Сооружения для забора подземных вод

СПРАВОЧНИК ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И БУРЕНИЮ СКВАЖИН НА ВОДУ (СССР 1983г., резидент - Белецкий А.С.)

Содержание справочника по проектированию и бурению скважин на воду

Глава 5. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА РАЗВЕДОЧНО-ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ

25. Содержание проекта

1. Введение:

а) указание на объект, для водоснабжения которого намечено бурение, с приведением водопотребления (суточного, часового и секундного);

б) точное место расположения скважины, абсолютная высота устья скважины;

в) обоснование выбора места заложения скважин с указанием гидрогеологических условий и технико-экономических факторов (удаление скважины от возможных очагов загрязнения, вне зоны затопления паводковыми водами и т.п.).

2. Геолого-геоморфологическая характеристика района и участка работ.

3. Гидрогеологическая характеристика района и участка работ.

4. Оценка всех природных, санитарных и экономических факторов, а также преимуществ и недостатков того или иного водоносного горизонта. На основе этой оценки должен быть сделан всесторонне обоснованный выбор одного или нескольких горизонтов, наиболее соответствующих требованиям задания, и в связи с этим подлежащих вскрытию и опробованию; должна быть установлена целесообразность бурения разведочно-добывающей скважины и намечена ее глубина.

В специальной части проекта следует освещать вопросы, непосредственно связанные с бурением и опробованием разведочно-добывающей скважины.

5. Проект производства работ, в котором предусматривается конструкции скважины, тип породоразрушающего инструмента, диаметр скважины, диаметр обсадных труб, количество колонн и дается проектный геолого-технический разрез скважины

6. Опробование скважины в целях выявления соответствия дебита скважины от понижения опытной откачкой.

7. Перечень геолого-технической документации.

8. Принятое водоподъемное оборудование.

9. Оборудование устья скважины.

10. Расчет и описание зон санитарной охраны.

11. Сметы.

12. Приложения и чертежи.

Пример проекта скважины с водозабором

Паспорт проекта разведочно-добывающей скважины

Пояснительная записка

I. Общая часть

1. Введение

Настоящий проект составлен на основании договора № ... от ... 19...г. с Производственным управлением сельского хозяйства ... области.

Проектом предусматривается бурение разведочно-добывающей скважины с последующей организацией водозабора для водоснабжения ... завода в поселке ... района ... области.

Выбранный участок под скважину находится на западной окраине поселка ..., в 400 м на запад от существующих строений и в 4 км на север от реки ... .

Местоположение проектируемой скважины показано на чертежах ..., согласовано с заинтересованными службами и оформлено актом (см. приложение). Санитарная обстановка на участке в настоящее время удовлетворительная. В геологическом отношении площадка под скважину в верхней части сложена суглинком. Уровень грунтовых вод ориентировочно ожидается на глубине 15 м. В районе проектируемой скважины разведанных месторождений полезных ископаемых нет.

Исходные данные для разработки проекта:

1) задание на проектирование разведочно-добывающей скважины; 2) разрешение ... бассейнового Управления на специальное водопользование; 3) акт обследования и выбора места заложения скважины на воду.

Проект разработан в соответствии со СНиП II-31-74.

Скважина сдается в эксплуатацию, если качество подземных вод соответствует ГОСТу, а также при получении дебита, отвечающего производительности скважины в данных гидрогеологических условиях и заданию заказчика. В случае получения отрицательных результатов скважину ликвидирует та же буровая бригада.

На базе вновь пробуренной скважины строится насосная станция первого подъема, устанавливается зона санитарной охраны строгого режима и обеспечивается внешнее электроснабжение.

2. Водопотребление и схема водоснабжения

В настоящее время ... завод в поселке ... находится в стадии строительства.

С вводом его в эксплуатацию потребуется источник водоснабжения. Потребное количество воды для завода согласно типовому проекту № 814-0-133 "Межхозяйственный ... завод производительностью 10 т/ч" составляет 40 м/сут, из которых 30 м/сут - на хозяйственно-питьевые нужды, 10 м/сут - на производственные. Учитывая односменную работу завода, расход воды составит 1,4 л/с.

Действующая скважина № ... расположена на территории ... в 500 м к северу от территории проектируемого завода и использоваться не может вследствие нецелесообразности прокладки водовода через магистральную двухколейную электрифицированную железную дорогу.

Для водоснабжения завода настоящим проектом предусматривается бурение разведочно-добывающей скважины с дебитом 1,4 л/с.

Схема проектируемого водозабора следующая: вода из скважины насосом первого подъема по напорному водоводу диаметром 100 мм будет подаваться во внутриплощадочную сеть завода (проектирование внутриплощадочной сети с водонапорной башней в объем данной работы не входит).

