Под термином «дебит скважины» подразумевается её фактическая производительность или объем жидкости, стабильно поступающий из естественного/искусственного источника за обозначенную единицу времени. Эта интегральная характеристика, напрямую идентифицирует скорость восполнения воды. Она является ключевым параметром, описывающим фактический потенциал системы и её возможности в контексте обеспечения жидкостью индивидуального или коллективного хозяйства.
Общие сведения
Дебит любых водных скважин измеряют в кубометрах относительно выбранной единицы времени. Последней могут быть секунды, часы, сутки и так далее.
Производительность практически не зависит от диаметра обсадной трубы! Последний параметр лишь предопределяет потенциальную нижнюю границу пропускной способности системы, но при этом не увеличивает отдачу воды.
В рамках первичного бурения скважин профильные специалисты всегда анализируют её потенциальный и фактический дебит. Данная процедура выполнятся даже при наличии карт местности с обозначением глубин и насыщенности водных горизонтов, поскольку на продуцирующую способность локализации может влиять ряд индивидуальных факторов.
В процессе эксплуатации системы каждый раз при техническом обслуживании оборудования измерения повторяются. Уровень отдачи жидкости с течением времени может изменяться, что в конечном итоге приводит к переизбытку или недостатку воды.
Причины изменения дебита
Дебит скважины в общем случае характеризуется:
- Типом фактического водоносного слоя;
- Мощностью оборудования для извлечения жидкости наружу;
- Параметрами созданной системы.
Увеличение величины фактического дебита обычно свидетельствует о поднятии уровня грунтовых вод. Последний факт требует проведения комплексной процедуры исследования потенциальных причин такого обстоятельства. Чаще всего ней выступают обильные дожди, таяние снега, проведение в непосредственной близости от локализации масштабной добычи полезных ископаемых и так далее. Скважины, обеспечивающие водой пользователя через грунтовые слои, обычно нестабильны. При глубине бурения до трех десятков метров дебет может регулярно изменяться несколько раз в течение одного календарного года.
Понижение отдачи артезианских скважин обычно указывает на частичное или полное исчерпание водяного пласта. Решением проблемы такого рода может стать только бурение на более глубокий водоносный горизонт.
Вторичной причиной снижения водоотдачи часто выступают поломки или неисправности оборудования – например, сильное засорение фильтра, заиливание стенки обсадной колонны, прочее.
Расчет производительности скважины
В общем случае расчет дебита скважины регламентируется СНиП 3.05.04-85. По стандарту он определяется мерной ёмкостью, заполняемой на протяжении не менее 45-ти секунд, при этом допускается определять параметр с помощью водомера и водослива.
Жидкость находится на определенной высоте и поднимается вверх до обозначенного уровня по обсадной трубе. Базовые показатели, необходимые для расчета производительности:
- H – высота столба, определяемая путем измерения расстояния между дном и водяным зеркалом в обсадной трубе.
- Hs – так называемый статистический уровень. Рассчитывает путем измерения расстояния от земли до воды при условии, что насосное оборудование не работает.
- Hd – так называемый динамический уровень. Фактическое расстояние от земли до воды при включенном и исправно функционирующем насосном оборудовании.
- I – интенсивность откачки. Определяется параметрами самого насоса, измеряется в кубометрах/час.
Упрощенная формула расчета на основании вышеобозначенных параметров выглядит следующим образом: (I * H) / (Hs – Hd)
Такая формула дает лишь грубое приближение к реальному значению дебита, поскольку имеет определённую погрешность. Для точного расчета необходимо пользоваться насосным оборудованием, имеющим разную мощность. Для проведения данного мероприятия следует вводить новый параметр – так называемый «удельный дебит».
Удельный дебит = (Интенсивность откачивания более мощного насоса – Интенсивность откачивания менее мощного насоса) / Разница между статикой и динамикой в обоих случаях.
Конечная формула расчета с учетом удельного дебита: (Hv – Hs) / D
Здесь:
- Hv – глубина погружения насосного оборудования, характеризуемая точкой фактического водозабора;
- Hs – статический уровень, обозначенный ранее;
- D – удельный дебит.
Средние значения производительности типичных скважин
Дебит даже идентичных скважин в пределах одной локализации может существенно отличаться. Средние значения в зависимости от глубины залегания для средней полосы России и западноевропейской части страны:
- 10-30 метров – диапазон 0,5-1 кубометр в час;
- 40-90 метров – диапазон 1,5-2,5 кубометров в час;
- Свыше 100 метров – диапазон 2-5 кубометров в час.
Эти значения являются усредненными и не учитывают специфические местные условия, техногенные факторы и прочие особенности, способные существенно повлиять на производительность скважин. Помимо этого предполагается, что проведенная процедура бурения была сделана с учетом всех норм и правил на профессиональном оборудовании соответствующими профильными отраслевыми специалистами.
Мониторинг производительности скважины
Регулярное отслеживание дебита предопределяет не только гарантированное обеспечение домохозяйства водой, но и предопределяет длительный срок службы оборудования. Общая усредненная производительность первого и второго должна быть приблизительно равной. При этом рекомендуется иметь техническое оборудование с небольшим запасом по мощности (+10-15 процентов), чтобы учесть сезонные колебания уровня в том случае, если водозабор производится не с артезианского горизонта.
При значительном превышении мощности насоса над фактической производительностью скважины, оборудование часто будет работать «всухую», что приводит к существенному увеличению рисков его поломки.
Измерения значений выполняются регулярно в рамках планового или внепланового технического обслуживания системы. Типичные схемы с учетом временных интервалов:
- Отслеживание предельного напора. Производится в конце каждой недели.
- Определение статистического уровня. Сразу после фактического отсутствия напора или каждое воскресенье при малой нагрузке.
- Мониторинг расхода жидкости. Производится параллельно с отслеживанием предельного напора воды.
При самостоятельном выполнении процедуры и отсутствии профессионального оборудования, облегчающего мониторинг дебита, важным фактором успешности мероприятия является постоянство её проведения.
Фиксируемую информацию лучше записывать в единую сводную таблицу. Она в дальнейшем используется для сверки с проектными документами, позволяют быстро обнаружить потенциальные отклонения еще до появления серьезных проблем. При этом в любом случае необходимо пользоваться контрольными системами выкачки. Последние относятся к безнапорному типу и позволяют осуществлять простейший контроль над состоянием объектов прокачки воды.
Что делать, если дебит скважины существенно ниже нормы?
При обнаружении ухудшения дебита скважины необходимо в первую очередь определить причину такой проблемы. Без привлечения профильных специалистов обычный пользователь может попытаться:
- Заменить фильтр системы, который забит песком либо иными загрязняющими компонентами;
- Прочистить обсадную трубу, рабочая часть которой стала слишком заиленной;
- Проверить мощность насоса и определить, не вызывает ли он ухудшение водоотдачи как последний элемент цепочки системы.
Во всех иных ситуациях требуется помощь профессионалов. Отдельные «народные умельцы» рекомендуют оригинальные методы повышения дебита. Типичные действия:
- «Ударная» работа насоса. Ритмическое отключение и последующее включение оборудования на полную мощность в теории помогает извлечь из локализации разрушенный известняк и/или буровой раствор, мешающий полноценному прохождению жидкости. Метод работает только после первичного бурения. Если скважина эксплуатируется давно и вода в ней чистая, то данная манипуляция не даст никакого положительного эффекта. Более того, повысятся риски выхода оборудования со строя из-за его чрезмерной нагрузки.
- Использование кислот. В устье скважины заливаются кислоты (соляная или серная) с высокой степенью концентрации. Теоретически могут разрушить известняк и увеличить водную отдачу. На практике положительный эффект стремится к нулю, но при этом временно ухудшается качество воды.
- Иные процедуры. Применение вибрационного насоса, использование садового бура с удлинением для дополнительного заглубления, прочее. Практически всегда вредны для производительности в целом.
«Раскачать» дебит можно только для новых скважин, притом далеко не во всех случаях.
Отслеживание производительности скважины – это комплексный процесс. Он требует не только базовых знаний при расчете формульных значений, но и опыта проведения процедуры, а также навыков работы с соответствующим оборудованием. В качестве альтернативы при отсутствии желания/возможности выполнения процедуры, удобнее использовать услуги профессионалов, осуществляющих комплексное обслуживание, как самого оборудования, так и скважины в целом.