Формула дюпюи

Приток к совершенной скважине. Формула Дюпюи. Коэффициент продуктивности. Индикаторные диаграммы, их построение и применение

Совершенная скважина вскрывает пласт на всю его мощность и при этом вся поверхность скважины является фильтрующей.

Установившийся одномерный поток жидкости или газа реализуется в том случае, когда давление и скорость фильтрации не изменяются во времени, а являются функциями только одной координаты, взятой вдоль линии тока.

Плоскопараллельное течение имеет место в прямоугольном горизонтальном пласте длиной L с постоянной мощностью h. Жидкость движется фронтом от прямолинейного контура питания с давлением ркк галерее скважин (скважины расположены на одной прямой праллельной контуру питания в виде цепочки на одинаковом расстоянии друг от друга) шириной (длиной галереи)Вс одинаковым давлением на забоях скважинрг(рис. 4). При такой постановке задачи площадь фильтрации будет постоянной и равнаS=Bh, а векторы скорости фильтрации параллельны между собой.

Плоскорадиальный потоквозможен только к гидродинамически совершенной скважине радиусом rс. которая вскрыла пласт мощностьюhс круговым контуром питания радиусомRк. а давления на скважине и контуре питания равнырсирксоответственно.

Формулу называют формулой Дюпюи . По ней определяется объемный дебит одиночной скважины в пластовых условиях.При подъеме нефти в скважине происходит ее разгазирование и, вследствие этого, уменьшение объёма. Это уменьшение учитывается введением объёмного коэффициента нефти. Кроме того, на практике чаще всего используется массовый дебит (т/сут.) С учётом этого коэффициента формула записывается

где k-коэффициент проницаемости, дарси; h — мощность пласта, см; Рк и Рс — давление на контуре питания и в скважине, ат; Rк и Rс — радиусы контура питания и скважины, см; μ — вязкость жидкости, сантипуазы; Qr — дебит скважины, см3/сек. Ф. Д. широко применяется в нефтепромысловом деле.

продуктивность — этокоэффициент, характеризующий возможности пласта по флюидоотдаче.

По определению коэффициент продуктивности это отношение дебита скважины к депрессии: Формула дюпюи где Формула дюпюи — коэффициент продуктивности [м³/(сут*МПа)], Формула дюпюи — дебит скважины [м³/сут], Формула дюпюи — депрессия [МПа], Формула дюпюи — пластовое давление (на контуре питания) замеряется в остановленной скважине [МПа], Формула дюпюи — забойное давление (на стенке скважины) замеряется в работающей скважине [МПа].

Продуктивность по нефти

Коэффициент продуктивности определяется по результатам гидродинамических исследований и эксплуатации скважин.

Используя замеры на квазистационарных режимах (установившихся отборах), получают индикаторные диаграммы (ИД), представляющие собой зависимость дебита от депрессии или забойного давления. По наклону индикаторной линии определяют фактическую продуктивность нефтяной скважины.

Продуктивность по газу

Зависимость дебита газовых скважин от депрессии существенно нелинейна вследствие значительной сжимаемости газа. Поэтому при газодинамических исследованиях вместо коэффициента продуктивности определяют фильтрационные коэффициенты Формула дюпюи и Формула дюпюи по квадратичному уравнению: Формула дюпюи

При малых депрессиях приблизительно коэффициент продуктивности Формула дюпюи по газу связан с фильтрационным коэффициентом Формула дюпюи соотношением: Формула дюпюи

Индикаторная диаграмма — для различных поршневых механизмов графическая зависимость давления в цилиндре от хода поршня (или в зависимости от объёма, занимаемого газом или жидкостью в цилиндре). Индикаторные диаграммы строятся при исследовании работы поршневых насосов, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и других механизмов.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Справочник химика 21

Вывод формулы Дюпюи

 9ensp;9ensp;9ensp;Прежде чем перейти к выводу формулы Дюпюи, сделаем следующие предположения. [c.130]

 9ensp;9ensp;9ensp;Здесь мы приведем тот вывод формулы Дюпюи, который наиболее распространен в литературе. Дальше вскроем те неточности, которые связаны с этим выводом, а в 19 укажем точный вывод этой формулы, который был проведен самим Дюпюи. [c.131]

 9ensp;9ensp;9ensp;Обозначим радиус скважины через l, мощность пласта — Ь, первоначальное пластовое давление — ро, постоянно поддерживаемое в скважине противодавление — р. При выводе формулы Дюпюи считают, что при установившейся откачке скважины первоначальное пластовое давление восстанавливается на некотором расстоянии от скважины — вдоль окружности радиуса (рис. 11) и падает по направлению от этой окружности к скважине. Это падение давления. считаемое одинаковым вдоль всех радиусов, и создает радиальный приток жидкости к скважине. [c.131]

 9ensp;9ensp;9ensp;Те авторы, которые при выводе формулы Дюпюи пользуются радиусом влияния. рассуждают обычно так давление в пласте на расстоянии радиуса влияния восстанавливается. т. е. становится равным первоначальному пластовому давлению ро и кривая давлений на расстоянии радиуса влияния будто бы сливается с горизонтальной прямой, соответствующей постоянной величине пластового давления вне зоны влияния (рис. 13). Только что была доказана ошибочность подобного представления — пьезометрическая кривая депрессии есть кривая логарифмического типа, которая, как известно, не может иметь горизонтальных касательных на конечном расстоянии от скважины и не имеет асимптот. Поэтому часто встречающиеся в технической литературе указания на то, что кривая депрессии (кривая кинетических градиентов), соответствующая формуле Дюпюи. есть будто бы кривая гиперболического типа — см.[15], [57], что кривая депрессии будто бы имеет горизонтальную касательную или асимптоту — см. [22], [41], 55] и др. —все эти утверждения не могут базироваться на формуле (54). [c.137]

 9ensp;9ensp;9ensp;Понятно, во-первых, что упомянутое обычное представление о радиусе влияния скважин и связанный с ним вывод формулы Дюпюи должны быть отброшены, ибо они противоречат всей теории водонапорного режима. [c.228]

 9ensp;9ensp;9ensp;Формулу (101) Дюпюи можно было бы вывести, имея в виду выражение характеристической функции (91)—см. работу [3], в которой вывод формулы Дюпюи и сама эта формула были подвергнуты подробному анализу. [c.59]

 9ensp;9ensp;9ensp;Оказывается, что эти два представления, тесно связанные с приведенным выше выводом формулы Дюпюи, между собой несовместимы. В самом деле если нет никакого притока внутрь круговой зоны влияния скважины, то как и за счет чего может поддерживаться постоянство ее дебита Кроме того, предположение о том, что некоторая окружность отделяет зону влияния. внутри которой все частицы жидкости движутся к скважине, от той зоны, где движение отсутствует, приводит к необходимости представить себе какой-то разрыв (вдоль граничной окружности) в сплошной жидкости. находящейся под напором. Это представление физически абсурдно. [c.133]

 9ensp;9ensp;9ensp;Понятие радиуса действия фигурирует и в теории движения к скважине фреатических пластовых вод. Здесь водоносный пласт не перекрыт сверху водонепроницаемым слоем поэтому некоторые авторы обт.ясняют постоянство дебита скважины при установившемся постоянном радиусе влияния тем, что имеется инфильтрация в водоносный пласт сверху, компенсирующая дебит скважины — см. например, [28], [43]. Это справедливое соображение как будто бы позволяет совместить представление о радиусе действия с постоянством дебита скважины. Однако при выводе формулы Дюпюи в теории движения фреатических вод, метод вывода этой формулы такой же, как и формулы (52) при выводе формулы эта инфильтрация сверху не учитывается, а радиус действия в формуле фигурирует (в новых работах немецких гидрогеологов инфильтрация учитывается, зато получаются формулы. отличные от формулы Дюпюи. — см. ниже). [c.133]

 9ensp;9ensp;9ensp;Классическая формула Дюпюи [23] является основной формулой пластовой гидро-нафтамеханики. С выводом этой формулы тесно связано понятие радиуса действия скважины, играющее большую роль в теории интерференции скважин. В большинстве книг, которые перечислены в указателе литературы. вывод формулы Дюпюи и понятие радиуса действия освещаются не совсем правильно и ясно. Это часто вызывает недоумения, а иногда и серьезные ошибки при некоторых попытках использовать формулу Дюпюи. Поэтому мы считаем небесполезным тщательно проанализировать эту формулу, связанные с нею понятия и критические замечания по поводу нее различных авторов, [c.130]

 9ensp;9ensp;9ensp;В следующем параграфе мы проанализируем форму депрес-ионной воронки и отметим, что эта форма противоречит тем пред- оложениям, которые были сделаны при выводе формулы Дюпюи. [c.134]

 9ensp;9ensp;9ensp;Эта формула, определяющая давление в любой точке пласта, соответствует тем предположениям, которые были сделаны при выводе формулы Дюпюи относительно распределения давлений в пласте — см. 7. В самом деле из формулы (54) следует, что линиями равного давления (р= сопб1) служат окружности, кон- [c.136]

Смотреть страницы где упоминается термин Вывод формулы Дюпюи. [c.76]  9ensp; [c.133]  9ensp; [c.76]  9ensp; Смотреть главы в:

Формула Дюпюи: правильный расчет дебита скважины

  • Особенности дебита
  • Определение
    • Значимые характеристики
  • Подведение итогов

Выбор того или иного источника влаги осуществляется, исходя из нескольких показателей. Во-первых, учитывается высота залегания водоносной жилы. Во-вторых, берется во внимание качество воды. В возникшей ситуации предпочтение отдается межпластовым водам (артезианским). В-третьих, огромное значение имеет такой показатель, как дебит. Не все знают, как определить дебит скважины. Нередко для нахождения мощности источника подземной воды используется формула Дюпюи. Дебит скважины при этом можно найти без труда и привлечения бригады рабочих.

Формула дюпюи

Увеличение дебита при помощи прочистки скважины от песка.

Дебит скважины в большей степени определяется ее типом. Максимальная производительность характерна для скважины артезианского типа, потому что она имеет самую большую глубину и проникает в наиболее обильные водоносные пласты. Необходимо рассмотреть более подробно, как основной показатель водоисточника определяется в домашних условиях.

Особенности дебита

Даже опытные строители не всегда знают, что такое дебит скважины. Данная характеристика отражает определенный объем жидкости, который поступает из источника непосредственно к потребителю. Дебит исчисляется по-разному. Он может выражаться в л/с, м³/ч, м³/сут. В любом случае речь идет о том, какое количество воды поступает за единицу времени. От этого показателя во многом зависят обеспеченность хозяйственного или промышленного объекта водой, его работа. Чем больше значение дебита, тем ценнее объект.

Точный расчет дебита позволяет не только рационально организовать подачу воды для обеспечения нужд людей, но и грамотно подобрать оборудование.

Формула дюпюи

Формулы для расчета дебита одиночной скважины по данным опытных откачек.

Это касается насоса. Чем больше объем поступающей воды из колодца, тем больше и мощнее должен быть насос. В противном случае он не будет справляться с возложенной на него работой. Еще одной особенностью дебита является то, что он способен постоянно изменяться. На него оказывают влияние следующие факторы:

  • уровень стояния подземных вод;
  • климатические условия (количество осадков);
  • пропускная способность грунта;
  • сезон года.

Система подвода воды должна быть рассчитана на максимальное ее количество. При этом важно правильно подобрать диаметр труб.

Вернуться к оглавлению

Определение

Формула дюпюи

Ориентировочные значения удельных дебитов.

Рассчитать дебит можно различными способами. Очень часто для это используется формула Дюпюи. Эта формула нашла применение только для напорных вод. Кроме того, обязательным условием является то, что вода должна откачиваться с одним понижением. Формула выглядит следующим образом: Q = S / S1 * Q1. Q – это показатель дебита скважины или колодца, который требуется найти. Он измеряется в л/с. S – это положение воды в процессе проектирования. Что же касается показателя S1, то он обозначает удельное снижение уровня воды при ее откачке. Значение Q1 – это дебит, который имеется после откачки.

Определить производительность скважины или колодца можно с помощью иных формул. В том случае, если вода является безнапорной и откачка проводится только с единственным понижением, уместно использовать формулу Тима. Когда откачка осуществляется с двумя понижениями, подойдет формула Келлера. Интересно, что практически всегда при расчете дебита оценивается такая характеристика, как статический и динамический уровень жидкости в колодце.

Вернуться к оглавлению

Значимые характеристики

Формула дюпюи

Статический и динамический уровень воды в скважине.

Любой владелец дома, который возводит скважину для воды, обязан знать, что такое статический и динамический уровни. Немаловажно, что технология замера обеих величин одинакова. В обоих случаях находится расстояние от поверхности земли до самого водяного слоя. После того как вырыт колодец, в нем устанавливается первоначальный уровень воды. Он и называется статическим. Этот показатель определяется до откачки, то есть в состоянии скважины в покое. Единицей его измерения является метр. После проведения основных работ по строительству скважины целесообразно вычерпать ее содержимое с помощью насоса.

В процессе откачивания уровень воды изменяется. Значение его становится иным. Это и есть динамический уровень воды в колодце. Иногда на практике возникает ситуация, когда во время использования насосного оборудования уровень воды не падает. Это говорит о том, что статический уровень может совпадать с динамическим. В этой ситуации производительность колодца является равной мощности самого насоса. Мощность насосной станции без труда можно узнать из технического паспорта.

Вернуться к оглавлению

Подведение итогов

Таким образом, вопрос оценки производительности колодца или скважины занимает центральное место при организации нецентрализованного водоснабжения. Наиболее часто на практике для расчета мощности колодца используется формула Дюпюи.

Если соблюдать все правила проектирования и эксплуатации, то скважина может прослужить несколько десятилетий, а качество и объем воды будут оптимальными.

11.3. Неравномерное движение грунтовых вод

Рассмотрим неравномерное безнапорное плавно изменяющееся движение грунтового потока воды в фильтрационном пласте грунта (рис. 11.3). Кривизна линий тока, изображенных на рисунке, весьма мала.

Формула дюпюи

Рис. 11.3. Схема плавно изменяющегося движения фильтрационного потока

Так как кривизна линий тока невелика, то живые сечения можно считать плоскими. Расстояние между сечениями 1-1 и 2-2 для линий тока будет одинаковым и равным dl. Потери напора на участке dl относительно плоскости сравнения 0-0 равны dH. Для любой линии тока при переходе от сечения 1-1 к сечению 2-2 значение dH будет одинаково. Следовательно, при плавно изменяющемся неравномерном движении фильтрационного потока величина гидравлического (пьезометрического) уклона относительно всех точек рассматриваемых сечений, через которые проходят линии тока, является постоянной. Гидравлический уклон будет соответствовать уклону свободной поверхности воды в выбранной области фильтрации Формула дюпюи. Если гидравлический (пьезометрический) уклон постоянен, то и скорости u в различных точках выбранного живого сечения фильтрационного потока будут одинаковы. Таким образом, средняя скорость в данном живом сечении фильтрационного потока будет равна скорости и в любой его точке:

Фильтрационный расход Q через живое сечение Формула дюпюи, перпендикулярное линиям тока,

Формула (11.16) для определения средней скорости в плоском вертикальном сечении при плавно изменяющемся движении фильтрационного потока в грунтах называется формулой Дюпюи .

Формула Дюпюи является частным случаем закона Дарси.

Из всего изложенного выше следует, что при неравномерном плавно изменяющемся движении фильтрационного потока гидравлический уклон и средняя скорость фильтрации в пределах выбранного поперечного сечения остаются постоянными по направлению фильтрационного движения в определенной области.

Формула Дюпюи позволяет определять среднюю скорость фильтрации и расход в плоском вертикальном сечении фильтрационного потока жидкости при его плавно изменяющемся ламинарном движении.

11.4. Приток воды к водозаборным сооружениям

Подземные воды, находящиеся в грунтах и горных породах на различных глубинах, являются одними из основных существующих и перспективных источников водоснабжения.

Подземные воды по сравнению с поверхностными водами (водохранилища, озера, реки) обладают лучшими потребительскими качествами. Они не так загрязнены различными веществами неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмами. Поэтому, как правило, не требуют достаточно дорогостоящих операций по осветлению, обесцвечиванию, обеззараживанию и удалению отдельных видов солей и соединений (азотистые соединения, сульфаты, хлориды и т.д.).

В настоящее время на долю подземных вод приходится более 1/3 всего объема вод, используемых в хозяйственно-бытовом водоснабжении.