3. Геологический очерк и гидрогеологические условия района и участка работ

Район расположения проектируемой скважины ... и характеризуется равнинным рельефом с абсолютной отметкой 90,0-131,0 м. Главной водной артерией района являются реки ... и ..., левые притоки реки ... .

Территория района имеет двухъярусное геологическое строение. Нижний структурный ярус - палеозойский фундамент - состоит из сложнодислоцированных осадочных, метаморфических и изверженных пород палеозойского возраста. Верхний структурный ярус - толща осадочных пород мезокайнозойского возраста.

В районе проектных работ складчатый фундамент залегает на глубине свыше 250 м и в гидрогеологическом отношении практического интереса не представляет, так как содержит сильноминерализованные воды, непригодные для питьевых целей.

Мезокайнозойские образования развиты на всей площади описываемого района. Мезозойские породы трансгрессивно лежат на палеозойском фундаменте и представлены верхнемеловыми аргиллитами и бейделлитовыми глинами зеленовато-серого цвета.

Наибольший интерес с гидрогеологической точки зрения представляют отложения палеогенового возраста, повсеместно распространенные в районе и представленные осадками палеоцена, эоцена и олигоцена.

Отложения палеоцена (Р) широко развиты в описываемом районе. Литологически они представлены мощной (100 м и более) толщей серых и темно-серых аргиллитов с мелкими прослойками глауконито-кварцевых песчаников и алевритов.

Эоценовые отложения (Р) лежат на осадках палеоцена и в районе работ подразделяются на два горизонта - нижний (серовская свита) и объединенный средне- и верхнеэоценовый (ирбитская свита).

Нижнеэоценовые осадки (P) представлены в основном опоками, реже трепелами и диатомитами и имеют повсеместное распространение на рассматриваемой площади. Глубина залегания их колеблется в пределах 50-150 м, увеличиваясь в северо-восточном направлении. Мощность опок в районе работ достигает 40 м.

Средне- верхнеэоценовый горизонт (P) сложен глинистыми диатомитами. Граница между нижележащими опоками и диатомитами отчетливая, без следов размыва. Мощность ирбитской свиты превышает 80 м. Общее увеличение мощности наблюдается в восточном направлении и в отдельных впадинах древнего рельефа.

Отложения олигоценового возраста (Р) в рассматриваемом районе распространены меньше, чем нижележащие эоценовые осадки. Они слагают в основном водораздельные формы рельефа. Олигоцен здесь подразделяется на нижний, средний и верхний подотделы, причем нижний олигоцен объединен с верхним эоценом в так называемую чеганскую свиту (P - P), представленную морскими отложениями различных глин.

Породы среднего олигоцена (P), выделенные в чиликтинскую свиту, а также верхнего олигоцена (P) - наурзумская свита - представлены исключительно континентальными мелкозернистыми песками и глинами. Мощность песков в районе работ колеблется в пределах 13-40 м. Развиты они не повсеместно.

Средне- и верхнеплиоценовые (N) известковистые глины и полимиктовые пески с гравием в виде маломощных прослоев и линз распространены незначительно. Эти породы развиты на самых высоких водоразделах. В гидрологическом отношении они интереса не представляют.

Описанный комплекс палеогеновых образований повсеместно перекрыт четвертичными отложениями (О), среди которых выделяются: озерно-болотные зеленовато-серые глины, залежи торфа, аллювиальные глины и пески с галькой и гравием, покровные суглинки и глины. Мощность четвертичных отложений колеблется от 1 до 10 м.

В гидрологическом отношении ... район приурочен к ... артезианскому бассейну, который характеризуется развитием этажно расположенных водоносных горизонтов, разобщенных между собой водоупорными глинами. Водоносный горизонт мела занимает обширные площади и является артезианским бассейном подземных вод. Он обладает достаточно хорошей водообильностью. Однако высокая минерализация подземных вод (5 г/л и более) не позволяет использовать их для питьевого водоснабжения.

В водоносном горизонте нижнего эоцена водовмещающими породами служат опоки и песчаники, водообильность которых связана с региональной трещиноватостью. Этот горизонт в рассматриваемом районе залегает довольно глубоко (50-150 м).

Пластово-трещинные воды опок с глубиной сильно меняют свой химический состав. В пределах одной и той же толщи опок существуют как бы два различных водоносных горизонта, одинаковых по составу воды: верхний, довольно маломощный горизонт опок содержит гидрокарбонатно-натриевые воды, слабоминерализованные, вполне пригодные для питья; нижний горизонт опок содержит горько-соленые гидрокарбонатные воды сульфатно-хлориднонатриевого состава с минерализацией до 3,5 г/л и более.

В бактериологическом отношении воды опокового горизонта безупречны.

Водоносный горизонт олигоценовых отложений представлен песками с прослоями глин средней мощности (по району) 10-15 м и заключает подземные воды, залегающие на глубине от 5 до 25 м в зависимости от мощности перекрывающих осадков и рельефа местности.

Водообильность горизонта в целом небольшая и крайне неравномерная, зависит от мощности песков и их гранулометрического состава. Дебиты скважин изменяются от сотых долей до 3-5 л/с.

Подземные воды горизонта - пресные гидрокарбонатные кальциево-магниевые с минерализацией 0,15-0,7 г/л. Эти воды каптированы колодцами и одиночными скважинами для хозяйственно-питьевого водоснабжения индивидуальных хозяйств и небольших животноводческих ферм.

На участке проектируемой скважины указанный горизонт не развит. Единственно надежным для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения является водоносный горизонт нижнеэоценовых опок.

II. Специальная часть

1. Предварительный геологический разрез

Проектом скважины предусматривается вскрыть водоносный горизонт нижнеэоценовых опок.

Проектируемый разрез составлен на основании геологического разреза по существующей скважине № ..., расположенной в 500 м севернее участка проектируемой скважины (табл. 18).

Таблица 18

Геологический разрез проектируемой скважины

2. Конструкция скважин и проект производства работ:

1) скважина проектируется как разведочно-добывающая;

2) способ бурения - вращательный роторный с промывкой чистой водой;

3) пьезометрический уровень ожидается ориентировочно на глубине 15 м;

4) удельный дебит скважины принят равным 0,7 (л/с)/м на основании данных по расположенной вблизи существующей скважине;

5) проектируемый дебит принят 1,4 л/с при понижении уровня воды на 2 м;

6) глубина скважины определена гидрогеологическими условиями и принята равной 70 м;

7) проектируемая конструкция скважины - с двумя колоннами обсадных труб.

Кондуктор диаметром 325 мм перекрывает рыхлые отложения на глубине 10 м. С целью изоляции водоносного горизонта от возможного загрязнения затрубное пространство кондуктора цементируется с доведением цементного раствора до отметки 2,3 м. Расход сухого цемента принимается согласно расчету по ЕРЕР-27 на строительные работы. Кондуктор выводится на 0,5 м выше устья скважины. Эксплуатационная колонна труб диаметром 219 мм устанавливается в интервале 0,00-52,0 м. Конструкция скважины и типы буровых наконечников приведены в табл. 19;

Таблица 19

Конструкция проектируемой скважины

8) по окончании бурения скважины производится электрокаротаж в необсаженной части ствола (52-70 м) и гамма-каротаж по всему стволу (0-70 м);

9) вокруг устья скважины цементируют воротник радиусом не менее 3 м;

10) водоприемная часть скважины оборудуется фильтром из перфорированных труб диаметром 168 мм; скважность каркаса фильтра 35%; 588 отверстий на 1 м при их диаметре 20 мм; фильтр устанавливается "впотай" в интервале 47-70 м; рабочая часть фильтра - в интервале 52-68 м. После электрокаротажа скважины интервал установки фильтра корректируется. Отстойник фильтровой колонны снабжается деревянной пробкой;

11) проект геолого-технического разреза приведен на чертеже (рис. 4);

Рис. 4. Проект геолого-технического разреза

12) категория пород по буримости дана по табл. 12;

13) по окончании производства буровых работ составляются исполнительные документы;

14) при производстве буровых и опытных работ необходимо соблюдать "Единые правила безопасности при геологоразведочных работах", утвержденные Госгортехнадзором РСФСР.

3. Опробование скважины

В целях выявления соответствия дебита скважины проектным данным и установления зависимости дебита скважины от понижения производится опробование скважины опытными откачками при двух понижениях уровня общей продолжительностью 7 сут.

Перед откачкой через скважину прокачивают воду до полного ее осветления в течение 1 сут.

Опытная откачка производится с максимального понижения уровня воды при дебите не ниже 75% проектируемого. Второе понижение должно быть на 3-5 м меньше предыдущего, но во избежание ошибок в расчетах его величина должна быть не менее 1 м. Продолжительность откачек при каждом понижении определяется процессом стабилизации уровней, дебитов, а также химическим и бактериологическим составом воды.

Продолжительность откачки при каждом понижении по проекту 3 сут. Обязательное условие - непрерывный процесс откачки при данном понижении.

В качестве водоприемного оборудования рекомендуется применять эрлифт, смонтированный по схеме "внутри".

В качестве водоподъемных труб могут быть использованы обсадные трубы ниппельного соединения диаметром 108-127 мм. Рекомендуемый диаметр воздуходувных труб 19-37 мм. Глубина погружения смесителя 40 м.

В процессе откачек уровни измеряют через каждые 5 мин в течение 1 ч, а затем через каждый 1 ч. После прекращения откачек наблюдают за восстановлением уровня воды в скважине.

В конце каждого понижения отбирают пробы воды на химический и бактериологический анализы (по три пробы на каждый вид анализа). Скважина оборудуется электропогружным насосом типа ЭЦВ.

Водозабор после полного окончания строительства и оборудования его насосом подлежит опробованию эксплуатационной откачкой с целью проверки работ всех водозахватных сооружений, производительности всего водозабора в целом. Продолжительность откачки при постоянном дебите, равном проектному, принимается 4 сут. Эксплуатационная откачка выполняется на одно понижение при дебите, равном проектному.

Уровни воды замеряются пневмоустановкой, расход воды - водомером. Периодичность измерений - 1 ч.

Результат наблюдений за эксплуатационной откачкой оформляется в виде акта с фактическими данными наблюдений.

Насосная станция над скважиной - заглубленная, автоматическая, состоит из двух камер по типовому проекту 901-2-116, с наземным шкафом и аппаратурой управления, а также с электрооборудованием агрегата.

В камере над скважиной размещены: оголовок, вантуз, задвижка, дренажный насос, приборы учета воды, запорная арматура, обратный клапан.

Водоподъемное оборудование. В качестве водоподъемного оборудования принят погружной насос марки 2ЭЦВ6-6, 3-85 с двигателем марки ПЭДВ-2, 8-140 мощностью 2,8 кВт. Подача насоса 6,3 м/ч при напоре 85 м. Монтаж насоса, определение количества необходимых водоподъемных труб выполняются на месте.

Вспомогательное оборудование. Для измерения расхода воды, отбираемой из скважины, устанавливается счетчик ВТ-50. Уровень воды в скважине периодически замеряется электроуровнем ЭВ-1М.

Для пробной эксплуатационной откачки воды из скважины, а также для непосредственной подачи ее в передвижную емкость на напорной трубе за оголовком предусматривается отвод с задвижкой, к которому может в свою очередь подсоединяться гибкий шланг.

Откачка дренажных вод из подземных камер осуществляется насосом марки ВКС-1/16. Для контроля уровней воды в дренажных приямках на специальной подставке устанавливаются электродные датчики уровня, входящие в комплект регулятора-сигнализатора уровня типа ЭРСУ-3.

Герметизация устья скважины обеспечивается устройством герметизированного оголовка по типовому проекту серии 4.901-16 вып. 1. в составе бетонного воротника, устьевого патрубка, отводного патрубка, опорной плиты, уплотнительных колец, сальников, прокладок из резины.

Охрана природных условий. При строительных работах должны быть приняты меры по охране существующих природных условий на территории строительства.

Особое внимание должно быть уделено охране подземных вод, для чего предусматривается устройство зоны санитарной охраны в соответствии со СНиП II.32-74. В связи с этим на территории строительства предусматривается ряд мероприятий:

а) ликвидация бездействующих скважин; б) на вновь сооружаемой скважине - изоляция от поверхностных вод путем крепления обсадными трубами с затрубной цементацией; в) герметизация устья скважины; г) создание зоны санитарной охраны.

Зона санитарной охраны. Устройство зоны I пояса выполняется согласно СНиП II.31-74 и инструкции СН441-72.

В зону санитарной охраны строгого режима (I пояс) включается участок размером 30x30 м, в котором располагаются скважина и головные водопроводные сооружения.

По периметру зоны устанавливается ограждение из колючей проволоки на деревянных столбах высотой 1,6 м. Территория озеленяется посевом многолетних трав и посадкой кустарников. Необходимо создать охранное освещение.

Привязка зоны санитарной охраны и насосной станции выполняются на месте.

Ввиду того, что водоносный горизонт надежно перекрыт мощной толщей глин, в данном проекте предусматривать устройство II пояса зоны санитарной охраны нет необходимости.

Ведомость объемов работ и материалов

1. Транспорт - перевозка автотранспортом комплекта труб и материалов от железнодорожной станции по автодорогам II класса на расстояние до 250 км.

2. Строительство ВЛ:

3. Глубина бурения скважины вращательным способом, м:

4. Крепление скважины, м:

5. Оборудование водоприемной части скважины:

6. Цементированные скважины:

7. Опытные работы:

11. Материал для цементирования:

14. Монтаж погружного насоса марки 2ЭЦВ6-6, 3-85 с погружением в скважину на насосно-компрессорных трубах диаметром 50 мм:

18. Устройство зоны санитарной охраны первого пояса:

Составила руководитель группы ___________________________________________________ (Ф. И. О.)

Название проектной организации ___________________________________________________________

Содержание справочника по проектированию и бурению скважин на воду: