Как найти динамический уровень скважины

Такой параметр как уровень воды в скважине нужно определить для расчета дебита, подбора оборудования и обустройства водоснабжения в доме. Существует два параметра, которые требуются для вычислений: динамический и статический уровень скважины, у каждого источника свои показатели. После измерения эти данные записывают в паспорте скважины. Рассмотрим подробно, что они означают и методы измерений.

Что называют динамическим и статическим уровнем воды

Пробурив скважину, бурильщики устанавливают трубы в созданной шахте. Образуется ствол водозабора, по которому вода с помощью насоса поднимается наверх. Ствол опускается ниже потока грунтовых вод, поэтому в нем всегда есть жидкость. Высота ее подъема в трубе определяется разницей давлений. Под землей оно довольно сильное, поскольку жидкость содержится во внутренних пустотах и трещинах породы. 

Под напором бура порода разрушается, давление понижается. Водный столб поднимается по стволу скважины в зону пониженного давления. Как только давление сравняется, вода прекратит подниматься, образуя статическое зеркало. 

Статический уровень воды в скважине – это расстояние в метрах от поверхности почвы до стоячей воды в стволе (статического зеркала). 

В Подмосковье подобное расстояние есть всегда. Практически не встречается ситуация, когда статическое зеркало оказывается близ дна шахты. Наоборот, в некоторых местах статический уровень скважины доходит практически до поверхности земли. Такое состояние называется самоизлив. 

Когда в скважинную трубу погружается насос, и вода начинает выкачиваться, ее уровень падает. Насос постепенно опускают в ствол скважины все ниже, вместе с уходящим вниз водным столбом. Когда вода прекратит убывать, измеряют динамический уровень. Данные измерения производят опытным путем. 

Динамический уровень воды в скважине – это расстояние в метрах от земли до воды при откачивании ее насосом, когда приток равен оттоку. 

Найдя динамический уровень, выясняют, на какой глубине зафиксировать насос, чтобы он не работал на холостом ходу при дальнейшем применении скважины. 

Чтобы узнать дебит скважины, вычитают значение статического уровня из динамического и производят вычисления по формуле. Маленькая разница свидетельствует о высокой производительности водозабора. Глубинные скважины с артезианской водой отличаются полноводностью. Высокопроизводительные источники имеют разницу уровней воды меньше 1 метра. 

Что прописывается в техническом паспорте скважины

Осуществив бурение и обсадку скважины, компания выдает владельцу техпаспорт. В нем прописываются все значимые параметры источника. Они требуются для подачи заявки на разрешение пользования недрами в случае необходимости, проектирования подвода и циркуляции воды в здании. Пригодится паспорт во время ремонта, замены насоса, ликвидации водозабора. 

В техпаспорте на скважину указывают: 

1. Показатель глубины пробуренной шахты. 

2. Динамический и статический уровень воды в скважине. 

3. Возможности, то есть дебит источника. 

4. Диаметр и материал обсадки. 

5. Геологический разрез грунтовых слоев. 

6. Химический состав воды (отклонения). 

7. Параметры насосной системы. 

8. Инструкции и рекомендации по эксплуатации. 

В законодательных актах нет регламента на фиксированный образец технического паспорта скважин. Каждая компания устанавливает свой формат, однако такие показатели как статический и динамический уровень скважины записывают в паспорт обязательно.

Как измерить динамический и статический уровень скважины 

Замеры осуществляют компании, которые бурят скважины, но владелец водозабора может это проделать самостоятельно. Разница будет в точности измерений, ведь профессионалы пользуются гидростатическими датчиками, скважинным уровнемером, а самому владельцу придется задействовать грузило, рулетку, шнур. 

Чтобы самостоятельно измерить статический уровень воды в скважине, произведите следующие действия: 

1. Возьмите длинный шнур, кабель, или мягкую проволоку. 

2. На конец шнура привяжите грузило. 

3. Опустите его в ствол источника до дна. 

4. Отметьте на шнуре уровень поверхности земли. 

5. Вытяните шнур на поверхность. 

6. Замерьте длину не намокшей части шнура от заметки по уровню почвы до места намокания. 

Это расстояние и считается статическим уровнем скважины. В новом водозаборе его измеряют через 1-2 часа после бурения, в старом – через час после отключения насоса. 

Динамический уровень измеряют через час после запуска насоса. Самостоятельно его можно измерить тем же способом. Его желательно померить несколько раз, чтобы получить наиболее точный результат, взяв средние показатели от всех замеров. 

Если вы решили самостоятельно померить уровень воды, остановите насос, подождите около часа и воспользуйтесь инструкцией, которую мы привели ранее. Затем вновь запустите насос. Пусть он выкачивает воду в течение часа. Не пропустите момент, когда насос начнет работать вхолостую, иначе может сгореть мотор. Появится характерный гул. Выключите насос. Затем таким же способом измерьте уровень воды после выкачивания.

Как рассчитать дебит скважины по динамическому и статическому уровню

Совершив замеры статического и динамического уровня, легко рассчитать производительность скважины – дебит. Этот параметр измеряют в: 

· литрах в секунду (л/с); 

· кубометрах в секунду (м³/с); 

· кубометрах в час (м³/ч); 

· кубометрах в сутки (м³/сут). 

На землях Московской области средний показатель производительности бытовых артезианских скважин 2,8-4,7 м³/ч, неглубоких песчаных источников – 0,5-1 м³/ч, глубоких 1,5-2,5 м³/ч. 

Производительность насоса указана в его характеристиках. Как найти значения статического и динамического уровня воды, мы рассмотрели. Зачем все это измерять и рассчитывать? Чтобы выбрать подходящий насос и наблюдать за показателями производительности. Когда они начнут меняться, надо принять меры. Так вы сможете продлить жизнь скважины и агрегатов. 

Как выбрать и установить насос, исходя из уровня воды 

Насосные агрегаты подразделяются на погружные и поверхностные. Выбор сделать несложно – поверхностные ставятся на скважины до 10 метров глубиной, погружные можно опускать на глубину более 150 метров. 

В отличие от колодцев, скважина имеет узкий ствол, поэтому при неправильном погружении насоса есть риск, что он застрянет в трубе. Лучше переложить эту миссию на профессиональную компанию. Погружной насос опускают в водопроводный ствол ниже динамического уровня. 

Чтобы выбрать модель насоса, рассчитывают необходимый расход воды и дебит. Данные характеристики указываются в типоразмерах каждого насоса. Если сомневаетесь в выборе, свяжитесь с нашими специалистами. Они помогут подобрать подходящую модель.

Изменение дебита и динамического уровня

В процессе использования индивидуального водного источника возникают изменения в его показателях. Чтобы вовремя принять меры, рекомендуем замерять уровень воды и рассчитывать дебит раз в 3-4 года. 

Таблица неисправностей, которые можно выявить с помощью измерений уровня воды и дебита 

Сезонные перепады влияют на дебит песчаных водозаборов, артезианские не пополняются верхними грунтовыми водами, поэтому их дебит не зависит от половодья, разливов, засушливой погоды, обильных осадков. 

Артезианские источники бурятся в известняк, поэтому они не засыпаются песком и не заиливаются. Водоносный горизонт в известняке достаточно полноводный, поэтому соседская скважина не может выкачать воду и снизить производительность вашей. Основной причиной понижения дебита скважин в известняке является износ оборудования. 

Рекомендации для поддержания производительности скважины 

Значения динамический и статический уровень воды в скважине – основа для определения показателя дебит скважины. Параметры дебита потребуются при покупке оборудования для обустройства.

Статический уровень — Hst

Подземные водные источники расположены между разными по составу пластами грунтов. Пласты давят на воду. Если жидкость находит выход, то сила межпластового давления заставляет фонтанировать.

В практике буровиков встречаются самоизливающиеся гидросооружения, из которых вода льётся без остановки. Это избыточное внутреннее давление выдавливает жидкость на поверхность.

Атмосферно давление даёт обратный эффект, — заставляет жидкость уходить вниз. Противодействие двух видов давления атмосферного и межпластового заставляют воду остановиться на конечной точке внутри ствола скважины. Эта точка — статический или постоянный уровень воды.

На отметку постоянного значения влияет глубина гидросооружения. В источник, пробуренный на верхний водонос глубиной до 10 метров будут попадать сточные воды после дождя и таяния снега. И поверхность будет повышаться. На глубокиеподземные источники пятьдесят — двести метров осадки не влияют. На глубине водоносный горизонт стабилен.

Количество точек водозабора на соседних участках тоже влияет на показатель. Появление новых источников ближе одного километра снизит объём жидкости гидросооружения.

Диаметр обсадной трубы на статический уровень воды в скважине не влияет.

Для достоверного определения постоянного показателя в индивидуальном источнике замеры делайте в засушливый период. Замеряйте значение после периода откачки в пять — шесть дней, когда нужно было часто поливать огород или расходовать жидкость на строительство.

Исходя из минимальных показателей, ошибок при расчёте водоотдачи не будет.

Динамический уровень — Hd

При заборе влаги поверхность жидкости понижается. Чем меньше диаметр обсадных труб и мощнее насос тем быстрее будет опускаться поверхность – зеркало воды. Одновременно с откачиванием жидкости запускается природный процесс межпластового давления. Внутреннее давление стремиться восстановить поверхность до отметки статического положения.

В определённый момент работы насоса объём откачиваемой влаги становиться равным объёму входящей. Поверхность жидкости устанавливается на одной точке — динамическом уровне.

Как измерить

Для определения динамического уровня включите насос на 30 минут минимум. Если на оборудовании установлена регулировка мощности, — установите на среднее значение.

Замерить глубину нахождения воды можно верёвкой. Купите бухту шпагата. На свободный конец привяжите груз (например, металлическую гайку). Опустите в обсадную трубу. Мокрая часть шпагата покажет расстояние до поверхности.

Динамический уровень со временем меняется. Причина в природных изменениях и соседях, которые пробурят скважины в тот же водонос.

Чтобы не делать замеры каждый год закрепите на кабеле чуть ниже динамического показателя датчик. Прибор будет отключать погружное оборудование при попадании воздуха. Если отключения будут учащаться, — перемерьте показания, и опустите насос глубже.

Для чего нужны замеры

Погружные модели охлаждаются водой, в толще которой работают. Если оборудование начнёт работать всухую, то быстро перегреется и сгорит. По этой причине погружной насос устанавливают ниже статического значения.

Разница между статическим и динамическим показателем в один метр — минимально допустимая. Если замеры дали такой или меньший результат – покупайте оборудование слабее.

Дебит скважины — D

Показатель водоотдачи — дебит скважины отражает объём поступающей воды в кубометрах за час при сохранении динамического уровня в неизменном положении. Иначе говоря, дебит – это максимальный объем жидкости, который откачивают за час без риска осушить насос.

Определение дебита гидросооружения по статическому и динамическому значениям.

Способ 1: простой расчёт водоотдачи

Пример расчёта:

1. Глубина гидросооружения до дна 80 метров.
2. Статическое значение Hst — 40 метров.
3. Высота водного столба Hw – разница между глубиной гидросооружения и статическим показателем – 40 метров (80 – 40 = 40 м.).
4. Интенсивность откачки воды или производительность насоса V составит 3 кубометра в час.
5. Динамический показатель Hd зафиксирован на отметке 52 метра.
6. Дебит скважины D составит: V х Hw / (Hd – Hst) = D   (3 х 40 / (52 – 40) = 10 кубических метров воды в час.

Первый метод с недостатком: если для откачки применить погружное оборудование другой мощности — значение Hd измениться. На реальный дебит скважины мощность насоса не влияет. Чтобы устранить погрешность применяют второй способ измерения.

Способ 2: точный расчёт дебита

Для точного расчёта производительности гидросооружения промеряйте цифру Hd жидкости два раза. Замеры делайте насосами, отличающимися по мощности и марке изготовителя. Способ снизит конструктивную погрешность оборудования и даёт правдивый результат.

Первый промер жидкости делают как описано в первом способе. Для повторного измерения выжидайте время до того момента, когда вода не восстановит положение как было до откачки на цифре Hst.

Опустите второй насос другой марки и производительности в скважину и начитайте качать воду. Процесс откачки занимает 60 минут. После часа работы померьте динамический показатель ещё раз.

Считаем предварительное значение — цифру удельного дебита (Du) по формуле Du = V2 – V1/ H2 – H1, где:

1. V1 и V2 — производительность первого и второго насосов.
2. H1 и H2 — значение снижения уровня по отношению к цифре Hst.

Удельный дебит даёт представление о водоотдаче одного метра динамического уровня гидросооружения.

Точный дебит определяют по формуле: D = (Hf – Hst)*Du, где Hf — глубина установки погружного оборудования.
Таким образом, точный дебит опирается на высоту водного столба от насоса, а не глубины скважины.

Буровики по окончании работ выдают заказчику паспорт на скважину, где прописывают результат расчётов уровней и дебита. Кроме этих значений паспорт содержит информацию о размере и материале обсадных труб и рекомендации о характеристиках оборудования подходящего для безопасной эксплуатации.

Если паспорта нет, замерьте самостоятельно и покупайте оборудование производительностью в четыре — пять раз ниже дебита.