Для отбора подземных вод с целью водоснабжения применяются трубчатые колодцы (скважины), шахтные колодцы, горизонтальные трубчатые дрены, галереи, лучевые горизонтальные трубчатые скважины.

Трубчатые колодцы, нижним концом своим достигающие водоупора и вскрывающие пласт водоносного грунта, называются совершенными. Колодец, вскрывающий водоносный пласт и не доведенный до водоупора, является несовершенным. Вскрываемый трубчатым колодцем водоносный пласт может быть безнапорным или напорным.

Водозаборные сооружения применяются в различных гидрогеологических условиях. Эти условия включают: фильтрационную характеристику водоносного грунтового пласта; расстояние его до границы области питания; мощность пласта и расположение его относительно водоупора. Данные условия (параметры) водоносного пласта определяются в результате гидрогеологических изысканий.

Главной задачей при расчете водозаборных сооружений является определение притока к ним грунтовых или артезианских вод в зависимости от гидрогеологических условий.

Приток воды к совершенному грунтовому колодцу при безнапорном движении фильтрационного потока

На рис. 11.4 изображена схема трубчатого колодца радиусом r0 . погруженного до водоупора. Уровень грунтовых вод располагается на высоте H0 над водоупором. Глубина воды водонасыщенного слоя H0 называется мощностью водоносногопласта .

При отборе воды из колодца движение фильтрационного потока будет неравномерным. Полагаем, что стенки колодца полностью водопроницаемы.

В результате отбора воды из трубчатого колодца уровень ее в нем будет понижаться, так же как и уровень около колодца. Вокруг колодца в водоносном пласте образуется воронкообразная свободная поверхность с центром в колодце. Эта свободная поверхность является депрессионной воронкой. Кривая, ограничивающая эту воронку, — депрессионная линия.

Формула дюпюи

Рис. 11.4. Приток воды к совершенному трубчатому колодцу

Расстояние R. на котором депрессионная линия соединяется с начальным уровнем воды, называется радиусом депрессии (радиус влияния отдельного колодца). Влияние откачки воды из колодца за пределами радиуса депрессии не наблюдается, там уровень воды остается постоянным.

Проведем координатные оси: ось х проходит по поверхности водоупора, а ось у — по вертикальной оси колодца (см. рис. 11.4).

Выделим объем водоносного грунта вокруг колодца в виде цилиндра, высота, которого у. радиус х. Через поверхность этого цилиндра Формула дюпюибудет протекать расходQ .

Расход воды, притекающей к цилиндру,

где Формула дюпюи ; V — средняя скорость.

В выбранном сечении будет иметь место плавно изменяющееся безнапорное движение воды. Следовательно, средняя скорость в данном сечении, согласно формуле Дюпюи Формула дюпюи.

Дифференциальное уравнение притока воды к колодцу

Разделим переменные в выражении (11.18):

Уравнение (11.19) интегрируем согласно граничным условиям — значения х изменяются от r0 до R. а у — от h0 до H0 :

Формула дюпюи; Формула дюпюи.

Отсюда приток к совершенному колодцу (дебит его) после преобразований (11.20)

Уравнение кривой депрессии можно получить из уравнения (11.20), приняв изменения линейных параметров от r0 до х и от h0 до у :

где х и у — координаты кривой депрессии.

Глубина воды на расстоянии х равна у=h. тогда уравнение кривой депрессии будет иметь следующий вид:

Радиус влияния колодца R может быть вычислен по формуле В. Зихарда, м,

В табл. 11.2 приведены ориентировочные значения радиуса влияния (депрессии) для песчаных грунтов в неограниченном пласте грунта.

Таблица 11.2 — Значения радиуса влияния песчаных грунтов

Наиболее достоверные данные о значении радиуса влияния R можно получить только в результате гидрогеологических изысканий.

Приток к совершенному колодцу при напорной фильтрации

Водоносный пласт мощностью Т полностью прикрыт сверху водонепроницаемым слоем (рис. 11.5).

Давление в водоносном пласте больше атмосферного давления. В трубчатом колодце, расположенном в пласте, вода в соответствии с давлением в пласте поднимется на высоту Н0 .

Откачивая воду из колодца, в нем устанавливается глубина h0 . а вокруг него создается условная депрессионная воронка. Однако в этом случае депрессионная линия не является кривой свободной поверхности, а будет показывать линию гидростатических напоров. Установив несколько скважин, доведенных до напорного водоносного пласта, в каждой из них вода поднимется на определенный уровень. Соединив эти уровни, получим напорную линию.

Формула дюпюи

Рис. 11.5. Приток воды к совершенному трубчатому колодцу

при напорной фильтрации

Возьмем живое сечение вокруг трубчатого колода в виде цилиндра, радиус которого х. а высота равна мощности водоносного пласта Т .

Фильтрационный расход, проходящий через выбранный цилиндр,

где V — средняя скорость.

Во взятом сечении имеет место плавно изменяющееся движение, и согласно формуле Дюпюи Формула дюпюи.

Дифференциальное уравнение расхода

В данном случае у является напором в сечении на расстоянии х от оси колодца. Разделив переменные в уравнении, получим

Глубина понижения воды в колодце S0=H0h0 . В результате преобразования уравнения (11.29) приток воды к совершенному колодцу при напорном движении

Приток к водосборной галерее

Рассмотрим горизонтальную водосборную прямоугольного сечения галерею, расположенную в водоносном пласте на водоупоре (рис. 11.6).

Ширина галереи — b. а длина — l .

Формула дюпюи

Рис. 11.6. Приток к совершенной водосборной галерее

Фильтрация воды к галерее происходит с двух боковых ее сторон. Высота водоносного пласта грунта Н0 . В результате отбора воды из галереи в ней через определенное время установится глубина h0 и произойдет понижение уровня воды в пласте грунта. Понижение уровня сопровождается возникновением депрессионной линии, которая соединится со свободной поверхностью на расстоянии L. Это расстояние называют зоной влияния или расстоянием до области питания.

Возьмем живое сечение на расстоянии х от стенки галереи. Глубина воды в этом сечении у. площадь живого сечения Формула дюпюи. Средняя скорость в данном сечении согласно формуле Дюпюи

Формула дюпюи.

При двустороннем фильтрационном притоке расход через выбранное сечение Формула дюпюи. В дифференциальной формуле расход

Разделим переменные величины

Интегрируя выражение (11.32), по х — от 0 до L. по у — от h0 до Н0 . получим приток к галерее с двух сторон:

При одностороннем притоке воды к галерее

Депрессионная линия может быть построена по следующему полученному из (11.34) уравнению при Н0. L=x :

Приток к шахтному колодцу

Шахтные колодцы опускаются обычно в водоносный пласт на глубину не более 30 м. Диаметр таких колодцев D. как правило, не превышает 3 м. Фильтрационный приток воды осуществляется через дно колодца (рис. 11.7).

Для определения притока воды к шахтному колодцу применяется формула, предложенная В. Бабушкиным при безнапорной фильтрации, для случая Формула дюпюи:

где S0 — понижение уровня воды; Т — расстояние от водоупора до дна колодца.

Формула дюпюи

Рис. 11.7. Приток воды к шахтному колодцу

Приток воды к колодцу можно вычислить по формуле Форгеймера при Формула дюпюии Формула дюпюи:

На рис. 11.7 показано, что линия депрессии на стенке колодца находится выше линии горизонта воды на величину S. Эта высота называется высотой высачивания. она наблюдается также для трубчатых колодцев, галерей и дрен.

Лучевой водозабор включает в себя шахтный колодец и систему трубчатых горизонтальных дрен.

Трубчатые горизонтальные дрены (скважины) являются основными частями лучевых водозаборов. Простой лучевой водозабор представляет собой радиальную систему горизонтальных дрен количеством 2-6 диаметром d=50..100 мм длиной 5..100 м. Горизонтальные дрены отбирают воду из водоносного пласта грунта и подают ее в центральный водосборный колодец диаметром D= 2..6 м, из которого ведется откачка воды насосами.

Лучевые водозаборы с увеличением длины и диаметра дрен позволяют получить весьма большие дебиты. По сравнению с группой вертикальных скважин при одинаковом дебите при сооружении лучевого водозабора требуется значительно меньшая территория. Практически все оборудование системы контроля находится в одном сооружении, и в этом случае эксплуатационные затраты значительно снижаются. Например, в группе вертикальных скважин количество погружных насосов n= 4..12, тогда как в шахтовом колодце лучевого водозабора устанавливаются один — три насоса, что позволяет существенно уменьшить энергозатраты.

Для определения притока воды к лучевому водозабору, располагающемуся в напорном водоносном пласте, можно в ориентировочных расчетах применить формулу Д. Читрини

где Формула дюпюи — эквивалентный радиус колодца по производительности, соответствующей лучевому водозабору.

где l — длина горизонтальной дрены; n — количество лучей — дрен водозабора.

Колодец диаметром d =0,5 м, используемый для водоснабжения, доведен до водоупора. Мощность водоносного пласта мелкозернистого песка H0 =20 м. Понижение уровня воды в колодце S0= 8 м. Определить дебит (приток воды) колодца (см. рис. 11.6).

По табл. 11.1 для крупнозернистого песка принимаем коэффициент фильтрации k =1,5×10 -5 м/с. В связи с тем, что в условии примера не даны значения радиуса влияния R. для данного случая можно принять R =200 м (по табл. 11.2).

Дебит совершенного колодца определяем по формуле (11.14):

Формула дюпюи,

Формула дюпюи.

Артезианская скважина диаметром d =0,4 м доведена до водоупора нижнего пласта. Напорный водоносный пласт имеет мощность Т =12м. Радиус влияния R =340 м для пласта со среднезернистым песком. Глубина воды в скважине h0 =12 м. Напор H0 =60 м. Определить дебит скважины (см. рис. 11.5).

Дебит (приток воды) вычисляем по формуле (11.30):

Формула дюпюи.

Глубина понижения воды в скважине Формула дюпюим.

Коэффициент фильтрации среднезернистого песка принимаем Формула дюпюим/с (табл. 11.1).

Формула дюпюим 3 /с м 3 /ч Формула дюпюим 3 /ч.

Расчет по формуле Дюпюи дебита скважины

Бурение колодца – ответственный и трудоемкий процесс. Скважины используются уже довольно давно. Они позволяют обеспечить хозяйственные нужды людей, проживающих в частном секторе. Если в черте города проблем с водопотреблением практически никогда не бывает, то в данной ситуации дела обстоят иначе. Осуществляя работы по бурению, обязательно требуется оценить мощность источника воды (удельный дебит скважины). На практике широко используется формула Дюпюи, дебит скважины при этом рассчитывает опытный строитель.Интересен тот факт, что существует не одна формула для расчета данного показателя.

Формула дюпюи

Выбор места для бурения скважины.

Выбор той или иной формулы определяется особенностями сооружения. Удельный дебит может варьироваться в зависимости от условий климата и времени года. Расчет дебита скважины проводится на этапе строительства, в противном случае количество воды будет не соответствовать нуждам потребителей. Рассмотрим более подробно, как основная характеристика источника воды рассчитывается в домашних условиях.

Что представляет собой дебит?

Не все знают, что такое дебит. Это одна из самых основных и значимых характеристик любого источника водопотребления, будь то река или колодец. Дебит скважины позволяет узнать, какой объем воды дает источник за определенный промежуток времени. Чаще всего данный показатель считается за 1 час. Дебит скважины измеряется в л/мин, м³/сут. м³/час. Дебит определяется устройством самого колодца, его глубиной, а также уровнем залегания воды. Известно, что наибольший дебит имеют артезианские скважины. Они могут иметь глубину до 100 и более метров, при этом вода в них наиболее чистая и безопасная.

Формула дюпюи

Принцип расчета дебита скважины.

В обычных условиях скважины делают неглубокими. Чаще всего их глубина не превышает 20-30 метров. При этом источником живительной влаги являются грунтовые или межпластовые воды. Дебит скважины имеет огромное значение.

От него прямо пропорционально зависит мощность источника воды. Кроме того, формулы для нахождения дебита скважины позволяют оптимально подобрать необходимый насос, определить диаметр труб. Важен тот факт, что для оценки дебита потребуется приобрести мощный насос. Дополнительно с насосом нужно иметь под рукой большую мерную емкость. Она необходима для определения объема выкачанной подземной воды.

Формула для расчета дебита

Тем, кто занимается строительством, известна формула Дюпюи. Она используется тогда, когда в наличии имеется одиночная скважина для напорной воды, при этом откачка проводится с одним понижением. Формула выглядит довольно просто: Q = S / S1 * Q1. Показатель Q является искомой величиной (дебитом), S – это проектируемый уровень воды, S1 – уровень, который был достигнут в ходе откачки подземной воды, Q1 – объем воды (дебит), который был достигнут в ходе откачивания с помощью насоса.

Формула дюпюи

Расчет дебита фонтанной скважины.

Существуют и другие варианты расчета мощности колодца. При этом очень часто учитывается такая величина, как удельный дебит. Это главная величина, которая учитывает все факторы, оказывающие влияние на мощность водозабора.

Она во многом зависит от мощности подземного водоносного горизонта (пласта). В том случае если в месте водозабора грунт представлен трещиноватым известняком, то использование сплошной обсадной колонны может значительно снизить дебит. Все это говорит о том, что дебит необходимо использовать с умом и учитывать не только мощность водоносного слоя, но и характер грунта и его проницаемость.

Основные показатели при расчете

Дебит скважины практически всегда учитывает такие характеристики, как статический и динамический уровень залегания воды.

Формула дюпюи

Статический и динамический уровень воды в скважине.

В обоих случаях при расчете мощности водозабора находится горизонтальный уровень жидкости от поверхности земли до зеркала. Для того чтобы с точностью узнать глубину колодца, можно использовать подручные средства. Это может быть простая веревка с подвешенным грузом, трос. Уровень воды определить несложно. Достаточно зафиксировать длину веревки, при которой груз начнет погружаться в воду. Статический уровень отличается тем, что с его помощью оценивается расстояние непосредственно от зеркала до поверхности земли в состоянии покоя, то есть до предварительной откачки.

Что же касается динамического уровня, то он находится после работы насосного оборудования. По мере откачки подземной воды происходит значительное опускание зеркала воды. Это и есть динамический уровень. Нередко на практике встречается такая ситуация, когда после проведенной откачки уровень воды не изменяется. Это свидетельствует о том, что приток новой подземной воды равен тому объему, который откачивается. Таким образом, скважина очень быстро наполняется новой водой. В данной ситуации мощность водозабора будет равна мощности насоса. Последняя величина должна быть указана в инструкции по применению агрегата или в его паспорте.

Как правильно замерить дебит скважины?

Формула дюпюи

Способ увеличения дебита скважины при помощи желонки.

Для определения имеющегося дебита источника воды потребуется иметь в наличии следующие материалы: веревку или трос, секундомер, мерную емкость (ванны, бочки, ведра), насосное оборудование. Нужно помнить, что непосредственно после выполнения основного этапа работы (бурения) скважина должна 1-2 дня отстояться. Далее определяется статический уровень воды, а затем динамический. Когда статический уровень жидкости ненамного отличается от динамического, мощность скважины (колодца) высокая. В данном случае она больше мощности насоса.

В ситуации, когда вода убывает быстро и вскоре скважина становится пустой, измерить дебит можно при помощи емкостей с заранее известным объемом. Большое внимание уделяется правильному погружению насоса. Его требуется опускать на дно, после чего выкачать всю находящуюся в колодце воду (если это возможно). Далее необходимо дождаться заполнения колодца, после чего провести ту же процедуру снова. В этом случае расчет дебита осуществляется путем деления объема выкачанной жидкости на затраченное время.

Заключение, выводы, рекомендации

Таким образом, эксплуатируя тот или иной источник водоснабжения, необходимо правильно осуществлять расчет его мощности. Маленький дебит не всегда способен покрыть все нужды потребителей, ведь часто вода из скважины используется не только для полива, но и для питья, мытья посуды и других хозяйственных потребностей. Расходы могут быть значительными. На сегодняшний день имеется множество формул для расчета производительности колодцев. В эту группу входит формула Дюпюи, Келлера, Тима, Альтовского.

Выбор того или иного метода зависит от типа водоисточника. Например, формула Тима нашла применение для подсчета мощности колодцев для безнапорных вод, где проводится откачка с одним понижением. Необходимо знать такое понятие, как удельный дебит. Это значение, полученное путем деления мощности колодца к снижению уровня воды в нем. Если соблюдать все вышеописанные правила расчета, то можно правильно организовать водоснабжение в своем доме.

Формула дюпюи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *