважины предполагает определение требуемых рабочих характеристик используемого оборудования и приспособлений, таких как насос, трубы, провода и пр.

В процессе расчета конструкции скважины основное внимание уделяются такому параметру, как глубина опускания насоса. Она отсчитывается от поверхности земли. Внутри скважинного колодца должен быть установлен оголовок. Его размещают на глубине порядка 2 м. Это значение обязательно учитывается в процессе расчета конструкции скважины на этапе определения нужного количества материала.

Определение основных характеристик насоса

В первую очередь нужно выбрать подходящий насос для скважины. Источник может работать с погружным или самовсасывающим насосом. Самовсасывающие агрегаты способны поднимать воду с глубины до 7-9 м. В случае с усовершенствованными моделями с выносным эжектором этот параметр увеличивается до 40 м. Но специалисты рекомендуют воздерживаться от их применения ввиду существенного увеличения расходов на электроэнергию.

К преимуществам всасывающего скважинного насоса относят следующее:

Схема монтажа скважинного насоса

Схема монтажа скважинного насоса.

  1. Конструкция продается в виде готовой станции. Весь монтаж сводится к ее гидравлическому подключению к источнику.
  2. Насос устанавливается наверху, что позволяет без лишних сложностей выполнять его осмотр и профилактический ремонт. Непосредственно ремонтом придется заниматься гораздо реже, по сравнению с погружным насосом, т.к. всасывающий работает в менее жестких условиях.

Таким образом, всасывающий насос является лучшим выбором для скважин с уровнем воды до 9 м. В остальных ситуациях единственным возможным вариантом является погружной насос.

При выполнении расчета конструкции скважины нужно определить ее дебит. Насос должен иметь производительность, на 10-30% превышающую дебит источника. Игнорирование этого требования приведет к тому, что через время скважина попросту заилится.

Расчет насоса для скважины

Одним из важнейших этапов расчета является определение минимальной производительности скважинного насоса, нужной для удовлетворения потребностей объекта водоснабжения. В случае с промышленными объектами все рассчитывается в индивидуальном порядке. В таких ситуациях нужно учитывать специфику производства и количество задействованного персонала.

Схема установки скважинного насоса и графического расчета напора

Схема установки скважинного насоса и графического расчета напора.

В случае же с частным домом для определения водопотребления достаточно знать нормативные данные по разным точкам водопотребления. Чаще всего при расчете опираются на то, что 1 человек за сутки потребляет 200 л воды. Основная масса этого объема жидкости расходуется в утреннее и вечернее время, в сумме в среднем за 2 часа. Таким образом, семья из 4 человек будет потреблять в среднем 0,5 м /час. Если вода используется и для других нужд, к примеру, полива растений, нужно добавить к расходу примерно 1,5 м /ч. В большинстве случаев этого достаточно. Таким образом, минимальная производительность насоса для скважины должна составлять 2 м /ч.

Одновременно с этим нужно рассчитать такой важный параметр, как напор насоса. Для этого используется простая формула. В соответствии с ней для расчета минимального напора насоса в метрах нужно взять значение перепада между динамическим уровнем воды и самой высокой точкой водопотребления (если используется всасывающий насос, берут расстояние между ним и наивысшей водозаборной точкой), добавить к нему значение давления в системе (чаще всего берется значение в 2,5-3 атм, умноженное на 10,2, и дополнительно добавить суммарные гидравлические потери.

Схема подключения фильтра и насоса

Схема подключения фильтра и насоса.

Что касается суммарных гидравлических потерь, для расчета этого показателя нужно владеть следующими данными:

  1. Потерями по длине трубопровода. Как правило, берется 10% от суммарной длины трубопровода.
  2. Местными потерями на тройниках, фильтрах, уголках, задвижках и пр. Принимается значение равное 15-20% от суммарных потерь.

В завершение подбора такой составляющей конструкции скважины, как насос, необходимо определиться с маркой и подходящей моделью. Технические характеристики агрегата должны в максимальной степени соответствовать определенным в процессе расчета. При покупке помните, что лучше взять с запасом, чем с недостатком.