Для подбора техники нужно знать уровень воды в скважине. Необходимо измерить два значения: статическое и динамическое. Данные необходимы для подбора скважинного оборудования. Они указываются в техпаспорте. Рассмотрим, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, и как измеряются эти показатели на практике.

Статический и динамический показатель

При достижении водоносного слоя, вода поднимется по обсадной колонне. Движение происходит из-за разницы давления в почве и на поверхности. На определенной высоте вода останавливается. Формируется статический уровень воды в скважине. Замеряется через 1,0-1,5 часа после бурения или выключения насоса.

Высота водяного столба снижается после установки и включения насоса. Техника откачивает воду на поверхность. Образуется динамический уровень артезианской скважины. По законам физики, он всегда ниже статического. Замерять его можно через 30-60 минут после включения насоса.

Разница двух результатов не должна превышать 1 м. Эта разница называется дебитом источника. При артезианском бурении она составляет 2000-5000 литров в час. Если разница составляет 1,2-2,0 и более, техника подобрана неправильно. Нужно найти и устранить ошибку, чтобы оборудование не вышло из строя.

Основные принципы измерения

Оба показателя определяются по аналогичному принципу. Разница состоит в условиях измерения. Как определить статический уровень в скважине – при выключенном на полтора часа насосе. Как определить динамический уровень скважины – когда техника работает полчаса или час.

На значения двух показателей влияют:

• Глубина бурения на известняк.
• Насыщенность водяного пласта.
• Попадание грунтовых или талых вод.
• Характеристики установленного насоса.
• Срок эксплуатации источника.

Рекомендуется повторять замеры не реже раза год. Это делается при сервисном обслуживании. Контроль позволит избежать сухого хода насоса (что может привести к его поломке). Результаты могут меняться со временем. Это происходит, когда водяной слой исчерпывается или меняется гидрогеология района. Рассмотрим подробнее все способы узнать уровень воды в скважине.

Технологии для измерения

Не советуем выполнять измерения самостоятельно. Если в замерах будут допущены ошибки, то подобранная техника быстро выйдет из строя. Понадобится покупать новое оборудование. Чтобы избежать неоправданных затрат, поручите эту задачу специалистам.

Основные способы измерения:

• Погружение груза на леске.
• Применение гидростатического датчика.
• Использование скважинного уровнемера.

В быту часто используется механический способ замеров. Он не требует специальных приборов. Необходим тяжелый грузик и длинная веревка. Грузик опускается на дно, а затем извлекается на поверхность. Замеряется длина мокрого участка веревки.

Существует еще один способ. Он дает менее точный результат. Необходимо заполнить водой тару с известным объемом. По времени наполнения вычисляется дебит за час. Результат зависит и от мощности насоса. Однако метод позволяет определить, достаточно ли дебита для потребностей дома.

Заключение

После бурения мы измеряем статический и динамический показатели. При выполнении замеров может присутствовать заказчик (по желанию). Если на участке есть артезианская скважина с неизвестным уровнем воды, мы готовы приехать по заявке и выполнить измерения.

Чтобы узнать больше про измерения, позвоните нам. Консультант подробно ответит на любые вопросы. Поможет оформить заявку на выезд инженеров при необходимости.

Статический и динамический уровень в скважине

Проектирование домашнего водоснабжения – комплексный процесс, в котором нет неважных моментов. Одним из таких нюансов является уровень воды в водяном источнике, который непосредственно влияет на подбор подходящего оборудования.

Рассмотрим, что такое водяные уровни для скважины, а также как выполнить их замер.

План статьи:

• Важные для скважины параметры;
• О динамическом и статическом водяном уровне;
• Особенности статического уровня скважины;
• Что такое динамический уровень скважины;
• Определение уровней воды.

Важные для скважины параметры

Когда завершаются работы по бурению для организации автономного водоснабжения, оказывающая услугу компания должна предоставить владельцу участка паспорт, где указываются основные параметры источника.

Документ включает сведения о гидрогеологических, технических характеристиках выработки.

Информация, необходимая для последующей эксплуатации:

• отметка водоноса;
• общая длина колонны;
• размеры диаметра скважины, обсадки под погружное насосное оборудование;
• геолого-литологическая колонка пород участка;
• водяной урез статический и динамический;
• дебит гидросооружения.

В качестве дополнительных сведений предоставляются результаты лабораторного анализа, заключение о пригодности употребления воды из скважины как питьевого источника. Этих данных, указываемых в паспорте, достаточно, чтобы на их основе выбрать помпу для установки в ствол.

О динамическом и статическом водяном уровне

После бурения специалисты выполняют установку труб внутрь шахты скважины. Это образует колонну водозабора, которая служит магистралью для подъема воды при помощи насосного оборудования. Он опускается ниже потока проходящих грунтовых вод, поэтому всегда наполнен.

За определение значения высоты ее подъема внутри трубы отвечает разница давлений. На глубине под землей его показатель весьма велик, потому что вода находится в трещинах, внутренних природных пустотах породы.

Под воздействием бура в ходе создания гидросооружения происходит разрушение породы, что снижает давление. Столб воды постепенно понимается по скважинному стволу к зоне пониженного давления. Как только происходит выравнивание давления, жидкость прекращает подъем, чем образуется статическое зеркало.

Это считается точкой отсчета водяных уровней.

Особенности статического уровня скважины

Водонос находится под непрестанным давлением находящихся выше горных пород. Когда скважина достигает подземного водоема, вода из него направляется к поверхности, по дороге сталкиваясь с противодействием атмосферы.

В случаях, когда уровень внутрипластового давления оказывается выше, жидкость изливается из устья искусственно созданной выработки. Когда он ниже – внутри скважинного ствола на определенной отметке происходит установление равновесия. Это положение именуется статическим уровнем.

Глубина расположения зеркала в скважине зависит от:

1. Удаленности водоноса от поверхности: высокие горизонты располагаются в районе 10 метров, с которых не происходит фонтанирования жидкости.
2. Присутствия в районе подземного водохранилища иных точек водозабора (скважины и иные источники) – при малой мощности пласта он может быстро иссякнуть, из-за чего происходит падение давления, снижение уровня.
3. Засушливого периода – в это время подземные водоемы прекращают получать подпитку в визе отфильтрованных атмосферных осадков, что способствует снижению водяного столба.

Имеющийся статический уровень воды в скважине следует замерять в период, когда отсутствуют затяжные атмосферные дожди, осуществляется водозабор из самых близких источников. Помогает процедуре обычный шнур с грузиком, который опускается до дня выработки, а потом замеряется намокший участок.

Установленный параметр стабильной отметки водяного зеркала является отражением скважинного дебита: чем ближе отметка к поверхности, тем большим ресурсом выработки обладает конкретный источник водоснабжения.

Что такое динамический уровень скважины?

Им выступает расстояние от земной поверхности до водяного зеркала в процессе откачки воды насосом, когда скорости оттока и притока равны.

Находить значение динамического уровня требуется для выяснения, какая глубина подходит для фиксации насосного оборудования, чтобы оно не функционировало вхолостую в ходе дальнейшей эксплуатации источника автономного водоснабжения.

Важно! Идеальной планкой установки насоса считается 2-5 метров ниже установленного динамического уровня.

Для расчета дебита водяного источника потребуется определить статический и динамический уровень скважины, чтобы иметь возможность вычесть значение первого из второго и подставить их в формулу.

Если получаемая в результате разница мала, то это служит свидетельством высокой производительности созданной точки водозабора. Максимальная полноводность характерна для глубинных скважин, из которых насосное оборудование доставляет на поверхность артезианскую воду.

Чтобы считать водяной источник высокопроизводительным, показатель разницы замеряемых уровней должен быть менее одного метра.

Определение уровней воды

Первые процедуры замера выполняются после обустройства нового гидросооружения, монтажа напорного оборудования. Однако далее следует выполнять несколько дополнительных замеров, чтобы иметь возможность осуществлять контроль над скважинным дебитом.

Специалисты рекомендуют выполнять проверку уровневых значений в период повышенного водозабора, отсутствии атмосферных осадков минимум в течение нескольких дней. В данный период времени внутри ствола уровень жидкости находится на минимальной отметке.

Чаще всего это жаркие летние месяцы, так называемый дачный сезон, когда существенные объемы воды отправляются на полив зеленых посадок.

Тросовый уровнемер – наиболее простая модель устройства для изменений. Его конструкция состоит из катушки, на которую наматывается измерительный тросик, обладающий разной длиной. Принцип работы устройства таков:

1. Опустить трос, на конце которого подвешен тяжелый грузик, внутрь шахты.
2. Преодолеть уровень водного зеркала (можно определить по характерному бульку от соприкосновения с поверхностью жидкости).
3. Вытащить и замерить метки, появившиеся на тросике.

Как видно, процедура максимально проста. Однако подходить к такому замеру следует максимально аккуратно, тщательно и внимательно. Ведь такие параметры, как динамический, статический уровень воды в скважине обладают исключительно важным значением.