Повышение энергоэффективности эксплуатации групповых водозаборов подземных вод за счет оптимизации режимов их работы и создания высокодебитных ремонтопригодных скважин

Abstract

Объектом исследования являются групповые скважинные водозаборы подземных вод и энергоэффективные ремонтопригодные скважины. Цель работы: целью настоящей работы является разработка методик комплексных расчетов и оптимизации работы сложных групповых водозаборов подземных вод с площадной схемой расположения скважин и кольцевой схемой соединения сборных водоводов разработка конструкций, методик расчета технологий сооружения и ремонта одноколонных двухфильтровых скважин с последовательным соединением фильтров и двухколонных двухфильтровых скважин с параллельным соединением фильтров. Представлен информационный обзор и анализ методов расчета сложных групповых водозаборов с площадной схемой расположения скважин и методов расчета конструкций высокодебитных водозаборных скважин. Предложена методика расчета и оптимизации работы групповых водозаборов с площадной схемой расположения скважин и кольцевой схемой соединения сборных водоводов на основе математического моделирования. Предложен алгоритм расчета таких водозаборов. Проанализированы схемы двухкольцевых и трехкольцевых групповых водозаборов, полученных из однокольцевого водозабора путем прокладки одной и двух дополнительных линий сборных водоводов внутри что позволяет снижение первоначального кольца, соответственно и приведены алгоритмы расчета таких водозаборов. Рассмотрен пример расчета. Описана методика прогнозного расчета снижения суммарной производительности групповых водозаборов подземных вод с учетом кольматажа фильтров скважин, сработки запасов подземных вод, взаимовлияния скважин, зарастания трубопроводов, износа насосов на основе результатов обследования и алгоритм решения на ЭВМ систем уравнений для кольцевых водозаборов, рассчитать производительности водозабора во времени и назначать периодичность восстановительных мероприятий. Приведены рекомендации по обследованию, расчету и восстановлению производительности групповых водозаборов подземных вод. Приведены конструкции ремонтопригодных одноколонных двухфильтровых последовательным соединением фильтров, результаты аналитических исследований притока воды к скважине, полученные на основе решения интегро- дифференциального уравнения для описания динамики жидкости в приемной части скважины с учетом гидрогеологических условий и геометрических параметров скважины. Приведены результаты гидравлических испытаний скважины на опытном полигоне. Описана методика расчета конструктивных параметров ремонтопригодных двухфильтровых водозаборных скважин с последовательным соединением фильтров. Приведено описание технологий: сооружения роторно-вращательным способом с установкой фильтров «впотай» на гравийном сальнике; текущего ремонта реагентным методом; капитального ремонта путем извлечения и замены фильтров. Приведены конструкции двухколонных двухфильтровых водозаборных скважин с параллельным соединением фильтров и результаты их натурных гидравлических испытаний на опытном полигоне. Описана методика расчета конструктивных параметров скважин, полученная на основании аналитических исследований притока воды к фильтрам. Приведено описание технологий сооружения скважин роторно-вращательным способом, текущего ремонта методом циркуляционно-реагентной регенерации и капитального ремонта способом установки ремонтного фильтра внутрь неисправного.