И последний момент - сравнение диаметра подходящего по характеристикам насоса с диаметром скважины. У насоса этот показатель должен быть меньше. Если обустройство источника будет выполняться с использованием скважинного адаптера, обязательно предусмотрите, чтобы насос проходил в месте установки статической части данного приспособления.

Что учитывается при расчете дебита скважины?

В расчете конструкции скважины одним из наиболее важных параметров является дебит. Данная характеристика определяет количество воды, которое способна выдать конкретная скважина за выбранный промежуток времени. Для расчета дебита скважины вам нужно иметь следующие данные:

Схема распределения диаметров бурения для артезианской скважины

Схема распределения диаметров бурения для артезианской скважины.

  1. Статический уровень воды. Отражает расстояние от водяного зеркала в покое. Измерить можно при помощи веревки с любым грузом на одном из концов. Конец с грузом опускается в воду. Длина веревки позволяет судить о статическом уровне воды.
  2. Динамический уровень воды. Он измеряется после включения насоса. При работе агрегата уровень воды уменьшается. Он и называется динамическим. Если после включения насоса водяной уровень в скважине не изменился, это свидетельствует о том, что в нее поступает столько же воды, сколько откачивается. Также это позволяет сделать вывод о том, что насос имеет такую же производительность, как водозабор. Если же насос будет более мощным, чем дебит скважины, это приведет к постоянному уменьшению динамического уровня. Уменьшаться он будет до тех пор, пока воды вовсе не останется. Если разница между динамическим и статическим водяным уровнем не выходит за пределы 1 м, это позволяет судить о высокой производительности скважины.

Производительность источника лучше всего определять опытным путем. Для этого понадобится насос более высокой мощности и мерная емкость с известным объемом. На дно скважины устанавливается насос. Оборудование включается и работает до тех пор, пока из скважины не будет откачана вся вода. После этого нужно выключить насос и засечь время восстановления уровня жидкости. Зная время восстановления прежнего уровня и объем выкачанной воды, вы сможете с легкостью определить дебит скважины. Нужно лишь разделить значение объема воды на время.

Пример расчета дебита скважины

Чтобы получить более точные результаты расчета производительности источника, можно использовать специальную формулу. К примеру, глубина водозабора до фильтра равняется 50 м. Статический уровень воды равен 30 м. Высота же водного столба, на основании этих данных, составит 20 м.

Схема устройства скважины и технология ее работы

Схема устройства скважины и технология ее работы.

Первый забор воды выполняется при помощи насоса с расходом в 2 м /ч. Динамический уровень будет равняться 37 м (вода откачивалась 1 ч). Для расчета дебита нужно взять значение производительности насоса, разделить его на разность между динамическим и статическим уровнями воды, а затем умножить полученное значение на глубину скважины. В данном примере дебит будет равен 5,7 м /ч.

Для второго водозабора используется насос с производительностью в 4 м /ч. В данном случае был получен динамический уровень равный 41 м. Дебит источника исходя из этих значений составит 7,2 м /ч. После этого вам нужно найти удельное значение. Для его расчета используется формула, в соответствии с которой разность между вторым и первым расчетными дебитами делится на высоту падения водного столба (в этом примере она составляет 7 и 11 м). Подставив значения, вы получите, что дебит равен 0,375м /ч.

Проведенный расчет позволяет сделать вывод, что увеличение динамического уровня на 1 м приводит к повышению дебита рассматриваемой скважины на 0,375 м /ч. С помощью полученного значения можно рассчитать показатель максимального дебита скважины, при котором вода опустится до фильтра.

Для расчета максимального дебита нужно умножить значение удельного дебита на максимальную высоту. Максимальная мощность скважинного насоса должна быть на 10% меньше полученного значения. В этом примере максимальный дебит скважины составляет 18,75 м /ч. Таким образом, насос может иметь мощность до 16 м /ч.

Расчет труб и троса для насоса

Устройство фильтра для очистки воды в скважине

Устройство фильтра для очистки воды в скважине.

При расчете конструкции скважины нельзя упускать из внимания характеристики таких элементов, как трубы и трос для насоса. Чтобы минимизировать потери давления, рекомендуется прокладывать трубы 32 диаметра. Длину трубы подбирайте в соответствии с глубиной погружения насоса и запасом 100-150 см.

Трос тоже нужно подбирать по глубине погружения насоса. По одному метру с каждой стороны троса будет уходить на петли крепления к оголовку и скважинному насосу. Специалисты рекомендуют выполнять крепление с использованием тросов из нержавеющей стали. Они характеризуются наиболее высокой надежностью. Оптимальный диаметр - 2-3 мм. Для выбранного диаметра купите 4 зажима. Они тоже должны быть сделаны из нержавейки.

Расчет питающего кабеля для насоса и оголовка скважины

Питание насоса для скважины осуществляется с применением специальных силовых кабелей, предназначенных для использования в питьевой воде. В подавляющем большинстве случаев достаточно кабелей сечением 3х1,5 мм. В отдельных ситуациях нужно использовать кабель 4х2,5 мм.

Схема проведения работ по прокачке скважины

Схема проведения работ по прокачке скважины.

Для определения длины кабеля используется формула, в соответствии с которой к глубине погружения насоса прибавляется расстояние между скважиной и реле давления, обеспечивающим управление скважинным насосом. Максимально возможная длина кабеля напрямую связана с его сечением. Превышение допустимой величины приведет к потерям напряжения.

Соединение кабеля скважинного насоса с питающим кабелем осуществляется с применением специальной кабельной термоусаживаемой муфты. Можете использовать изделие от любого производителя, в данном случае качество зависит только от правильности выполнения монтажных работ, т.к. изготавливаются подобные изделия в соответствии с едиными утвержденными нормами.

При расчете и проектировании конструкции скважины нужно уделить должное внимание выбору оголовка. Такие изделия изготавливаются из пластика и чугуна. Владельцы частных домов преимущественно используют более бюджетные пластиковые модели. Оголовок традиционно маркируется двумя цифрами, к примеру, 152-32. В данном случае 152 указывает на диаметр обсадной трубы, а 32 - выход напорного трубопровода.

Расчет магистрали от скважины до дома

И последним важным этапом расчета конструкции скважины является определение оптимального расстояния между скважиной и домом (другими обслуживаемыми объектами). Трубы могут прокладываться несколькими разными способами. Самые популярные варианты следующие.

В соответствии с первым и самым простым методом сначала готовится основание траншеи, которая обязательно должна быть очищена от торчащих камней и различного мусора. Выполняется песочная засыпка слоем порядка 5 см. Труба с питающим кабелем продевается через трубную изоляцию. Стыки изоляционного материала оборачиваются скотчем.

С целью обеспечения защиты от замерзания трубы в изоляцию рекомендуется проложить греющий кабель. Он соединяется с трубой хомутами или обыкновенной изолентой.

Расположение скважины на участке относительно септика

Расположение скважины на участке относительно септика.

Сверху труба в изоляции засыпается песком и грунтом.

Второй способ является более надежным. В этом случае прокладка трубопровода осуществляется с применением канализационной трубы диаметром 11 см, предназначенной для внешнего использования. Повороты выполняются отводами до 45°. В целях повышения надежности в капсулу можно заложить 2 водопроводные трубы. Одна будет основной, а вторая резервной. Греющий кабель прокладывается до глубины промерзания или на всю длину конструкции. При использовании греющего кабеля и такой прокладке трубы изоляцию можно не применять.

В случае прокладки магистрали выше точки промерзания почвы рекомендуется изолировать 11-см капсулу изоляционным материалом. Можно использовать «скорлупу» из 5-см пенопласта.

Это основные этапы расчета конструкции скважины. В зависимости от конкретных условий расчет может включать и ряд дополнительных параметров, которые определяются уже в индивидуальном порядке на объекте. Уделите предварительному расчету должное внимание, чтобы готовая скважина была надежной, эффективной и долговечной.

Table of contents:

well design calculation is an obligatory stage of the complex work on arrangement of individual water supply. During the preliminary calculation of the construction of the well will be installed directly to the source of the basic parameters and characteristics of the equipment to which it will be completed.

Total well construction scheme

The general scheme of construction of wells.

The main parameters of the calculation of well design

In the process of calculation of basic parameters must be defined. They can be taken from the passport of any of the well. This list includes:

  1. Debit well.
  2. The depth of lowering the downhole pump.
  3. The outer diameter of the pipe surface.
  4. The minimum inside diameter of the pipe casing.
The calculated well design

The calculated well design.

Also well design calculation involves determining the desired performance of the equipment and devices, such as pumps, pipes, wires and so on.

In the process of calculating the well design focuses on the parameter of the pump lowering depth. It is measured from the surface of the earth. Inside the well borehole headroom must be installed. It is placed at a depth of 2 m. This value must take into account in the calculation of the design of the well at the stage of determining the correct amount of material.

Determination of the main characteristics of the pump

The first thing to choose the right pump for the well. Source can work with immersion or self-priming pump. Self-priming units able to lift water from a depth of 7-9 m. In the case of advanced models with external ejector this parameter is increased to 40 m. However, experts recommend to refrain from using them in view of the substantial increase in energy costs.

The advantages of the suction borehole pump are the following:

Driving a downhole pump assembly

Driving well pump installation.

  1. The design is sold as a ready station. The entire installation is reduced to its hydraulic connection to the source.
  2. The pump is installed at the top that allows you easily to carry out its inspection and preventive maintenance. Immediately repair have to deal with much less compared to a submersible pump, as suction operating under less stringent conditions.

Thus, the suction pump is the best choice for the well to the water level up to 9 m. In other situations, the only option is a submersible pump.

When the calculation of well construction is necessary to determine its flow rate. The pump should have a capacity of 10-30% greater than the flow rate of the source. Failure to do so will lead to the fact that by the time the well simply silted.

The calculation for the well pump

One of the most important stages of the calculation is to determine the minimum capacity of the downhole pump, necessary to meet the water supply needs of the facility. In the case of industrial sites, all calculated on an individual basis. In such situations, you need to consider the specifics of production and the number of personnel involved.

The scheme of installation of a borehole pump and graphical calculation pressure

The scheme of installation of a borehole pump and graphical calculation pressure.

In the case of a private home to the water consumption is enough to know the definition of normative data for various water consumption points. Most often, based on the calculation that 1 person per day consumes 200 liters of water. The bulk of the volume of fluid consumed in the morning and evening, in the amount of an average of 2 hours. Thus, a family of 4 people would consume on average 0.5 m / h. If water used for other purposes, such as watering plants, to add to the flow rate of about 1.5 m / h. In most cases, this is enough. Thus, the minimum pump output for the well is 2 m / h.

At the same time you need to calculate such an important parameter as the pump head. It uses a simple formula. In accordance with it for the calculation of the minimum pump pressure in meters have to take the value of the differential between the dynamic water level and the highest water use point (if the suction pump is used, taking a distance between him and the highest water intake point), add to it the pressure in the system (most often taken 2.5-3 atm value multiplied by 10.2, and further adding the total pressure losses.

Filter circuit and connecting the pump

Filter circuit and connecting the pump.

With regard to the total hydraulic losses, for the calculation of this index need to possess the following data:

  1. Losses along the length of the pipeline. Usually it takes 10% of the total length of the pipeline.
  2. Local losses on tees, filters, parts, valves, etc. Takes a value equal to 15-20% of total losses.

At the end of the selection of a part of the well design, the pump, it is necessary to determine the appropriate brand and model. Technical specifications of the unit need to be most appropriate to set out in the calculation. When buying, remember that it is better to take with a stock than a disadvantage.

And the last point - the comparison diameter suitable for the characteristics of the pump with a diameter of the hole. At the pump, this figure should be less. If the source arrangement will be carried out using borehole adapter, be sure to contemplate that the pump was held at the site of installation of the static part of the device.

What is taken into account when calculating the flow rate of the well?

Per well design one of the most important parameter is the flow rate. This feature determines the amount of water that is able to give a concrete well for a selected period of time. For calculating the flow rate of the well you need to have the following data:

The scheme of distribution of diameters of drilling for artesian wells

The scheme of distribution of diameters of drilling for an artesian well.

  1. Static water level. It reflects the distance from the water mirror alone. Can be measured by means of a rope with any load on one of the ends. End with the load is lowered into the water. The length of the rope gives an indication of the static water level.
  2. The dynamic water level. It is measured after the pump. When operating the unit the water level decreases. He called dynamic. If the water level of the pump in the well is not changed, it indicates that it receives as much water as pumped. it also allows to conclude that the pump has the same performance as pumping. If the pump is more powerful than the production rate, it will lead to a permanent reduction in dynamic level. It will be reduced as long as the water does not remain. If the difference between the dynamic and the static water level does not go beyond 1 m, it provides an indication of performance of the well.

Output power is best determined empirically. This will require a higher pump power and measuring vessel with a known volume. At the bottom of the well pump is installed. The equipment is switched on and works as long as not out of the well is pumped out all water. Then you need to turn off the pump and detect the recovery of liquid level. Knowing the time to restore the previous level and the volume of water pumped, you can easily determine the rate of flow. It is only necessary to divide the value of the volume of water at a time.

Example of calculating the flow rate of the well

To get a more accurate calculation of the source of the performance, you can use a special formula. For example, the depth of the water intake to the filter is 50 m. The static water level is 30 m. The height of the water column on the basis of these data would be 20 m.

Driving device well its operation and technology

Driving apparatus and technique well its operation.

The first water extraction is performed using a pump at a rate of 2 m / h. The dynamic level is equal to 37 m (water pumped 1 hour). To calculate the flow rate is necessary to take the value of the pump, divide it by the difference between the dynamic and the static water levels, and then multiply the result by the well depth. In this example, the flow rate is equal to 5.7 m / h.

For the second water intake pump is used with a capacity of 4 m / h. In this case, the dynamic level was obtained equal to 41 m. The flow rate based on the source of these values amount to 7.2 m / h. Then you need to find a specific value. It is used for its calculation formula according to which the difference between the calculated first and second flow rates is divided by the height of fall of water column (in this example, and it is 7 to 11 m). Substituting the values, you get that flow rate is equal to 0,375m / h.

The calculation leads to the conclusion that an increase in dynamic level at 1 m increases the production rate of the well considered to 0.375 m / h. By using the obtained index values can be calculated the maximum production rate of the well, where the water falls to the filter.

To calculate the maximum flow rate must be multiplied by the value of specific flow rate to the maximum height. Maximum downhole pump capacity should be 10% less than the value obtained. In this example, the maximum production rate is 18.75 t / h. Thus, the pump may have a capacity of 16 m / h.

Calculation of pipe and cable for the pump

Filter apparatus for purification of water in the well

Filter apparatus for purification of water in the well.

When calculating the hole structure can not lose sight of the characteristics of elements such as pipe and cable to the pump. To minimize pressure loss, it is advisable to lay the pipe 32 diameter. The length of the pipe is chosen according to the depth of immersion of the pump and the supply of 100-150 cm.

Cable is also necessary to select the depth of immersion of the pump. According to one meter on each side of the cable will go on a loop fastening to the end walls and a downhole pump. Experts recommend to execute fixation with stainless steel cables. They are characterized by the high reliability. The optimum diameter - 2.3 mm. To buy the selected diameter of 4 clips. They must also be made of stainless steel.

Calculation of the supply cable to the pump and tip well

Catering for the well pump is carried out using special power cables for use in drinking water. In most cases, enough cable section 3x1.5 mm. In some situations you need to use 4h2,5 mm cable.

The scheme of work on wells pumping

The scheme of work on wells pumping.

To determine the length of cable used by the formula, according to which a depth of pump immersion added distance between the well and the pressure switch that provides control of the downhole pump. The maximum possible cable length is directly related to its cross-section. Exceeding the permissible value will lead to a loss of voltage.

Compound downhole pump with a supply cable using a cable made of special heat-shrinkable cable sleeve. You can use the product from any manufacturer, in this case, the quality depends on the correctness of the installation work, since produced similar products in accordance with uniform standards approved.

The calculation and design of well design should be given due attention to the selection of the head. These products are made of plastics and cast iron. The owners of private homes mainly use the more cost plastic models. Headroom traditionally marked by two digits, for example, 152-32. In this case, 152 indicates the diameter of the casing, and 32 - the output pressure of the pipeline.

Calculation of line from the well to the house

And the last important stage in the calculation of the design of the well is to determine the optimal distance between the well and the house (other service facilities). The tubes can be laid in several different ways. The most popular options are the following.

In accordance with the first and easiest method of preparing first base of the trench, which must be free of protruding rocks and various debris. Running Sand backfill layer of about 5 cm. The tube with power cable threaded through the pipe insulation. The joints of the insulation material wrapped with tape.

In order to provide protection against freezing pipes in the insulation it is recommended to lay the heating cable. It connects with the pipe clamps or ordinary tape.

Location hole at the site with respect to the septic tank

Location hole at the site with respect to the septic tank.

On top of the pipe insulation is filled with sand and soil.

The second method is more reliable. In this case, the pipeline laying is performed using sewer pipes with a diameter of 11 cm intended for external use. Turns executed taps and 45 ?. In order to improve the reliability of the capsule 2 can lay water pipes. One will be the main, and the second backup. The heating cable is laid to a depth of freezing or the entire length of the structure. When using a heating cable and pipe laying insulation can not be used.

In the case of laying line above the freezing of the soil is recommended to isolate the 11-cm capsule an insulating material. It is possible to use the "shell" of 5 cm of the foam.

These are the basic steps of the calculation of the well design. Depending on the specific conditions of payment may include a number of additional parameters, which are determined in the individual at the facility. Pay due attention to preliminary calculations, to ready the well was reliable, efficient and durable.

Зміст:

Розрахунок конструкції свердловини є обов'язковим 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.

Загальна схема конструкції свердловини

Загальна схема конструкції свердловини.

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.
Розрахована конструкція свердловини

Розрахована конструкція свердловини.

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 обов'язково 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:

Схема монтажу свердловинного насоса

Схема монтажу свердловинного насоса.

  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 об'єкта водопостачання. У випадку з промисловими об'єктами все розраховується в індивідуальному порядку. У таких ситуаціях потрібно враховувати специфіку виробництва і кількість задіяного персоналу.

Схема установки свердловинного насоса і графічного розрахунку напору

Схема установки свердловинного насоса і графічного розрахунку напору.

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 об'єму рідини витрачається в ранковий і вечірній час, в сумі в середньому за 2 години. Таким чином, сім'я 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.

Схема підключення фільтра і насоса

Схема підключення фільтра і насоса.

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 пам'ятайте, 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, обов'язково 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:

Схема розподілу діаметрів буріння для артезіанської свердловини

Схема розподілу діаметрів буріння для артезіанської свердловини.

  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 об'ємом. 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.

Схема пристрою свердловини і технологія її роботи

Схема пристрою свердловини і технологія її роботи.

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

Пристрій фільтра для очищення води в свердловині

Пристрій фільтра для очищення води в свердловині.

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.

Схема проведення робіт з прокачування свердловини

Схема проведення робіт з прокачування свердловини.

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 пов'язана з його перетином. Перевищення допустимої величини призведе до втрат напруги.

З'єднання 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 об'єктами). Труби можуть прокладатися декількома різними способами. Найпопулярніші варіанти наступні.

Відповідно до першого і найпростішим методом спочатку готується основа траншеї, яка обов'язково 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 з'єднується з трубою хомутами або звичайної ізоляційною стрічкою.

Розташування свердловини на ділянці щодо септика

Розташування свердловини на ділянці щодо септика.

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 об'єкті. Приділіть попереднім розрахунком належну увагу, щоб готова свердловина була надійною, ефективною і довговічною.


» » » Расчет основных характеристик и элементов конструкции скважины