Text
                    :•:•:•:■:•
Библиотека работника
жилищно-коммунального
хозяйства
Серия основана в 1976 году
С.ЯСуреньянц
А.П. Иванов
Эксплуатация
оозаборов
водоз
подземных
вод
Москва
Стройиздат
1989


В Б К 38.774 С90 УДК 628.112.004.2 Печатается по решению секции литературы по жилищно- коммунальному хозяйству редакционного совета Стройиздата. Рецензент — Г. А. Орлов, ученый секретарь НИИ коммуналь- ного водоснабжения и очистки воды, кандидат технических наук. Редактор — Н. Ф. Бобров. Суреньянц С. Я-. Иванов А. П. С90 Эксплуатация водозаборов подземных вод.— М.: Стройиздат, 1989.—80 с: ил.— (Б-ка работ- ника жил.-коммун, хоз-ва). ISBN 5-274-00243-9. Приведены основные сапнтарно-технические требования к водяным скважинам. Рассмотрены методы, обеспечивающие надежную эксплуата- цню скважин. Дан перечень основных неполадок в работе скважин и насосных агрегатов, указаны пути их предупреждения и устранения. Большое внимание уделено методам увеличения подъема воды без повы- шения мощности насосов, снижения расхода электроэнергии при работе водозаборов. Для рабочих и мастеров, занимающихся эксплуатацией и наладкой водозаборов подземных вод. С 3401030000-646 5?_89 ББК 38.774 047@1)—89 Производственное издание Суреньянц Сурен Яковлевич, Иванов Анатолий Павлович ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДОЗАБОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Мл редактор И. Г Ларионова Технический редактор О. С Александрова Корректор Б. А. Степанова И Б № 4949 Сдано в набор 02.02 89 Подписано в печать 31.07 89 Т11778. Формат 84ХЮ87з2- Бум офсетная № 2. Гарнитура «Литературная». Печать офсет мая Усл. печ. л. 4,20. Уел кр -отт. 4,51. Уч.-изд. л 4,81. "Тираж 16700 экз Изд № АVI1-2692. 3«1ка j »N« 64ф Цена 25 коп. Стройтднт, 101442, Москва. Каляевская, 23а ПО «Полиграфист», 509281, г. Калуга, пл Ленина, 5. ISBN 5-274-00243-9 © Стройиздат, 1989
Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ 3 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОГЕОЛОГИИ 4 2. КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН 6 3. ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ 10 4. КАЧЕСТВО ВОДЫ, ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ 16 5. ПОДБОР НАИБОЛЕЕ ЭКОНОМИЧНОГО ВОДОПОДЪЕМНИКА .... 21 6. ПОДБОР НАСОСНОГО АГРЕГАТА 30 7. ОБВЯЗКА НАСОСА 35 8. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СКВАЖИН 40 9. НЕИСПРАВНОСТИ В РАБОТЕ СКВАЖИН И ИХ УСТРАНЕНИЕ . ... 44 10. ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ 55 11. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСОВ С ПОГРУЖНЫМИ ЭЛЕК- ТРОДВИГАТЕЛЯМИ 62 12. ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙ 68 13. НАЛАДКА ЛУЧЕВЫХ ВОДОЗАБОРОВ 70 14. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ОБСЛУЖИВАНИИ ВОДЯНЫХ СКВАЖИН И ВОДОПОДЪЕМНИКОВ 72 Приложение 1. Провод для скважиииых электродвигателей ПВВН ТУК ОММ 505—169—55 77 Приложение 2. Характеристика наиболее часто встречающихся скважинных насосов 78 Приложение 3. Основные данные обмоток электродвигателей 79 Приложение 4. Провод медный обмоточный с полихлорвиниловой изоляцией для погружных электродвигателей 80 Приложение 5. Провод для питания погружных водозаполнен- ных электродвигателей СТУ-103-237-63 80
Предисловие В качестве одного из основных направлений экономи- ческого и социального развития СССР выдвинуто требова- ние удовлетворять растущие потребности страны в необхо- димых ресурсах, в том числе водных, главным образом за счет всемерной их экономии. В развитие этой страте- гической линии ЦК КПСС и Советом Министров СССР принят ряд важных постановлений, которыми предусмотрено уже в текущей пятилетке добиться сокращения расхода воды на производственио-бытовые и иные нужды. Для многих населенных пунктов СССР подземная вода является единственным источником водоснабжения. Также в большом количестве подземная вода использу- ется для заводнения нефтяных пластов, орошения засуш- ливых земель и других нужд. Одной из актуальнейших проблем современности явля- ется охрана подземных источников от загрязнения и исто- щения. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется правильному и рациональному использованию подземной воды. Предусмотрена система мер, позволяющих обеспечить высокое качество воды (особенно питьевой) и сохранение ее запасов: устройство санитарных зон, сооружение инфильтрационных водозаборов с искусственной подпиткой грунтовых и подземных вод и т. д. Повысились санитарно-технические требования к организациям, бурящим н эксплуатирующим скважины. Большая роль отводится техническому надзору за сооружением водяных скважин и контролю за соблюдением правил их эксплуатации. Авторы будут признательны читателям за советы и заме- чания по содержанию книги, которые они просят направлять в Стройиздат по адресу: 101442, Москва, Каляевская ул., 23а.
1. Общие сведения о гидрогеологии Гидрогеология — это на- ука о подземных водах на земной поверхности и в ее недрах, происхождении их движения и физико-хими- ческих свойствах. Она не- разрывно связана с геоло- гией и осуществляет практи- ческие задачи по исполь- зованию и регулированию подземных вод, поиску, раз- ведке и оценке ресурсов для нужд водоснабжения, орошения и добычи из воды различных солей, отдельных химических элементов. Гидрогеология включает в себя следующие основные разделы: режим и баланс под- земных вод, их форми- рование и движение; закономерность рас- пределения подземных вод; минеральные воды; поиск и разведка под- земных вод. Грунтовые и подземные воды имеют различные ус- ловия образования, питания, баланса. Часто при бурении скважии вскрывают не- сколько водоносных горизон- тов, изолированных друг от друга водонепроницаемыми породами (например, гли- ной) и имеющих различную минерализацию и пьезомет- рический напор. Почти во всех геологи- ческих напластованиях по- род имеются пустоты, явля- ющиеся вместилищами под- земных вод, которые частич- но выходят на поверхность в виде источников или вскры- ваются колодцами и сква- жинами. Геологические по- роды различаются между со- бой по крупности частиц, форме расположения в них пустот и плотности, что отра- жается на их водообиль- ности. Пористостью пород на- зывается наличие в них пустот. В осадочных, зер- нистых или обломочных по- родах пористость достаточно велика и зависит от формы и расположения частиц, од- нородности, уплотнения, ми- нерализации воды, соли ко- торой могут сцементировать породы. При неоднородной крупности частиц и значи- тельной минерализации воды пористость уменьшается. Пустоты в твердых устой- чивых породах представляют собой трещины, провалы, пещеры, каверны и служат бассейнами для подземной воды. Грунтовые воды залегают на незначительной глубине и гидравлически связаны с атмосферными или поверх- ностными водами. Их мине- рализация и пьезометри- ческий напор постоянны, они изменяются в зависимости от времени года и местонахож- дения открытых водоемов и слабо защищены от загряз- ненных поверхностных сто- ков. Подземные воды, заклю- ченные между водонепрони-
/. Общие сведения о гидрогеологии цаемыми породами, нахо- дятся в более глубоких во- доносных слоях под некото- рым напором. Они хорошо защищены от поверхностных стоков водонепроницаемыми или фильтрующими геологи- ческими породами. Их мине- рализация и пьезометри- ческий напор не зависят от времени года. Питание водо- носных подземных пород происходит за счет атмос- ферных или поверхностных вод в областях выхода этих пород на земную поверх- ность. Области их питания могут находиться на значи- тельном расстоянии от мест отбора воды. Минерализа- ция воды целиком зависит от состава геологических по- род. В некоторых водоносных горизонтах по мере углуб- ления химический состав воды может меняться за счет увеличения некоторых ингре- диентов: хлоридов, сульфа- тов и др. Один и тот же водоносный горизонт может иметь несколько водоносных слоев, содержащих воду раз- личной минерализации. При гидрогеологических изысканиях и разведочном бурении можно выбрать наи- более водообильный гори- зонт, содержащий питьевую воду, определить его баланс, запас подземной воды, нап- равление ее движения. Мес- тонахождение области пита- ния дает возможность путем расчетов определить макси- мальный отбор воды из выб- ранного водоносного слоя, наиболее рационально по отношению друг к другу расположить группу сква- жин, узнать форму, радиус и глубину депрессионной во- ронки, ее дебит и качество воды скважин. Организации, произво- дящие буровые работы, не- сут ответственность за ка- чество и долговечность эксплуатации скважины. В настоящее время пар- тия и правительство уде- ляют большое внимание при- родоохранным мероприятиям в нашей стране. В част- ности, в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 7 января 1988 г. № 32 «О коренной пере- стройке дела охраны при- роды в стране> уделено место контролю за охра- ной подземных вод от ис- тощения и загрязнения. Выбор источника центра- лизованного хозяйственно- питьевого водоснабжения должен производиться с уче- том его санитарной надеж- ности и возможности полу- чения питьевой воды, соот- ветствующей ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая. Гигиеничес- кие требования и контроль за качеством:». При разра- ботке проекта водоснабже- ния следует руководствовать- ся следующими документами: СНиП 2.04.02—84 «Водо- снабжение. Наружные сети и сооружения> и ГОСТ 2761—84 «Источники цен- трализованного хозяйствен- но-питьевого водоснабже- ния. Гигиенические требо- вания и правила выбора».
2. Конструкции и методы бурения скважин Конструкцию водяной скважины выбирают с уче- том следующих факторов: гидрогеологических ус- ловий района заложе- ния; глубины залегания, мощности и водообиль- ности выбранного во- доносного слоя; структуры водоносных геологических пород; запроектированного ко- личества подаваемой воды, типа водоподъем- ника; конструкции и типа фильтра, если он необ- ходим; способа сооружения; качества воды эксплу- атируемых и перекры- ваемых обсадными тру- бами водоносных слвев. Водяные скважины со- оружают, двух основных ти- пов: без фильтров и с фильтрами. Скважины обоих типов состоят из следующих основных элементов (рис. 1): устья /, забоя 11, кондук- тора 2, обсадных труб с фре- зой (башмаком) на концах рабочих 3, промежуточных, эксплуатационных и филь- тровальных труб 6. Филь- тровальная труба имеет над- фильтровальную часть 7, ра- бочую часть (фильтр) 8, отстойник 10 и глухие участки 9. В зависимости от гидро- геологических данных рай- она заложения скважины, химического состава воды и способа сооружения сква- жины при проектировании предусматривают выполне- ние межтрубной 12, затруб- ной 4 или подбашмачной цементации 5, устройство сальников, глинистых или це- ментных тампонов и дру- гие работы, способствующие разобщению перекрываемых обсадными трубами водонос- ных слоев, исключающие воз- можность пескования, пре- дохраняющие обсадные тру- бы от химической, электро- химической коррозии, обеспе- чивающие стабильность де- бита и качество воды. Гидрогеологические усло- вия района заложения сква- жины отражаются на спо- собах ее крепления обсад- ными трубами, устройстве цементных или глинистых тампонов. Согласно техническим и санитарным условиям, фре- за (башмак) обсадных труб должна вдавливаться в водо- непроницаемые или устойчи- вые породы. При их отсут- ствии или незначительной мощности устраивают гли- нистый или цементный там- пон. Тампон также преду- сматривают в том случае, если на устойчивые тре- щиноватые водоносные по- роды налегают неустойчивые
2. Конструкции и методы бурения скважин геологические породы (на- пример, пески) или породы, вода в которых содержит нежелательные ингредиенты. Высота тампонажа (подбаш- мачиой цементации) обычно находится в пределах 5— 10 м. Глубина скважины опре- деляется глубиной залега- ния водоносного слоя, его мощностью и водообиль- ностью. Она колеблется в широких пределах — от нес- кольких метров до несколь- ких сот метров. В зависимости от мощ- ности водоносного слоя и де- бита скважины, а также хи- мического состава воды вскрывают весь водоносный горизонт или часть его. При вскрытии всего водо- носного слоя получают со- вершенные скважины, части его — несовершенные. Практика эксплуатации скважин показвла, что при увеличении их рабочей пло- щади возрастает и удельный дебит, а входные скорости воды через фильтры умень- шаются. Малые входные ско- рости воды меньше наруша- ют химическое равновесие ее состава и увеличивают срок службы скважин. Увеличить рабочую по- верхность скважины можно двумя способами: углубле- нием ее с целью вскрытия всей мощности водоносного слоя или увеличением диа- метра рабочей части. Уве- личить рабочую поверхность за счет углубления скважины не всегда возможно, так как зачастую мощность водонос- ного слоя ограничена. Ка- чество воды одного и того же горизонта также не всегда однородно, по мере уг- лубления скважины мине- рализация ее может воз- растать. Поэтому увеличение рабочей поверхности за счет увеличения диаметра сква- жины наиболее приемлемо. Но при выборе этого спо- соба нужно в каждом кон- кретном случае учитывать и его экономичность. Водообильность горизон- та, его водоотдача (удель- ный дебит) зависит от струк- туры геологических пород, степени трещииоватости устойчивых или крупности Рис. 1. Конструкции скважин а — при ударном бурении; 6 — при вра- щательном (роторном) бурении; 1 — устье. 2 — кондуктор; 3 — обсадные тру- бы; 4 — затрубная цементация; 5 — под- башмачная цементация; 6 — фильтро- вальная труба; 7 — надфнльтровальная труба; 8 — рабочий участок фильтра; 9 — глухой участок фильтра; 10 — от- стойник; // — забой скважины; 12 — междутрубная цементация
2. Конструкции и методы бурения скважин неустойчивых пород, а также близости области питания водоносного слоя. В зави- симости от водообильности горизонта проектируют мак- симальную подачу воды с учетом его баланса. Конструкция скважины определяется в зависи- мости от способа ее соору- жения, типа и габарита водоподъемника, а также от агрессивности состава воды перекрываемых обсад- иыми трубами и эксплуата- ционных водоносных слоев. Существуют два основных способа сооружения сква- жии: ударный (см. рис. \,а) и вращательный (см. рис. 1,6). При ударном способе бу- рения по мере раздробления и извлечения геологических пород одновремеиио произ- водят вдавливание обсадных труб. При вращательном спо- собе бурения по мере углуб- ления бурового снаряда че- рез полую штангу, на конце которой находится буровой снаряд, нагнетают чистую воду или глинистый раствор. При бурении в устойчивых геологических породах при- меняют чистую воду, в рых- лых — глинистый раствор плотностью 1,84 кг/см3. Бу- ровой снаряд размельчает геологическую породу, а на- гнетаемая вода или гли- нистый раствор выносят раз- мельченную породу на по- верхность земли. Глинистый раствор закрепляет стеики скважины, препятствует их обрушению. После дости- жения буровым снарядом заданной глубины его извле- кают, а в скважину опускают обсадиую трубу и производят цементацию кольцевого затрубного за- зора между опущенной об- садной трубой и стенкой скважины. После затверде- вания цементного раствора бурение ведут через ствол установлеииой обсадной тру- бы до проектной глубины. Вращательный (ротор- ный) способ бурения сква- жииы более экономичен, чем ударный. При его исполь- зовании требуется меньше обсадных труб, а скорость сооружения выше при мень- шей стоимости бурения. В зависимости от хими- ческого соствва воды при сооружении скважины могут использоваться трубы, изго- товленные из антикоррози- онных материалов (асбесто- цементные, пластмассовые, керамические, фарфоровые) или стальные, покрытые ан- тикоррозионными лаками или смолами. Начальные диаметры скважин зависят от способа их бурения и глубины. Для обеспечения надежной це- ментации зазоров между трубами при вращательном способе бурения разность ди- аметров смежных колонн должна составлять не ме- нее 100 мм, а при ударном способе бурения — 50 мм. Для облегчения спуска по- следующих колони (при ударном бурении) муфты труб протачивают иа 3— 5 мм. В этом случае из-за малого кольцевого зазора между предыдущей колонной и муфтой опущенной тру-
2. Конструкции и методы бурения скважин бы невозможно произвести качественную цементацию кольцевого зазора. Поэтому разность диаметров смеж- ных колони должна состав- лять не менее 100 мм. Перед цементацией коль- цевых зазоров с разницей диаметров более 100 мм не- обходимо производить на- тяжку колонны труб во нзбе- жанне ее искривления под действием силы тяжести, осо- бенно прн цементации за- трубного зазора прн враща- тельном бурении. Во всех скважинах хо- зяйственно-питьевого водо- снабжения устье, находя- щееся в горизонте грунто- вых вод (если они не слу- жат источником водоснаб- жения), должно быть за- креплено не менее чем двумя колоннами обсадных труб с последующей цементацией кольцевого зазора. При ро- торном бурении допускается крепление устья одной колонной обсадных труб, но необходимо обязательно вы- полнить затрубную цемента- цию продавливанием цемент- ного раствора через башмак обсадной трубы до выхода его на поверхность. При цементации кольцевых и за- трубных зазоров должен при- меняться тампонажный це- мент марки не ниже 500. Раствор изготовляется из песка и цемента в отно- шении 1:1. Фильтры предназначены для предохранения от об- рушения стенок скважин, пробуренных в неустойчивых или легкоразмываемых во- доносных породах. В зави- симости от типа водоносных пород и крупности частиц применяют различные кон- струкции фильтров. Наибо- лее распространенными яв- ляются: перфорированные с круг- лыми или щелевндными от- верстиями; перфорированные с об- моткой проволокой, капро- новым шнуром или опаян- ные сеткой; каркасно-стержневые с проволочной обмоткой, опа- янные сеткой; с гравийной обсыпкой. По конструкции фильтр должен: предохранять стенкн во- доносных пород скважины от обрушения, пропускать через себя воду с мини- мальными гидравлическими потерями и без механи- ческих примесей; быть устойчивым против механических повреждений, не подвергаться химическому воздействию агрессивных подземных вод; обеспечить продолжи- тельный срок работы сква- жины с постоянным дебитом. Фильтровальные сетки галунного плетения приме- нять для фильтров не ре- комендуется, так как онн создают большое гидравли- ческое сопротивление про- ходу воды в скважину, умень- шают удельный дебит, легко закупориваются породой, за- растают солями, создают гальваническую пару прн на- личии блуждающих токов. Это способствует быстрому разрушению фильтра и вы- ходу из строя скважины. 2 Зак. 64ф
10 3. Подготовка скважин к жсплуатации При агрессивном составе воды металлические фильтры всех типов и конструкций должны быть покрыты анти- коррозионными лаками или изготовлены нз антикоррози- онных материалов — пласт- массы, стекла, фарфора, ке- рамики н т. д. Толщина гравийной об- сыпки фильтра должна быть не менее 75 мм на каждую сторону. Рекомендуется тол- щину гравийной обсыпкн уве- личивать по мере уменьше- ния крупности зерен водонос- ного слоя. Так, прн тон- козернистых песках толщину гравийной обсыпки следует доводить не менее чем до 150 мм на сторону. Прак- тика показала, чго в этом случае возможность поступ- ления в скважину песка ми- нимальная. При установке фильтров в водоносных по- родах, имеющих прослойки глнн или размываемых мер- гелей, напротив этих про- слоек устанавливают глухие участки фильтров. Нижняя часть фильтра должна иметь отстойник, изготовленный нз глухой трубы того же дна- метра, длиной 2—3 м. От- стойник служит для отло- ження механических прнме- сей, поступающих вместе с водой нз водоносного слоя. При эксплуатации водо- носных пород, состоящих нз валунио-галечно-гравнй- ных отложений, в зависи- мости от их крупности уста- навливают перфорированные трубы: без проволочной или с проволочной обмоткой, опа- янные сеткой квадратного плетения, каркасно-стержне- вые с проволочной обмоткой. 3. Подготовка скважин к эксплуатации В проекте на скважину должны быть предусмотрены данные по строительной и опытной откачке воды нз скважины с указанием ми- нимального и максимально- го подъема воды. Строительная откачка производится после оконча- ния всех буровых работ. Прн бурен hi разведочио- эксплуатациоцной скважины выполняют оштные откачки воды нз всех встречаемых и перекрываемых обсадными трубами водоносных гори- зонтов н отбирают пробы воды для анализа. Опытные откачкн проводят для того, чтобы определить обильность н химический состав воды перекрываемых обсадными трубами водоносных горн- зонтов. Строительная откачка не- обходима для осветления воды н вымывания нз сква- жнны механических прнме- сей (песка, глины, шлама), освобождения гравийной
3. Подготовка скважин к эксплуатации 11 засыпкн от мелких частиц геологических пород, шлама, деглнннзацнн после враща- тельного способа бурения. При вскрытнн неустой- чивых водоносных пород от- качку производят, увеличи- вая подачу воды по мере освобождения ее от приме- сей и осветления до мак- симально возможного, но не менее чем 75% проектного дебита скважины. При вскрытнн устойчивых водо- носных пород откачку начи- нают с максимально воз- можной подачей воды. В первый момент строи- тельной откачки можно ожи- дать большое понижение уровня воды в скважине нз-за глинизации ее стенок, забнвкн пор водоносных по- род шламамн нлн глиной. В этом случае добавляют чистую воду (лучше нз во- допроводной сети), поддер- живая искусственно необхо- димый динамический уро- вень. Строительная откачка считается законченной, если количество подаваемой воды близко к проектному, до- стигнута стабилизация ди- намического уровня и при непрерывной откачке про- должительностью не менее 16 ч не выносятся механи- ческие прнмесн, вода ста- новится совершенно про- зрачной и обеспечивается постоянство фнзнко-хнмн- ческого и бактериологическо- го анализов. Во время строительной откачки постоянно ведут на- блюдение за уровнем воды в скважине н периодически отбирают пробы для крат- ких анализов, а в конце откачкн — для полного фн- знко-хнмнческого и бактери- ологического анализов. Иногда качество воды бактериологического анали- за не соответствует ГОСТу. Бактериологические загряз- нения могут быть занесены в скважину во время ее сооружения трубами, буро- вым инструментом, гравнй- ной обсыпкой. Как правило, во время строительной от- качкн бактериальные загряз- нения вымываются н ка- чество воды восстанавли- вается. Если этого не про- исходит, скважину следует продезинфицировать раство- ром хлорной извести. Со- держание активного хлора, вводимого в скважину, должно быть не менее 100 мг/л (при смешении хлорного раствора с водой скважины). Контакт хлор- ного раствора с водой дол- жен продолжаться не ме- нее 2 ч. Хлорирование сте- нок обсадных труб проводят в две стадии: от устья до статического уровня и от статического уровня до забоя. Хлорирование от устья до статического уровня вы- полняют путем устройства пневматической пробки на 1—2 м ниже установивше- гося статического уровня в скважине. В скважину до ее устья заливают готовый хлорный раствор, выдержи- вают его не менее 2 ч, после чего нз пневматической пробки выпускают воздух н ее извлекают.
12 3. flodei Хлорирование от стати- ческого уровня до забоя производят, заливая в сква- жину раствор хлорной из- вести в объеме, равном двухкратному объему воды, находящемуся в скважине, и также выдерживают его не менее 2 ч. Благодаря избыточному давлению и большей, чем у воды, плот- ности, раствор хлорной нз- вести проникает в за- фильтровальное простран- ство, обеззараживая его н гравийную засыпку. При обеззараживании зафильт- ровальиого пространства и гравийной обсыпки наиболь- ший эффект дает продавли- вание раствора хлорной из- вести в зафнльтровальное пространство с помощью сжатого воздуха. После хлорирования про- изводят откачку воды с мак- симальной подачей воды до полногр отсутствия в воде остаточного хлора (контро- лируют отбором проб воды на остаточный хлор) и снова отбирают пробу воды для бактериологического ана- лиза. Отборы проб воды для анализов производят мест- ные органы санитарной ин- спекции. После окончания строи- тельной откачки для опре- деления удельного дебита скважины (возможной по- дачи воды) выполняют опыт- ную откачку. По удельному дебиту подсчитывают макси- мально возможный дебит, выбирают типоразмер насоса н глубину его погружения. Опытная откачка должна производиться не менее чем на два понижения уровня воды при дебите, возможно более близком к проектному, но не менее чем 75% про- ектного. Прн опытных откач- ках должны быть тщательно замерены глубины до стати- ческого н динамического уровней и расход воды. За- меры, как правило, произ- водят после одно-, двухсу- точной непрерывной откачки. В зависимости от того, на какие иужды идет вода, делают различные ее ана- лизы: полный, краткий, спе- циальный (на содержание определенных ингредиентов). После сооружения сква- жины представители органов санитарного надзора обяза- ны произвести полный фи- зико-хнмнческий н бактери- ологический анализы воды н дать ее санитарную оценку. Удельный дебит do ха- рактеризует водоотдачу сква- жины или скрытого водонос- ного горизонта и получа- ется как частное от деле- ния дебита Q скважины на понижение S уровня воды при подъеме данного коли- чества воды do = Q/S. Удельный дебит при раз- личных подъемах воды из- меняется непропорционально понижению уровня воды в скважине (по логарифми- ческой кривой); он зависит от гидравлического сопро- тивления, возникающего в трубах скважин и фильтре, потоку воды из водоносного горизонта. Это сопротивле- ние пропорционально второй степени расхода воды (коли- честву поднимаемой воды) при проходе ее через фильтр
3. Подготовки скважин к эксплуатации 13 и первой степени при про- ходе из водоносных пород в скважниу. На практике удельный дебнт определяют, производя опытные откачки с двумя-тремя понижениями уровня воды, во время кото- рых измеряют глубину до уровня воды в скважине. По данным опытных отка- чек строят график удель- ного дебита (рнс. 2). По оси абсцисс в масштабе откла- дывают подачу воды, по оси ординат — понижение уров- ня воды. Точки / и 2 являются результатами опыт- ных откачек, полученных при подаче воды — 10 и 20 м3/ч при понижениях уровня во- ды, составляющих 5 и 10 м. Соединяя полученные точки, получаем кривую удельного дебита. Продолжая кривую, можно определить пониже- ние уровня воды при любой подаче воды. Пример. При подъеме 30 м3/ч воды (точка 3) понижение будет 17 м. Зная глубину до ста- тического уровня Ло и при- бавляя к ней понижение S при подъеме 30 м3/ч воды, можно определить глубину до динамического уровня h, а от- сюда и глубину погружения на- соса. Статическим уровнем во- ды ho называется уровень воды в скважине во время ее спокойного состояния. При гидравлической связи эк- сплуатируемого водоносного горизонта с поверхностными водами он непостоянен, под- вергнут сезонному, а иногда и суточному колебанию. Во время весенне-осенних па- 20 15 10 5 0 S,M 1 л. г 10 20 30 Рис. 2. Кривая удельного дебита 1. 2 ■ результаты опытных откачек; 3 - максимальный проектный дебнт водков или выпадения обиль- ных атмосферных осадкоа глубина до статического уровня в скважине умень- шается, а в засушливое вре- мя года наоборот увеличи- вается. Динамическим уровнем воды А называется уровень воды в скважнне во время отбора из нее воды. Этот уровень может также изме- няться при включении в ра- боту соседней скважины, эксплуатирующей тот же водоносный горизонт. Глубину до уровня воды в скважинах измеряют электроуровнемером (рис.3), представляющим собой свин- цовый стержень с изоляцией. К одному нз концов стержня присоединен электропровод 2 с полихлорвнниловой изо- ляцией, идущий через ам- перметр 6 или электролам- пу 3 к источнику тока 4 или к батарее карманного фонаря 7. Другой конец стержня не изолирован. При соприкосновении стержня с водой происходит замыкание электрической цепи, стрелка
14 3. Подготовка скважин к эксплуатации амперметра отклоняется от первоначального положения и лампа загорается. По длине опущенного в скважину электропровода судят о глу- ■-=— — - 7 -8 5 УРОВЕНЬ ВОДЫ Рис. 3. Электроуровнемер 1 — свинцовый стержень; 2 — электро- провод: 3 — электролампа; 4 — источник тока; 5 — изоляционная лента; 6 — мил- лиамперметр; 7 — батарея карманного фонаря; 8 — обсадная труба скважины бине до статического или ди- намического уровня воды. Для измерения глубин до уровней воды обычно поль- зуются электрическими уров- немерами 0—4 и ЦЭ-50. Точность измерения глубин до уровней воды в скважи- не во время опытных от- качек позволяет правильно подсчитать удельный дебит, подобрать наиболее эконо- мичный водоподъемник и оп- ределить глубину его погру- жения. Понижение уровня 5 воды во время откачки равно раз- нице между глубинами до динамического и статическо- го уровня S = h — h0. Оно зависит от геологической структуры водоносного гори- зонта, его водообильности, количества подаваемой воды, гидравлического сопротивле- ния притоку воды в скважииу и других причин. Дебитом Q скважины на- зывается количество пода- ваемой воды при установив- шемся динамическом уровне, замеренном в единицу вре- мени. Дебит выражается в м3/ч или л/с. Дебит зави- сит от удельного дебита и понижения уровня воды. В районах с большим числом эксплуатируемых скважин часто наблюдается их взаимное влияние, в ре- зультате чего образуется районная депрессия водонос- ного горизонта. Она может возрастать по мере увели- чения подачи воды из водо- носного горизонта, что при- водит к снижению ее уровня в скважинах и увеличению высоты подъема.
3 Подготовка скважин к эксплуатации 15 В отдельно расположен- ных скважинах или в сква- жииах, размещенных вне пределов депрессионного влияния, а также если эксплуатационный горизонт гидравлически не связан с поверхностными водами, глу- бины до уровней воды не ме- няются. Районная депрессия мо- жет образоваться при интен- сивном отборе воды из водо- носного горизонта в случаях взаимного влияния скважин друг иа друга. Иногда это приводит к истощению во- доносного горизонта. Избежать взаимного вли- яния скважин друг на друга и образования депрессиои- ной воронки можно располо- жением скважин на большем расстоянии друг от друга, вие зоны депрессии. Наблюдение за сооруже- нием скважины осуществля- ется органами технического надзора, ответственное лицо специально назначается для этой цели заказчиком. В обя- занности представителя тех- нического надзора входит контроль за бурением сква- жин, соблюдением техни- ческих условий, соответстви- ем выполненных работ про- екту, производством скрытых работ, правильностью и сво- евременностью отбора об- разцов встреченных пород, учетом расхода обсадных труб и материалов, своевре- менной доставкой их на площадку. Представитель технического надзора обя- зан присутствовать при всех проводимых измерениях (измерении глубины сква- жины, глубины до стати- ческого и динамического уровней, количества откачи- ваемой воды), при уста- новке фильтра, подготовке гравия к обсыпке и производ- стве обсыпки, при выполне- нии всех видов цементации и устройстве тампонов, при строительных откачках, отбо- рах проб воды для анализов. В случае надобности работ- ники технического надзора могут вызвать представителя территориального геологи- ческого управления (треста), санитарных инспекторов. При бурении разведочио- эксплуатациониой скважины представитель технического надзора должен следить за проведением откачек и отбо- ром проб воды для анали- зов из встреченных и наме- ченных проектом или указан- ных саиитариыми органами водоносных горизонтов, со- гласовать продолжитель- ность откачек с представи- телями территориальных уп- равлений (трестов) и с мест- ным органом санитарной ин- спекции. После окончания бурения скважины враща- тельным способом предста- витель технического надзора должен присутствовать при геофизическом исследовании скважины (каротаже). Комп- лексная и индивидуальная обработка полученных ка- ротажиых диаграмм дает возможность точно устано- вить глубину посадки по- следней колонны обсадиых труб, литологию пройденных пород, наличие и мощности водоносных горизонтов и прослоек глии. После рас-
16 4. Качество воды, зоны санитарной охраны шифровки диаграмм просле- дить за правильностью из- готовления конструкции фильтра, глухие участки ко- торого должны быть уста- новлены против прослоек глии и мергелей. Отбор образцов грунтов производят: при ударном способе бу- рения через каждые 2 м в количестве 200 см3; при вращательном спосо- бе бурения контрольным от- бором образцов из отмытого шлама боковым грунтоносом. Отбор проб воды для ана- лиза в количестве 2 л про- изводит представитель мест- ной санитарной инспекции. Скважину можно принять в эксплуатацию в том случае, если из иее получают запроектированное коли- чество воды и качество ее по заключению СЭС пригодно для питьевых целей. 4. Качество воды, зоны санитарной охраны Подземные водоносные горизонты содержат воду определенного солевого со- става, мало изменяющегося со временем и характерного для водоносного слоя в дай- ной местности. Солевой со- став воды в скважине может измениться во время эксплу- атации в результате притока в водоносный слой воды с иным соляным составом или загрязненной воды. Грунтовые водоносные го- ризонты, гидравлически свя- занные с поверхностными стоками и находящиеся под влиянием атмосферных осад- ков и открытых водоемов, содержат воду, солевой со- став которой изменяется по временам года. Эти водо- носные горизонты ненадежно защищены от загрязнения. В подземных водах часто находятся твердые частицы пород во взвешенном состоя- нии, а также различные ве- щества в коллоидном и раст- воренном виде. Наличие взве- шенных частиц в воде влияет на ее физические свойства — ухудшает цвет- ность, увеличивается мут- ность и т. д. Во многих случаях физические свой- ства воды свидетельствуют о дефектах в конструкции скважин. Коллоидные ве- щества оказывают влияние на качество воды только при содержании их в большом количестве. Растворенные в воде соли, кислоты, щелочи и газы (кислород, сероводород, азот и углекислый газ) разруша- ют трубы, насосное обору- дование, а в соединении с другими ингредиентами вредно влияют на организм человека. Иногда в воде
4. Качество воды, зоны санитарной охраны 1 7 встречаются метан и другие углеводороды. Подземная вода для пнть- евых целей по качеству не должна содержать ингре- днентов выше норм, указан- ных в ГОСТ 2874—82, н быть безопасной в эпидемн- ческом отношении. Ниже приведены требования к ка- честву питьевой воды. быть более 10 мг • экв/л, а содержание железа в воде может быть до 1 мг/л. Допустимую концентра- цню в питьевой воде других не указанных в ГОСТе вред- ных веществ в каждом от- дельном случае устанавлнва- ет Главный государственный санитарный инспектор СССР. Ниже рассмотрены неко- Запах при 20 °С и при подогревании воды до 60 °С. баллы, ие более 2 Привкус яри 20 °С, баллы, не более 2 Цветность по платино-кобальтовой или имитирующей шкале, град, не более 20 Мутность по стандартной шкале, мг/л, не более ... 1,5 Сухой остаток, мг/л 1000 Хлориды (СГ), мг/л 350 Сульфаты (SOr~), мг/л 500 Железо (Fe2+:3+), мг/л 0,3 Марганец (Мп2+), мг/л 0,1 Медь (Си2+), мг/л 1 Циик (Zn2+), мг/л 5 Остаточный алюминий (А13+), мг/л 0,5 Полифосфат (РО4), мг/л 3,5 Общая жесткость, мг • экв/л 7 Водородный показатель (рН) 6,5—8,5 Бериллий (Ве2+), мг/л 0,0002 Молибден (Мо2+), мг/л 0,25 Мышьяк (As3+;5+), мг/л 0,05 Нитраты (по N), мг/л 45 Полиакриламид, мг/л 2 Свинец (РЬ2+) мг/л 0 03 Стронций (Sz ), мг/л 7 Селен (Se*+), мг/л 0,001 Фтор (F~) для климатических районов, мг/л: I и II 1,5 III 1,2 IV 0,7 Общее число бактерий в 1 мл. не более . 100 Число кишечных палочек в 1 л (колн-индекс), не более . . 3 Титр кишечной палочки, мл, не менее 300 3 Зак 64ф
18 4. Качество воды, зоны санитарной охраны почти всегда присутствуют во всех водах, включая подзем- ные, и свидетельствуют о на- личии в воде органического вещества животного или ра- стительного происхождения. Аммиак органического происхождения служит пока- зателем свежего фекального загрязнения и является про- дуктом распада белков. В бо- лотных водах аммиак обра- зуется в результате восста- новления нитратов гумусо- выми соединениями и не ха- рактеризует загрязнения воды. Такой аммиак встреча- ется и в подземных водах. Нитриты являются пока- зателем свежего фекально- го загрязнения воды, осо- бенно при одновременном по- вышенном содержании ам- миака и нитритов. Нитраты служат показа- телем более давнего орга- нического или фекального загрязнения воды. Недо- пустимо содержание нитра- тов вместе с аммиаком и нитритами. Водородный показатель (рН) для воды нейтральной реакции равен 7, для ще- лочной больше 7, для кислой меньше 7. В щелочной среде наблюдается пониженная скорость коррозии, посколь- ку железо ие образует раст- воримых солей гидроокисей и на металлических трубо- проводах образуется защит- ная карбонатная пленка. По мере понижения водородного показателя скорость корро- зии увеличивается, так как защитная карбонатная плен- ка становится неустойчивой или вообще отсутствует. Железо. Содержание же- леза в воде нежелательно, в особенности закисного. Же- лезо придает воде специфи- ческий привкус, а в больших концентрациях ухудшает ее физические свойства (умень- шается прозрачность, увели- чивается цветность и мут- ность), В резервуарах, куда поступает такая вода, выпа- дает осадок в виде гнд- роксила железа. Образова- ние окнсных и закисиых со- лей железа увеличивает кор- розию труб н иногда при- водит к образованию желез- ных бактерий. Марганец придает воде металлический привкус. Жесткость обусловлива- ется содержанием в воде солей кальция и магния. Соли магния в больших кон- центрациях влияют на вку- совые качества воды. Увели- чение жесткости иногда яв- ляется показателем загряз- нения воды в результате распада органических сое- динений или притока более жестких вод. Кислород находится в во- де в растворенном виде. При больших входных скоростях воды или вакууме выде- ляется из воды и вступает в химическую реакцию с металлом (корродирует его). Кислород является хорошим деполяризатором и поэтому усиливает коррозионный процесс, ио в то же время повышает стабильность за- щитных окисных пленок на металле. Чем меньше водо- родный показатель, тем силь- нее коррозия. В щелочной
4. Качество воды, зоны санитарной охраны 19 среде кислород максимально способствует образованию защитной пленки, поэтому обсадные трубы скважнн более долговечны. Окисляемость воды так же, как н наличие аммиака и нитритов является важным показателем ее загрязнен- ности (кроме болотных вод, где она растительного про- исхождения). Свободная углекислота придает воде привкус. При кислой реакции (водородном показателе меньше 7) оказы- вает вредное воздействие на металлы, корродируя их, и препятствует выпадению карбоната кальция, образу- ющего защитные пленки иа металлических трубах. Сульфаты в умеренных количествах безвредны. В больших количествах оказы- вают вредное действие на желудочно-кишечный тракт. Предельно допустимое со- держание сульфатов в воде составляет 500 мг/л. Сухой остаток характе- ризует общее количество растворенных в воде солей. Щелочность определяют главным образом для воды открытых источников водо- снабжения. Для подземных вод щелочность определяют только в том случае, если для технологического про- цесса требуется вода особого качества. Хлориды содержатся во всех природных водах. При- сутствие хлоридов большого количества в воде одновре- менно с соединением азота свидетельствует о ее загряз- нении. Фтор оказывает вредное влияние на организм чело- века, в частности на костный состав н эмаль зубов (флю- ороз). Повышенное и пони- женное содержание фтора в воде нежелательно. Сероводород придает во- де запах тухлых янц. Вредно влняет на металл. Соединя- ясь с железом, образует черный осадок сернистого железа. При большой кон- центрации сероводорода оборудовать скважины на- сосами с погружным элек- тродвигателем не рекомен- дуется. Вкус и запах воды опре- деляют при 20 °С. Следует учитывать, что при повыше- нии температуры этн свой- ства меняются. Прозрачность характери- зует наличие в воде взве- шенных веществ. Цветность определяется присутствием в воде гумми- новых веществ и солен же- леза. Изменение цветности в воде свидетельствует о загрязнении воды. Мутность характеризу- ется содержанием в воде взвешенных, легкоразмыва- емых пород (глин, мергелей). При окислении солей железа кислородом воздуха образу- ется гидрат окисн железа, который увеличивает мут- ность, придает воде бурый, а при наличии сероводоро- дов черный оттенок. Зоны санитарной охраны. Согласно СНнП 2.04.02—84. иа всех водозаборах с под- земными источниками водо- снабжения в обязательном порядке организовывают зо-
20 4 Качество воды, зоны санитарной охраны ны санитарной охраны пер- вого н второго пояса. Первый пояс охраны нлн зона строгого режима уста- нввливается радиусом не ме- нее 30—50 м вокруг сква- жины, в зависимости от степени защищенности под- земных вод. При групповом расположении скважин зона строгого режима устанавли- вается в радиусе не менее 30 м от края любого водо- заборного сооружения (сква- жины, резервуара, насосной станции II подъема). Территория зоны строго- го режима должна быть сплаинрована, озеленена, об- несена изгородью. Поверх- ностные стоки должны быть отведены за пределы зоны. В зоне строгого режима не допускается строительство каких-либо строений, подсоб- ных помещений, выгребных ям без нх бетонирования. Запрещается производить какие-либо работы, не свя- занные с нуждами водо- забора. Второй пояс охраны или зона ограничения должны охватывать всю территорию радиуса влияния водозабора (радиус депресснонной во- ронки). В пределах зоны ог- раничения должны быть вы- явлены н подвергнуты са- ннтарно-технической заделке все заброшенные скважины, шахты, колодцы, поглоща- ющие скважины, рекультиви- рованные карьеры, всевоз- можные источники загряз- нения. В зоне запрещается: организация захороне- ний, свалок промышленных н бытовых отходов; разработка недр с нару- шением водоупора над эк- сплуатационным водоносным горизонтом. Особенно тщательно должны соблюдаться зоны санитарной охраны при ин- фильтрацнонных н дренаж- ных водозаборах. В зоне расположения водозаборов запрещено купаться, устра- ивать броды для домашнего скота. Сброс в реку промыш- ленных н бытовых отходов без надлежащей очистки ка- тегорически запрещается. Наблюдение н контроль за соблюдением вышеперечис- ленных мероприятий произ- водят органы Государствен- ной саинтарной инспекции.
5. Подбор наиболее экономичного водоподъемника Для подъема воды из скважии применяются в ос- новном четыре типа водо- подъемников: вакуум-сифон- ные установки, центробеж- ные иасосы с горизонталь- ной осью, скважиииые на- сосы с трансмиссионным ва- лом и иасосы с погружными электродвигателями. Вакуум-сифониые уста- новки, как правило, обслу- живают группы скважии. Из-за ограниченной глубины всасывания (до 7 м) они используются крайне редко. При оборудовании скважины вакуум-сифоииыми уста- новками по техническим при- чинам также трудно конт- ролировать работу скважии, в частности расход воды в отдельных скважинах, глу- бину до уровней воды, и производить отборы проб для анализов. Центробежные иасосы с горизонтальной осью также имеют ограниченное приме- нение из-за малой глубины всасывания F—7 м). При глубине до динамического уровня более 6—7 м такие иасосы монтируют в шахтах. Из-за значительной глубины шахт затрудняется эксплу- атация насоса и скважины. Для подъема воды из скважины наиболее широко используются иасосы с трансмиссионным валом и иасосы с погружными элек- тродвигателями. Насосы с трансмиссион- ным валом и электродвига- телями над устьем выпуска- ются промышленностью с электродвигателями либо с двигателями внутреннего сго- рания типов УЦТВ, АТН и А. Установки типа УЦТВ предназначены для подачи воды с общей минерализа- цией ие более 2000 мг/л, водородным показателем рН от 6,5 до 9,5, температурой до 35 °С, с содержанием хлоридов ие более 350 мг/л, сульфатов ие более 500 мг/л, сероводорода — ие более 1,5 мг/л, твердых механи- ческих примесей ие более 1000 мг/л @,1% по массе). Насосная установка типа УЦТВ состоит из насоса и водоподъемного трубопро- вода с трансмиссионным валом, расположенных в скважине, опорного колена и привода. Привод вращается от электродвигателя, выпус- каемого серийно, либо от дизеля через редуктор и карданный вал.В установках типов УЦТВ и АТН ра- диальные подшипники иа- coca и трубопровода сма- зываются перекачиваемой водой. В установках типа А подшипники насоса смазы- ваются перекачиваемой во- дой, а подшипники трубо-
22 S. Подбор наиболее экономичного водоподъемника проводов — чистой водой под избыточным давлением от специального источника. Марки установок рас- шифровываются следующим образом. УЦТВ: У — уста- новка, Ц — центробежная, Т — с трансмиссионным ва- лом, В — для подачи воды. Цифры, стоящие после букв, показывают минимально до- пустимый для данной уста- новки внутренний диаметр обсадной колонны (сква- жины) , уменьшенный в 25 раз н округленный, мм. Следу- ющие цифры показывают подачу воды, м3/ч, напор, м. Последние цифры показы- вают исполнение привода с дизельным двигателем че- рез редуктор, с электро- двигателем, с дизельным дви- гателем и ременной пере- дачей. Марки насосов расшиф- ровываются следующим об- разом. АТН: А — артезиан- ский, Т — турбинный, Н — насос. Цифры после букв обозначают минимально до- пустимый диаметр обсадной колонны (скважины), умень- шенный в 25 раз н округ- ленный, мм; следующие цифры — тип рабочего коле- са (закрытое) н количество ступеней насоса. А — артезианский. Циф- ра перед буквой обозначает внутренний диаметр обсад- ной колонны (скважины), уменьшенный в 25 раз и округленный, мм; цифры после буквы показывают ко- эффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз, и ко- личество ступеней насоса. Насосы с трансмиссион- ным валом н дизельным дви- гателем используются там, где нет электроэнергии: при осушенни болот, орошении засушливых земель, на степ- ных пастбищах для водопоя крупного и мелкого рогатого скота. В водоснабжении на- селенных пунктов их приме- няют редко. Широхое применение для подачи воды нз скважин получили скважинные насо- сы с погружными электро- двигателями, изготовляемые отечественными заводами и зарубежными фирмами. На- сосы с погружными электро- двигателями по сравнению с насосами с трансмисси- онным валом более эконо- мичны, просты в монтаже и эксплуатации, легко ав- томатизируются, ие требуют громоздких павильонов и постоянного наблюдения за их работой. Контроль за ра- ботой погружного агрегата осуществляется по ампер- метру, обычно устанавливае- мому на централизованном диспетчерском пункте управ- ления. Пункт управления может находиться на любом расстоянии от скважнн, что важно при групповом их обслуживании. В настоящее время сква- жины оборудованы в боль- шинстве случаев скважин- нымн насосами с погруж- ными электродвигателями следующих марок: АППТ — артезианским погружным прокачным ан- тикоррозионным; ЭЦВ — электрическим цен-
5. Подбор наиболее Экономичного водоподъемника 23 тробежным водоподъемным; типа V (ГДР) и типа G (ПНР). В настоящее время про- мышленностью выпускаются насосы марки ЭЦВ. Они бо- лее экономичны, имеют вы- сокий КПД и хорошие тех- нические показатели. В свя- зи с этим ниже будут описаны наиболее подробно только на- сосы марки ЭЦВ. Насосы ЭЦВ — центро- бежные насосы с погруж- ным электродвигателем (ГОСТ 10428—79*Е) предна- значены для подачи воды с общей минерализацией (с сухим остатком) не более 1500 мг/л, водородным по- казателем (рН) 6,5—9,5, тем- пературой до 25 °С и со- держанием твердых меха- нических примесей не бо- лее 0,01% по массе, хлори- дов — ие более 350 мг/л, сульфатов — не более 500 мг/л и сероводорода — не более 1,5 мг/л. В техни- чески обоснованных случаях допускается использование насосов для подачи воды общей минерализацией до 2000 мг/л. Агрегат состоит из цен- тробежного насоса и погруж- ного электродвигателя, валы которых соединены жесткой муфтой. Насос находится над электродвигателем. Меж- ду электродвигателем и на- сосом расположена всасыва- ющая камера с предохрани- тельной сеткой. По исполне- нию насосы бывают одно- или многоступенчатые с вер- тикальным расположением вала и работают с подпором. Значения подпора для каж- дого насоса при нормальных условиях работы приведены в технической характеристи- ке. Ступени насоса — ради- ального или полуосевого ти- па. Подшипники иасоса и электродвигателя смазыва- ются и охлаждаются водой. Насосы осиащеиы обратными клапанами тарельчатого или шарового типа и специаль- ными напорными патруб- ками, предиазначеииыми для подсоединения агрегата к во- доподъемному трубопроводу. Погружные электродви- гатели, служащие приводом центробежных скввжиииых насосов, асинхронные с ко- роткозамкиутым ротором, во- дозаполияемые. Обмотка статора с соединенными фазами в сзвезду» имеет три вывода, к которым под- соединяют токоподводящий кабель. Электродвигатели ПЭДВ 0,5-93, ПЭДВ 0,7-93, ПЭДВ 1-93 и ПЭДВ 1,6-93 выполнены с литой изоля- цией обмотки статора. Ток питающей сети напряжением 380 В и частотой 50 Гц, трехфазный (кроме электро- иасосных агрегатов с одно- фазными электродвигателя- ми ПЭДВ 0,5-93 и ПЭДВ 0,7-93). Условные обозначения насосов ЭЦВ расшифровы- ваются следующим образом. Первая цифра — порядковый номер модификации (при одних и тех же условиях эксплуатации), Э — с приво- дом от погружного электро- двигателя; Ц — центробеж- ный; В — для подачи воды. Цифры после букв обозна- чают минимально допусти-
24 5 Подбор наиболее экономичного водоподъемника мый для данного типораз- мера внутренний диаметр об- садиой колонны (скважины), уменьшенный в 25 раз и округленный, мм, следующие цифры — подача, м3/ч, и на- пор, м. Для насосов, ра- ботающих на химически ак- тивной воде или воде с по- вышенной температурой и содержащимися сверх уста- новленной нормы механи- ческими примесями, в услов- ном обозначении после чисел должны соответственно до- бавляться буквы X, Тр, Г. Условные обозначения погружного электродвигате- ля ПЭДВ расшифровыва- ются следующим образом. Первая цифра — порядковый номер модификации электро- двигателя, П — погружной, ЭД — электродвигатель, В— водозаполняемый. Цифры после букв обозначают мощ- ность электродвигателя, кВт, и наибольший его диаметр, мм. В графической характе- ристике насоса отражены: Q — подача, м3/ч; Н — на- пор, м; N — мощность, кВт; Л - КПД, %. Насосы ЭЦВ10-63-40Г, ЭЦВ10-120-40Г, ЭЦВЮ-160- 35Г. 2ЭЦВ12-255-30Г, ЭЦВ12-375-30, 1 ЭЦВ 14-120- 540К, ЭЦВ14-210-300К, ЭЦВ 16-375-175К изготовля- ют для подачи воды общей минерализацией до 2500 мг/л, содержащей механические примеси массовой кон- центрацией до 0,05%. Насосы могут работать в течение 20 мин после пуска на воде, содержащей меха- нические примесн массовой концентрацией до 1%, а в последующие 30 мин—до 0,5%. Комплект поставки агре- гата ЭЦВ состоит из сле- дующих узлов: насоса, по- гружного электродвигателя, токоподводящего кабеля, системы автоматического уп- равления, хомутов для креп- ления токоподводящего ка- беля; контактных электро- технических гильз; лнпкой электроизоляционной, во- достойкой полихлорвинило- вой ленты. По требованию заказчика могут быть по- ставлены только насос и погружной электродвигатель. Установки ЭЦВ14-120-540К, ЭЦВ14-210-ЗООК и ЭЦВ16- 375-175К комплектуют трансформатором. Необходимость поставки монтажных хомутов, обору- дования устья скважины и его комплектность оговари- вают при заказе. Герметич- ные оголовки в комплект поставки не входят и в случае необходимости потре- бителю рекомендуется само- стоятельно изготовить их по чертежам СКТБН (Специ- альное конструкторское тех- нологическое бюро гермети- ческих и скважииных насо- сов). Выпускают насосы с по- дачей 1,6—375 м3/ч воды при напорах 25—540 м, с электродвигателями 0,4— 250 кВт, предназначенные для эксплуатационных ко- лонн диаметром 100—402 мм. В прил. 2 приведены ти- поразмеры насосных агрега- тов, наиболее часто встре- чающиеся в практике эк-
5. Подбор наиболее экономичного водоподъемника 25 сплуатации подземных вод для хозяйственно-питьевых нужд. Условные обозначения электродвигателей расшиф- ровываются следующим об- разом: серии МАПЗМ-14-32/2; М — машина; А — асинхрон- ная; П — погружная; 3 — порядковый номер серии из ряда погружных электродви- гателей, разработанных Харьковским электромехани- ческим заводом; М — кон- структивный вариант элек- тродвигателя данного типо- размера, который изменяется при внесении изменений в конструкцию электродвига- теля; 14 — наружный мак- симальный диаметр электро- двигателя, см; 32 — длина активной части статора; 2 — число полюсов; серии ПЭДВ-2,8-140: П— погружной; ЭД — электро- двигатель; В — водозапол- няемый; 2,8 — мощность, кВт; 140 — наружный мак- симальный диаметр, мм. Электродвигатели насо- сов ЭЦВ-4-2-25 и ЭЦВ-4- 2-40 водозаполняемые, по- гружного типа, в верти- кальном исполнении, асинх- ронные, с короткозамкнутым ротором, однофазные. Могут подключаться к осветитель- ной электросети напряже- нием 220 В. Указанные на- сосы поставляют с электро- двигателями соответственно ПЭДГ-0,37-92 и ПЭДГ-0,75- 92 @,37 и 0,75 мощность электродвигателя в кВт; 92 — длина активной части статора, мм). Статор этих электродвигателей изоли- рован от воды цилиндри- ческим экраном. Для остальных насосов ЭЦВ используют электро- двигатели типа ПЭДВ или МАПЗ: погружные, асин- хронные, с короткозамкну- тым ротором, трехфазные, водозаполняемые. Для создания максималь- ного напора и подачи воды при минимальной мощности и габаритах электродвига- тели имеют частоту враще- ния 2850—2925 мин ~'. Статор погружного элек- тродвигателя представляет собой стальную трубу, в которую запрессован пакет статора, набранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, предвари- тельно покрытых лаком. Па- кет крепится в корпусе на- жимными шайбами н упор- ными кольцами. В пазу па- кета уложена обмотка элек- тродвигателя из медного про- вода с полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоля- цией (марки ПЭВВП). Об- мотка статора соединена в «звезду». В прил. 3 и 4 приведены основные технические харак- теристики электродвигателей и обмоточных проводов. Места соединений и под- ключения выводных концов провода нзолнрованы липкой полихлорвнниловой лентой. Выводные концы токопод- водящего кабеля выполнены из провода ВПП или ВПВ (прнл. 5 и 1). Ротор электродвигателя состоит из вала с напрес- сованным на него наборным пакетом из электротехни- 4 Зак. 64ф.
26 5. Подбор наиболее экономичного водоподъемника ческой стали толщиной 0,5 мм. Листы ротора не покрывают лаком. Обмотка ротора короткозамкиутая, выполнена из алюминия, за- литого под давлением, нли из медных стержней спе- циального профиля, замкну- того медными кольцами. На нижний конец вала наса- жена пята, на верхний — жесткая соединительная муфта. Верхний и нижний радиальные подшипники на- ходятся соответственно в верхнем и нижнем щитах подшипников. В чугунные щиты запрессованы тексто- литовые или резиновые на металлической основе втул- ки, образующие вместе с втулками из нержавеющей стали, запрессованными на вал ротора, радиальные под- шипники скольжения. Через специальные отверстия в верхнем щите проходят вы- водные концы электродвига- теля, уплотненные резино- выми кольцами. Пята с подпятником воспринимает всю вертикаль- ную нагрузку: механическую (вес вращающихся частей агрегата) и часть неуравно- вешенной гидравлической нагрузки, создаваемой ра- бочими колесами при ра- боте агрегата. Пяту изго- товляют нз хромистой или нержавеющей стали и укреп- ляют на валу с помощью шпонки и фасонной гайки. Конструкции подпятников различны: они могут быть расположены в нижнем или верхнем (ниже пескосбрасы- вателя) щите электродвига- теля. Подпятники изготовляют из хромистой стали в виде сегментов, закаленных до твердости HRC С-45-48, рас- положенных на основании и закрепленных винтами; из текстолита совместно с ниж- ним радиальным подшипни- ком (электродвигатели МАЦЗ-14-32/2) нли рези, нометаллическими (электро- двигатели серии ПЭДВ). В некоторых электродвигате- лях подпятник покоится на сферическом штифте, что позволяет ему самоустанав- ливаться. В этом случае подпятник закрепляется в корпусе с помощью коль- цевой шпонки и штифта. Для смазки и охлаждения водой в текстолитовом и резиновом подпятнике име- ются радиальные канавки. В некоторых конструктив- ных вариантах подпятник выполнен совместно с ниж- ним вкладышем радиального подшипника вала электро- двигателя. Подпятник является наи- более ответственной частью агрегата, но он часто выхо- дит из строя из-за непра- вильного сопряжения элек- тродвигателя с насосом, на- рушения нормальной смазки и охлаждения водой или по- падания в корпус электро- двигателя механических при- месей вместе с водой. Разработаны конструк- ции электродвигателей (ПЭДВ) с подпятниками, полости которых полностью герметизированы от внешней среды (рис. 4). Гермети- зация осуществляется спе- циальными резнновымн коль-
5. Подбор наиболее экономичного водоподъемника 27 цамн уплотнения, располо- женными в верхней части электродвигателя ниже пескосбрасывателя и диаф- рагмы, установленной в нижней части корпуса. Диафрагма уравновеши- вает перепады давления между внутренней полостью электродвигателя и окружа- ющей средой. В некоторых конструкциях в нижней части электродвигателя вместо резиновой диафраг- мы установлен глухой фла- нец, изолирующий полость электродвигателя от воды. Рабочая часть насоса ЭЦВ состоит из стального или чугунного корпуса, в котором находятся направ- ляющие аппараты и ло- пастные колеса. Корпуса секций насосов для скважин диаметром 100 мм чугунные или пластмассовые, для сква- жин диаметром 150 мм чугун- ные, для скважин диаметром 200 мм пластмассовые на стальной основе. Для сква- жин диаметром до 250 мм используют опрессованные из пластмассы направляющие аппараты и лопастные ко- 18 Рис. 4. Подпятники электро- двигателей а — с резиновой диафрагмой: б — с фильтром; в — с глухим фланцем: / — кольцо; 2 - кольцо уплотнения; 3 — пята: 4 — пробка: 5 — корпус '23 подпятника; б — днище; 7 — шпонка: 8 — кольцо пружинное; 9 — подпят- ник; 10 — диафрагма; // — шпилька; 12 — гайка: 13 — вспомогательная турбинка; 14— штифт; 15— фильтр; 16 — щит нижний; 17 — опорный ша- рик: 18 — пластмассовые сегменты; 19 — втулка; 20 — текстолитовый вкладыш подшипника: 21 корпус радиального подшипника: 22 коль- цо нижней крышки: 23 и>хой фланеи
28 5. Подбор наиболее экономичного, водоподъемника леса. Лопастные колеса на- сажены на вал насоса и закреплены призматической шпонкой. Корпуса напорных секций между всасывающей и напорной камерой стянуты стальными стяжными бол- тами или шпильками. Задан- ное расстояние между рабо- чими колесами фиксируется дистанционными распорны- ми втулками. В отдельных моделях на- сосов ЭЦВ осевые силы и масса вращающихся деталей воспринимаются сменным опорным кольцом или само- устанавливающейся пятой гидродинамического типа, находящимся во всасываю- щей камере, в других моде- лях — пятой, находящейся в нижней крышке электропри- вода. Для уменьшения гидрав- лической нагрузки во втул- ках лопастных колес насо- сов для скважии диаметра- ми 150 и 250 мм пре- дусмотрены разгрузочные от- верстия. Вкладыши радиаль- ных подшипников выполнены из графита или резины с продольными канавками для смазки и охлаждения во- дой. В верхней части насоса помещена клапанная короб- ка с тарельчатым или ша- рообразным клапаном. Насосы типа ЭЦВ почти не отличаются по типораз- мерам. Исключение состав- ляют насосы с высоким на- пором (более 180 м), в ко- торых предусмотрены проме- жуточный радиальный под- шипник и дополнительный узел подпятника, располо- женный в самом насосе. В корпусах всасывающей и напорной камер некоторых конструкций имеются свер- леные каналы, по которым проходит вода для смазки и охлаждения радиальных подшипников. Вода, находя- щаяся под большим напо- ром после последней ступе- ни насоса, поступает в коль- цевой зазор между вклады- шем радиального подшип- ника и втулкой вала, сма- зывая подшипник, и через канал изливается в скважи- ну. В кольцевой зазор ниж- него радиального подшип- ника вода поступает по ка- налу из первой ступени на- соса н истекает во всасы- вающую камеру насоса. Для транспортирования воды от насоса до поверх- ности земли используют обычные газовые или буро- вые трубы со стальными муфтами или фланцевым сое- динением. Применять чугун- ные резьбовые соединитель- ные муфты не рекоменду- ется, так как они ие вы- держивают большой меха- нической нагрузки. Хотя фланцевое соединение зна- чительно удлиняет сроки монтажа и демонтажа на- сосного агрегата, оно позво- ляет надежно предохранять изоляцию кабеля, идущего к электродвигателю, от повреждения. Для этого во фланцах делают вырезку, че- рез которую пропускают ка- бель и крепят к трубе хо- мутами. При монтаже насосного агрегата на газовых трубах с муфтовым соединением в местах муфт кабель защнща-
5. Подбор наиболее экономичного иоОопоОъсмника 29 ется от повреждения метал- лическими кожухами из лис- товой стали и также кре- пится к трубам хому- тами. К последней напорной трубе приваривают фланец и прикрепляют резьбовыми шпильками к опорной части. Опорная часть представляет собой квадратную плиту с от- верстиями под анкерные бол- ты, отлитую вместе с коле- ном. Опорная плита устанав- ливается на фундамент и крепится анкерными бол- тами. Кабель выводится че- рез отверстие в опорной пли- те агрегата. В верхней части колена имеется резьбовое от- верстие для установки мано- метра. На напорном колене устанавливают задвижку, во- домер и обратный клапан. При подаче воды насосом в резервуар, в котором наи- высший уровень воды нахо- дится ниже напорного ко- лена, устанавливать обрат- ный клапан не рекоменду- ется. Электропусковая и конт- рольная аппаратура, постав- ляемая заводом, представ- ляет собой магнитную пус- ковую станцию. Кроме маг- нитного пускателя в пуско- вой станции смонтированы различные реле, предохра- няющие электродвигатель от преждевременного выхода из строя. В пусковой стан- ции монтируется защита от перегрузок (тепловое или индуктивное реле), защита от короткого замыкания в цепи управления и в си- ловой линии, защита элект- родвигателя от холостого хо- да и работы от двух фаз и другие датчики. К контроль- но-измерительным приборам относятся манометр и ампер- метр, по показаниям кото- рых судят о работе агрегата. На показаниях амперметра отражаются возникновение добавочных механических сопротивлений из-за износа радиальных подшипников, подпятника электродвигате- ля, выиос вместе с водой механических примесей (пес- ка, глины) и т. д. Для продолжительности работы насосного агрегата используется счетчик вре- мени СВ-4. Для автомати- зации процесса к пусковой станции дополнительно под- ключают различные реле: максимального и минималь- ного уровня воды в резер- вуаре или водонапорной башне, реле давления, мак- симальной глубины до дина- мического уровня воды в скважине и другие реле специального назначения. Пусковая станция с конт- рольными приборами может быть расположена на любом расстоянии от скважины, что удобно при групповом управлении насосными агре- гатами.
6. Подбор насосного агрегата Перед монтажом сква- жинных насосов необходимо ознакомиться с паспортными данными на скважины, при этом прежде всего следует обращать внимание на ко- нечный диаметр скважины, сопоставляя его с габари- тами насосного агрегата. По результатам опытных откачек и кривой удельного дебита определяют глубину др ди- намического уровня при за- проектированном подъеме воды из скважины. Всас насоса должен находиться в скважине на 2—3 м ниже расчетного динамического уровня. Зная глубину погру- жения насоса, подготавлива- ют соответствующее коли- чество водоподъемных труб со стальными муфтамн нли фланцами. Перед монтажом нужно проверить глубину скважины до забоя. В случае заиления рабочей части скважины по- родой необходимо прочистить ствол желонкой или промыть эрлифтной установкой. Во время сооружения скважины проверяют наличие срезов вырезанных и извлеченных обсадных труб. Эту проверку производят опуском печатей (рнс. 5). По оттиску и глу- бине спуска печати опреде- ляют диаметр и глубину до среза, т. е. до верха оставленной в скважине тру- бы. Диаметр оставленной в скважине трубы необходимо сопоставить с диаметром за- проектированного скважин- ного насоса. Диаметр дере- вянного диска обычно на 5—8 мм меньше обсадной трубы, в которую опускают печать. После монтажа насоса, установки опорной плиты на фундамент и герметизации устья скважины производят обвязку устья. Разработан герметиче- ский оголовок для скважнн- ных насосов с погружными электродвигателями, пред- ставленный на рис. 6. Оголовки предназначены для герметизации устья сква- жины, в которых предусмат- ривается установка центро- бежных скважинных насосов. Пример условного обозначе- ния герметичного оголовка с условным проходом 150 мм конструктивного исполне- ния 1-ОГ-150. Герметичный оголовок (рис. 6) состоит из устьевого патрубка / и опорной пли- ты 2, соединенных между собой при помощи болтов 3, гаек 4 и прижимных шайб 5. Устьевой патрубок бетониру- ют в фундамент устья сква- жины. Несоосность его от- носительно колонны обсад- ных труб не должна пре- вышать 2—3 мм. Если в устье скважины имеется кондуктор, опорную плиту можно устанавливать непосредственно на кондук-
в. Подбор насосного агрегата 31 тор с применением проме- жуточного переходного флан- ца. Герметизацию стыка опорной плиты и устьевого патрубка осуществляют с помощью резинового уплот- нительного кольца, установ- ленного в паз на опорной плнте. На верхней плоскости опорной плиты размещены, три сальника, служащие для уплотнения жил токоподво- дящего кабеля, и сальник для уплотнения провода от датчика «сухого хода». При отсутствии датчика «сухого хода» отверстие под сальник закрывают заглушкой. На опорной плнте име- ется также отверстие, закры- вающееся металлической пробкой, которое служит для замера уровня воды в сква- жнне. Оно может быть также использовано для хлориро- вания воды в скважине. К колену на опорной плн- те приварен штуцер для установки манометра. После установки насоса в скважину, оборудованную герметичным оголовком, не- обходимо проверить сква- жину на герметичность. Для этого проходное отверстие колена и штуцер заглушают и через отверстие для замера уровня воды в скважину компрессором нагнетают сжатый воздух под давле- нием 0,05 МПа E кгс/см2), предварительно смазав мыль- ным раствором стык опор- ной плиты и патрубка и сальники. Отсутствие пу- зырьков воздуха свидетель- ствует о хорошей гермети- зации скважины. Установка опорной пли- ты насоса на фундамент способствует более продол- жительной его эксплуатации. id s /////^ - п "ZOO1 ЛОЛ 2 P V\ *^ - /CC/ ' /of Рис. 5. Печать I — газовая труба; 2 — фланец; 3 — де- ревянный диск; 4 — кровельное железо; 5 — мыло или пластик, глина жирная; 6 муфта nomd.d Рис. 6. Герметизация устья скважины 1 — устьевой патрубок; 2 — опорный фланец; 3 — болт; 4 — гайка; 5 — при- жимная шайба
32 6. Подбор насосного агрегата Во время работы насосный агрегат и водоподъемные трубы вибрируют, что при- водит к ослаблению стыков водоподъемных труб, к утеч- ке воды, уменьшению раз- виваемого напора и подачи воды, а иногда и к авариям. В каталоге на скважин- ные насосы приведены ти- поразмеры насосов, графики их технических характерис- тик. Характеристики состав- лены для эталонных насосов и имеют некоторые отклоне- ния из-за разных конструк- тивных решений узлов, при- меняемых материалов. Развиваемый насосом напор, как правило, не вли- яет на подачу воды. Напри- Н.Б. i I Рис. 7. Схема подсчета тре- буемого напора мер, насос ЭЦВ10 с подачей воды 63 м3/ч изготавлива- ют для напоров 40, 65, 110, 150, 180 и 270 м. Для увели- чения напора устанавливают более мощный электродви- гатель и прибавляют число рабочих ступеней. Чтобы подобрать нужный насос при запроектированной подаче воды, необходимо подсчитать потребный на- пор Н. Он складывается из глубины до динамического уровня, потери напора в во- доподъемной трубе на участ- ке от динамического уровня до поверхности ;', потребного напора от устья скважины до верхнего уровня воды в водонапорной башне ре- зервуара Р. При подаче воды непосредственно в во- допроводную сеть до верх- него этажа жилого дома напор подсчитывают с уче- том разницы абсолютных отметок, потребного напо- ра при изливе в наивысшей точке подачи воды и потерь напора в водопроводной ли- нии А/г (рис. 7). С учетом возможных уве- личений потерь напора в про- цессе эксплуатации из-за коррозионных отложений на внутренних стенках водопро- водных труб, дополнительно установленной сетевой арма- туры, фасонных частей под- считанный потребный напор увеличивают на 10—12 м. Потери напора в водо- подъемной и водопроводной трубах подсчитывают по «Таблицам для гидравли- ческого расчета стальных, чугунных и асбестоцемент- ных труб» Шевелева Ф. А.
6. Подбор насоснто агрегата 33 Потребный напор от устья скважины до излнва воды замеряется манометром, ус- тановленным на оголовке скважины перед задвижкой. Пример. Требуется подоб- рать напор скважиииого иасцеа с подачей 20 м1/4- Вода по- дается в водонапорный бак, находящийся на абсолютной от- метке на 20 м выше скважины. Высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в баке 12 м. Статический уровень Л() п скважине установился на глу- бине 60 м. По графику удель- ного дебита (см. рис. 2 и 7) при подаче воды 20 м3/ч пони- жение уровня S составляет 9 м. Следовательно, динамический уровень будет находиться иа глубине Л = Л„ -(- S = 60 + 9 = = 69 м. Насос с погружным электро- двигателем должен быть опущеи в скважину иа глубину 69 -f -f 3 = 72 м, считая от всасы- вающей камеры C м — подпор насоса, необходимый для нор- мальной работы). По таблице гидравлических расчетов потери напора в водо- подъемной трубе иасоса диа- метром 70 мм иа каждые 10 м длины составляют 0,9 м. При длине водоподъемной трубы 69 м (до динамического уровня) потери напора составят 0,9 X X 6,9 = 6,2 м. На оголовке скважины уста- новлены колено диаметром 70 мм, задвижка, водосчетчик и обратный клапан. Суммар- ные местные потери напора у в сетевой арматуре составляют около 1 м. Высота подъема воды в водонапорный бак с уче- том разницы абсолютных отме- ток B0 м) и потерь напора в водопроводной трубе от сква- жииы до бака составит Р = = 12 -f 20 -f Vc- (Yi — потери на- пора в водопроводной трубе, за- висящие от ее диаметра и про- 5 Зак. (>4ф. тяженности). Пусть эти потери равны 6 м. Тогда необходимый напор у поверхности земли со- ставит 12 + 20 + 6 — 38 м. Сле- довательно, требуемый напор иа- соса будет равен Н = Л -\- у -\- + /> + ' = 69 + I + 38 + 6,2 = = 114,2 м. С учетом возможных допол- нительных потерь напора, кото- рые могут возникнуть в процессе эксплуатации, расчетный напор увеличивают иа 10—15 м. Следо- вательно, для нашего примера потребуется насос с напором ие менее 125—130 м. Наиболее подходящим по каталогу будет иасос марки ЭЦВ8-16-140 с по- дачей 19 м3/ч воды, с электро- двигателем мощностью 11 кВт. Если полученный иасос раз- вивает больший иапор, чем тре- буется, необходимо сиять часть рабочих ступеней с направля- ющими аппаратами, чтобы уменьшить иапор. Подсчет оставляемых рабочих ступеней, по, про- изводят по формулам: п„ = HJAH; АН = Н/п, где АН — иапор, развиваемый одним рабочим колесом, м; Н—иапор, развиваемый на- сосом, м; п — количество уста- новленных рабочих колес; Нп — потребный напор иасоса, м. Вместо снятых рабочих колес, с направляющими ап- паратами, на вал насоса устанавливают втулку, раз- мером равную сумме длины снятых рабочих колес. Уко- рачивать вал иасоса не реко- мендуется. Пример. Имеется иасос мар- ки ЭЦВЮ-63-180 с подачей воды 63 м3/ч и напором 180 м с девятью ступенями и мощностью электродвигателя 48 кВт. Необ-
34 6. Подбор насосного игрггата ходим насос с развиваемым иа- пором ПО м (ЭЦВ10-63-110). Одна ступень полученного иа- соса развивает напор АН = = Н/п = 180/9 = 20 м. Для получения напора 110 м количество оставляемых рабочих ступеней составит пи — Н„/&Н— = 110/20 = 5,5 ступеней, при- нимаем 5. Это соответствует напору на- соса ЭЦВ10-63-П0. Установлен- ная мощность снижается с 48 до 32 кВт. Подача воды будет производиться при полностью открытой задвижке, что позво- лит значительно снизить расход электроэнергии. Годовой перерасход электро- энергии с, кВт, скважннным иасосом при работе с прикрытой задвижкой подсчитывают по формуле QAH 367,211, t ■ 365, где Q — подача воды, м3/ч; Д// — разница давления воды до и после задвижки, м; 367,2 — переводной коэффициент; г\я — КПД насосного агрегата, %; t -- время работы насоса с при- крытой задвижкой за сутки, ч; 365 — количество дней в году. Допустим, что до снятия лишних ступеней насоса раз- ница давлений на оголовке сква- жины до и после задвижки составляла 70 м. Насос рабо- тает круглосуточно. Подача во- ды ие изменилась F3 м'/4)- Подставляя данные в вышепри- веденную формулу, получаем — 63-70 -24 -365 = 367,2 - 0,6 = 175 600 кВт • ч. Перед спуском насосного аг- регата в скважину полость электродвигателя заполняют водой. После заливки электро- двигателя водой, присоедине- ния к выводным концам то- коподводящего кабеля необхо- димо произвести проверку на сопротивление изоляции обмотки статора, мест спайки выводных концов электродвигателя к то- коподводящим кабелям, которые должны быть не ниже 0,5 МОм. Опорная плита иасоса долж- на опираться иа фундамент, Который поглощает вибрацию насоса при его работе. К станции управления сква- жиииого насоса подключают то- коподводящнй кабель, сечение которого должно соответство- вать мощности электродвига- теля, датчик холостого хода и защиту от максимального тока. К ней же подключают датчики максимального, минимального уровня воды в резервуаре, баке водонапорной башни, реле дав- ления при подаче воды непо- средственно в водопроводную сеть, счетчик числа часов работы насосного агрегата. Станция управления должна соответствовать мощности элек- тродвигателя насоса. Подклю- чать электродвигатель к сило- вой линии, минуя станцию уп- равления, категорически запре- щается.
7. Обвязка насоса Перед монтажом насос- ный агрегат должен быть испытан на стенде. На рис. 8 показана схема испытатель- ного стенда. Стенд состоит из стакана 6, обводной тру- бы 7, задвижки 4 на напор- ном сменном колене, водо- счетчика 3, установленного с соблюдением технических условий, электропусковой станции / с амперметром, счетчиками реактивной и ак- тивной электроэнергии. Испытываемый насосный агрегат 5 устанавливается в стакан,заполненный водой. Напорное колено с задвиж- кой, а также трубопровод после задвижки с водосчет- чиком должны соответство- вать диаметру водоподъем- ной трубы насоса. Испытания производят по трем режимам работы агре- гата, во время которых сни- маются все показатели кон- трольно-измерительных при- боров: амперметра, счетчиков реактивного и активного рас- хода электроэнергии, мано- метра, водомера. Подача во- ды регулируется задвижкой. По трем замерам составляют техническую характеристику насоса (зависимость подачи от напора, потребляемая мощность, КПД агрегата) и сопоставляют ее с пас- портными данными. Техни- ческая характеристика должна лишь незначитель- но от них отклоняться. В случае незначительных расхождений с паспортными данными насосный агрегат может быть установлен в скважину. До установки по полученным показаниям кон- трольно-измерительных при- боров необходимо подсчи- тать КПД насосного агре- гата. Подсчет производят по формулам: ,ь = Q///367.2.V,,; Ли = ')„/'),• Потребляемая мощность электродвигателя Nn, кВт, подсчитывается по формуле ,V,, = /YVI cos <pr),/ЮОО, где V- напряжение в электро- силовой линии, В; / — сила то- ка, A; cos ф — подсчитывают по показаниям счетчиков активного и реактивного расхода электро- энергии; I), — КПД электродви- гателя номинальный, %; г)а — КПД насосного агрегата, %; Q подача воды, м'/ч; V — на- пор воды и глубина до динами- ческого уровня, м; г)„ — КПД насоса. Ниже приведен график для подсчета cos ф по ре- активному и активному рас- ходу электроэнергии (рис.9). Пример. Показание счетчика активной энергии А.л = 82 000, показание счетчика реактивной энергии А — 52 000, откуда Л^/А,, = 52/82 = 0,63. По гра- фику cos (| =0.85.
36 7. Обнизка насоси Перед пуском скважины в эксплуатацию необходимо произвести обвязку устья скважин. В обвязку входят водосчетчик 5, установлен- ный на обводной линии, слив- ной патрубок 4, манометр 3, или реле давления (контакт- ный манометр), при подаче воды непосредственно в водо- проводную сеть 8, кран для отбора проб воды 2 для анализов, арматура — за- движка 6, обратный кла- паи 7 (рис. 10). Электропусковая стан- □ О /// /// /// /// /// /// ////// /// ////// /// // Рис. 8. Испытательный стенд / i-raiitiHH электроуправления. 2 - манометр, ,'i водоечстчик; 4 м.тиж ■5 sun-in ный л\ р»тлт; 6 стакан; 7 — обводная груба; 8 - элскгрщ-'кч чик pt тшими и активной '#ncpi ни
7. Опннлка насоса 37 имя, поставляемая в комп- лекте с насосным агрегатом, может монтироваться не в павильоне оголовка сква- жины, а в отдельном по- мещении диспетчерского пункта. Там же устанавли- ваются счетчики активной н реактивной энергии для подсчета cos (р электродви- гателя. При установке водомера должны быть соблюдены тех- нические условия на его установку. До и после во- домера должны быть выдер- жаны прямые участки труб, диаметром, равным его ка- либру, и длиной не менее пяти диаметров от любой сетевой арматуры или фа- сонной части. Диаметр выб- росного патрубка 4 должен быть равным диаметру водо- подъемной трубы насоса. Для погружных электро- двигателей допускается ко- лебание напряжения в электросиловой линии ±5%. 12 Ю 0,8 0,8 0,4 0,2 0 \ \ \ \ \ \ 0,8 0,7 О,в 0,9 1,0 Cosy Рис 9. График для определения COS ф Sd Рис. 10. Схема ибвязки скважины
38 7. Обвязка насоса При напряжении менее 360 В в обмотке статора образуют- ся индуктивные токи и сильно нагревают электродвигатель. Возрастает сила тока, умень- шается число оборотов дви- гателя, что приводит к умень- шению подачи воды. При нагреве обмотки статора свыше 65 °С она может перегреться, так как темпера- тура плавления полихлорви- ниловой изоляции около 65 °С. Контрольно-измеритель- ные приборы, смонтирован- ные в станции управления насосного агрегата, играют большую роль в процессе ее эксплуатации. Основным конт- рольно-измерительным при- бором является амперметр. С его помощью можно кон- тролировать работу насос- ного агрегата и скважины. Возрастание силы тока сиг- нализирует о нежелательных дополнительных нагрузках на электродвигатель: меха* и и - ческнх трениях во вклады- шах радиальных подшипни- ков агрегата, подпятника, гренин рабочих колес о на- правляющие аппараты, пес- ковании скважины, повыше- нии давления в водопро- водной сети вследствие за- сора труб геологическими породами или уменьшения сечения из-за отложившихся различных солей. Уменьше- ние силы тока сигнализи- рует об уменьшении подачи воды вследствие утечки ее через стыки водоподъемных труб: коррозионные отвер- стия, сетевую арматуру. Из- нос рабочих секций насоса также уменьшает количество подаваемой воды. Колебание стрелки ам- перметра (без установлен- ного датчика холостого хода) может происходить из-за подсоса воздуха через всас насоса при недостаточной глубине его погружения или колебания напряжения в электросиловой линии. При установке датчика холостого хода электродвигатель от- ключается. При помощи манометра контролируют давление в во- допроводной сети. Резкое уменьшение давления сигна- лизирует об утечке воды в стыках водоподъемных труб или водопроводной сети. Из- за неравномерного водо- потребления также проис- ходит сильное колебание дав- ления. Постепенное умень- шение подачи воды говорит об износе рабочих секций насоса. Водосчетчик подсчитыва- ет количество подаваемой насосом воды. Устанавли- вать его на основной линии не рекомендуется, особенно при подаче воды непосред- ственно в водопроводную сеть. Гидравлические удары, возникающие в сети, в ко- роткий срок выводят его из строя. В табл. I и 2 приве- дены данные пропускной спо- собности водосчетчиков (во- домеров) с вертикальной и горизонтальной осью крыль- чатки и пределы их измере- ний. Датчик максимального и минимального уровней уста- навливается в резервуаре или в баке водонапорной башни, чтобы не допустить
7. Обвяхки насоса 39 Таблица I. Пропускная способность водо- меров с вертикальной осью Калибр водомера, мм 15 20 25 32 40 Номинальный расход, м'/ч 3 5 7 10 20 Минимальный расход, ч' /ч 1.5 2,5 3,5 5 10 Пределы измерений, л/ч нижний 100 150 200 350 500 верхний 2000 3200 5000 8000 12600 Таблица 2. Пропускная способность водо- меров с горизонтальной осью Калибр водомера, мм 50 80 100 150 200 Номинальный расход, м1/4 70 250 440 1000 1700 Максимальный расход, м'/сут 140 500 880 2(ХH 3400 Пределы шмерений, м"'/ч нижний 3 6 8 12 18 верхний 22 80 140 320 550 перелив воды и поддержи- вать заданный уровень воды. При верхнем уровне воды насос отключается, при ниж- нем включаетсн. Это позво- ляет обеспечивать беспере- бойную подачу воды и из- бежать излишнего расхода электроэнергии. Реле давления устанав- ливается на водонапорной линии при подаче поды не- посредственно в сеть. Оно устанавливается на задан- ный диапазон для поддер- жания постоянного давления п водопроводной сети. При повышении давления сверх необходимого насос останав- ливается, при понижении — включается. Счетчик учета времени работы насоса устанавлива- ется в павильоне скважины или на диспетчерском пункте. Он необходим для подсчета среднесуточной подачи воды. В зависимости от коли- чества эксплуатируемых скважин, их разбросанности и схемы подачи воды водо- потребителям выбирается схема управления насосными агрегатами. Управление оди- ночно стоящей скважиной с подачей воды непосредствен- но в водопроводную сеть осуществи яетс я деж у р п ы м мотористом при помощи руч- ного управления. Дежурный моторист включает или ны- ключает насос в зависи- мости от давления в водо- проводной сети. При уста- новке реле давления или датчика верхнего и нижнего уровней воды в баке водо- проводной башни работа
40 7. Обвязки пасти скважины автоматизируется и надобность в мотористе от- падает. При групповом располо- жении скважин управление насосными агрегатами про- изводится из диспетчерского пункта. В этом случае дис- танционное управление на- сосными агрегатами осу- ществляется дежурным дис- петчером по линиям связи. На щите дистанционного уп- равления смонтированы раз- личные контрольно-измери- тельные приборы, световая сигнализация, подключенная к датчикам, кнопки пуска н остановки насосов, сигна- лизация об их аварийной остановке. Дежурный диспетчер контролирует работу группы скважин, обеспечивает бес- перебойность подачи воды в резервуар и водопроводную сеть насосами II подъема. При аварийной остановке на- сосов вызывает аварийную бригаду для устранения не- исправностей. Он полностью несет ответственность за со- блюдение графика работы водозабора. Телеуправление также является дистанционным уп- равлением комплекса водо- проводных сооружений. Ос- нованное на телемеханике, оно охватывает совокупность технических средств упраи- ления и контроля производ- ственной работы оборудова- ния иа большом расстоянии. 8. Техническое обслуживание скважин К обслуживанию скважин допускаются лица, прошед- шие медицинское обследо- вание, изучившие инструк- цию по технической эксплу- атации и правила техники безопасности. При эксплуатации на- сосного агрегата дежурный машинист обязан вести жур- нал работы скважины, стро- го соблюдать должностную инструкцию н знать основ- ные неисправности в работе скважины и насосного агре- гата. Дежурный машинист должен заносить в журнал часы пуска и остановки работы насосного агрегата, а показания амперметра, вольтметра, манометра через каждый час: один раз в смену заносить в журнал показания водомера и элек- тросчетчика. Кроме того, один раз в квартал дежурный машиинст должен участвовать в за- мерах уровней воды в сква- жине, в контрольных замерах среднемесячной подачи воды, расхода электроэнергии н полученные данные заносить в журнал работы скаажнны. Он также должен присут- ствовать при монтаже на-
Техническое обслуживание скважин 41 сосного агрегата, записать в журнал марку установ- ленного насосного агрегата, с указанием глубины его спуска в скважину, и по- казания контрольно-измери- тельных приборов при проб- ном пуске его в работу. В случаях обнаружения каких-либо неисправностей в работе скважины (колеба- ния стрелки амперметра сни- жения напряжения в электро- силовой линии и давления в водопроводной сети), а также при появлении постороннего шума во время работы на- сосиого агрегата, он должен немедленно остановить его и произвести запись в жур- нале, затем доложить об этом механику, энергетику и глав- ному инженеру для приня- тия неотложных мер. За несвоевременное выполнение указанных выше мероприя- тий машинист несет полную ответственность. Во время дежурства ма- шинист обязан производить мелкий текущий ремонт на- соса (набивку сальников и нх подтяжку), ликвидировать утечки воды из сетевой арма- туры оголовка скважины, поддерживать надлежащее санитарное состояние в па- вильоие. Во время дежурства ма- шинисту запрещается зани- маться посторонними делами, отлучаться без разрешения с рабочего места, доверять управление агрегатом посто- ронним лицам, производить его ремонт без остановки. Пуск в эксплуатацию на- сосного агрегата при отсут- ствии противодавления про- изводят при закрытой па- движке. После достижения паспортного давления на на- порном оголовке скважины постепенно открывают за- движку. Остановка агрегата осуществляется постепенным закрыванием задвижки, после чего выключают элек- тродвигатель. Остановка электродвигателя при от- крытой задвижке может при- вести к гидравлическому удару, разрыву магистраль- ных водопроводов, наруше- нию герметизации Стыковых соединений, а иногда к паде- нию насоса в скважину. Правильно opi iitiii ioisan- ное обслуживание п наблю- дение за работой насосного агрегата позволяет своевре- менно обнаружить и ликви- дировать появившиеся не- исправности. Основные неисправности при работе иасоса, их при- чины и способы устранения приведены в табл. 3.
X z X >, i | ME i >, S.X a. H8 о о И V X Ь- а. я s л 1 2 *ю >; <о i хат з X а. о о о » а. о. о а. а. о о о я я я о я a. о с м 2 я Si I о аз о я 3 2 S я 2
ч VO 2 Si И s o. a o. 2 5 £ о I i S5 a 3 О 4 , a.O HI Si о. e ЯЗ X III и» о. о g- fe = fe л5£ ЯЗ si-Is Hi a- » t * S a a flj ' S 3/ £ zl flj ||ili|| — o4 со 4j- ill Sis Is a x m я a. a. s«i О к О п. о c I | I 1 с о ш а. S • со X ( «СП СЕ 3 3 £ г я 1 =: к S -■с з: та _ га о. я х 5| о-3. н а: соса с я i=i л 1 са 0J 3 и н S разбу со О X X зведе о о. с сгата а. S5 "«is asm 2 к 51© 4 Jto с о R X X <и а. ь- II X ю. ■ Ч С EJ — о4 со "* "т- w л О V *' X X О. У X ■*■ з а. о i с * i 5 I- х я S3 ? * я н о as J (T5>s а шС a U I 5 к а.3 3 а Л X 5 5 § S 111" IИ 1 I I
9. К неисправностям в ра- боте скважины относятся: уменьшение подачи воды, изменение ее качества и некоторые другие дефекты, допущенные буровой органи- зацией, которые впослед- ствии выявляются в про- цессе эксплуатации. На уменьшение подачи воды оказывает влияние уве- личение глубины до стати- ческого и динамического уровнен воды в скважине. Это может быть прогресси- рующим или периодическим явлением. Прогрессирующее увеличение глубин связано с истощением водоносного горизонта илн постепенным уменьшением рабочей пло- щади скважины вследствие засора ствола геологически- ми породами или закупор- ки водоприемной рабочей части фильтра различными отложившимися солями, мел- кими фракциями геологи- ческих пород, кольматацией ирифильтровальной зоны. Периодическое увеличе- ние глубин до статического и динамического уровней во- ды связано с влиянием ра- боты другой скважины, на- ходящейся в зоне депрес- сионной воронки или с гид- равлической взаимозависи- мостью эксплуатационного водоносного горизонта с по- верхностными атмосферными водами. Неисправности в работе скважин и их устранение Нередки случаи поглоще- ния вод одного эксплуата- ционного горизонта другими, с меньшим пьезометрическим напором через коррозионные отверстия обсадных труб нли из-за дефектов, допущенных буровой организацией при сооружении скважины (не- заделки срезов вырезанных труб, отсутствии или нека- чественной подбашмачной и затрубной цементации). В табл. 4 приведены при- чины изменения глубин до динамического и статическо- го уровней воды в скважине. Ликвидировать отклоне- ния можно различными спо- собами. Уменьшение подачи воды без изменения глубины до статического уровня свя- зано с износом насосного г)грегата или с уменьшением напряжения в электросило- вой линии. Устранить эти неисправности можно про- филактическим ремонтом на- соса и регулировкой напря- жения в трансформаторной подстанции. При неизменной глубине до статического и динами- ческого уровней уменьшение подачи воды связано с утеч- кой ее через неплотности стыков или коррозионные от- верстия водоподъемных труб. В этом случае демонтиру- ется насос и ликвидируются перечисленные дефекты. Увеличение глубин до
9. Неисправности в работе скважин 45 статического и динамическо- го уровней скважины объяс- няется истощением эксплу- атационного водоносного го- ризонта, отбором воды свыше установленного баланса и является грубым нарушением правил эксплуатации под- земных вод. Чтобы пре- дотвратить полное прекраще- ние водоотдачи скважины, необходимо сократить пода- чу из нее воды. Из-за гидравлической связи эксплуатационного во- доносного слоя с поверх- ностными атмосферными во- дами происходит изменение качества воды в физико- химическом и бактериологи- ческом отношениях, что тре- бует более строгой зоны санитарной охраны. Увеличение глубины до динамического уровня при неизменной глубине до ста- тического уровня встреча- ется наиболее часто и свя- зано с уменьшением притока воды в скважину через ее рабочую часть. Уменьшение поверхности рабочей части скважины вызвано заилением ствола Таблица 4. Причины изменения глубин до уровня воды в скважине Статический уровень воды Динамический уровень воды Удельный дебит Возможные причины изменения Без измене- ния Понизился Периодически понижается Без измене- ния Ниже, чем раньше То же Выше, чем раньше Понизился Периоди- чески по- нижается Ниже, чем раньше То же Без изме- нения или несколько больше Без изме- нения То же Уменьшился Почти без изменения Уменьшился Уменьшение подачи воды насосом Районная депрессия, нсто- щеиие водоносного слоя Влияние работы соседней скважины. Эксплуатацион- ный водоносный горизонт гидравлически связан с по- верхностными водами; влия- ние атмосферных осадков Уменьшение притока воды в скважину через рабочую часть: заиление, зараста- ние фильтра, кольматация прнфильтровальной зоны Поглощение воды из сква- жины через дефекты об- садных труб, находящихся выше динамического уровня То же, но дефекты в трубах находятся ннже динами- ческого уровня, районная депрессия, влияние соседней скважины
46 9 HtuctipaenocTu в работе скважин скважины, химической заку- поркой фильтровального участка, кольматацией при- фильтровальной зоны. При заилении ствола скважины геологическими породами производят его чистку бу- ровым инструментом (желон- кой) и промывают эрлифтной установкой. В настоящее время эрлифтная установка применяется редко. Наибо- лее эффективным способом очистки ствола скважины от заиления в настоящее вре- мя является использование скважинного насоса с по- гружным двигателем. На рис. 11 показана схема при- способления на насосе для очистки скважины. Максимальный диаметр скважинного насоса с по- гружным двигателем должен Рис. II. Приспособление для чистки скважины I — скважинный насос с погружным электродвигателем; 2 -стакан; ,? —усиленная муфта 4 - токоподводярций кабель; И - фильтровальная труба; в - водоподъемная труба- 7 — гофрированный шланг; S - рсщиовый имаиг; 9 водоиодьемная rpvfia
9. Неисправности ч работе скаажин быть на 100 мм меньше диаметра фильтровальной трубы или рабочей части скважины, а диаметр стакана на 50 мм. Насос вставля- ется в стакан, а его напор- ный патрубок соединяется с водоподъемной трубой с помощью усиленной муфты. Кабель и водоподающая тру- ба для размыва заиления выводятся из стакана. Гер- метизация их не требуется. Приспособление подвешива- ется на тросе и с водо- подъемными трубами опуска- ется в скважину. Включе- ние в работу насосного агре- гата производят не доходя 1 м до заиления. К колену водоподъемной трубы при- соединяют гофрированный шланг для отвода воды, а к водоподающей трубе — резиновый шланг, подклю- ченный к водопроводной тру- бе. По мере осветления воды и уменьшения выноса осев- шей геологической породы приспособление постепенно опускают глубже до тех пор, пока не очистят полностью ствол скважины. Практика применения этого приспособ- ления показала, что ско- рость очистки ствола сква- жины от мягких отложений и песка составляет около 10 м в час. Но прн работе не рекомендуется допускать большого выноса отложений, так как это может привести к износу насоса, к забивке отложениями зазора между корпусом электродвигателя и стаканом. Химическую закупорку фильтра мягкими отложе- ниями, кольматацию при- фильтровальной зоны устра- няют гидро- или пневмопро- мывкой, путем нагнетания через кольцевую форсунку под давлением воды или сжа- того воздуха. Промывку ра- бочей части фильтра начи- нают снизу, постепенно под- нимая форсунку. Давление у кольцевой форсунки долж- но быть не менее 0,4 МПа. По окончании промывки фильтра производят про- качку скважины насосом. Но наибольший эффект при устранении закупорки фильтра достигается прове- дением пиротехнических ра- бот, подрывом детонирую- щего шиура или сжиганием пороха в зоне рабочей части скважины. Пиротехнический метод применяется при лик- видации как механической, так и химической закупорки фильтра. Основным принци- пом этого способа является использование энергии взры- ва малых зарядов взрыв- чатого вещества для раз- рушения отложившихся осадков на фильтре, в при- фильтровальной зоне, а так- же ликвидация механической закупорки мелкими фракци- ями геологических пород. С этой целью применяют торпеду из детонирующего шнура (ТДШ) (метод разра- ботан ВНИИгеофизики) и снаряд с черным дымным порохом (метод разработан специализированным управ- лением Росводокаиалналад- ка МЖКХ РСФСР). В первый момент газы, образующиеся при взрыве пороха, находятся под боль- шим давлением в «кружа-
48 9. Неисправности в работе скважин ющей среде — воде. Затем онн начинают расширяться, и давление в пузыре сни- жается. При уравновешива- нии давления в газовом пу- зыре со столбом воды иад ним газы приобретают боль- шую скорость и по инерции продолжают расширяться до израсходования всего запаса кинетической энергии. При прохождении газо- вого пузыря через фильтр в затрубное пространство на стенках труб разрушается осадок, а в зафильтроваль- ном пространстве — плотная сцементированная пленка. Когда давление в газовом пузыре будет ниже гидроста- тического, на осадок дей- ствуют силы, стремящиеся выбросить освободившиеся частицы пород и осадок внутрь фильтра. Этот про- цесс повторяется и со вре- менем постепенно затухает. Такая пульсация газового пузыря с затухающей ампли- тудой колебания давления происходит несколько раз за один взрыв до израсхо- дования всего запаса кине- тической энергии и способ- ствует вибрации окружаю- щей среды и устранению осадков с фильтра. До производства взрыв- ных работ необходимо озна- комиться с конструкцией скважины, фильтра, структу- рой и фракциями водонос- ных пород, результатами от- качек воды, анализами воды н сравнить их с первона- чальными, а также с гидро- логическими изменениями, происшедшими со времени эксплуатации скважины. Пе- ред пуском снаряда необхо- димо проверить глубину сква- жины. В случае заиления или засора рабочей части фильтра породой или посто- ронними предметами оиа должна быть вычищена, а посторонние предметы из- влечены. ТДШ состоит из заряда, представляющего собой 1—3 отрезка шнура, связанного в пучок и находящегося в водостойкой оболочке, и смонтированных иа стальном тросе головки с электро- детонатором или взрывопат- роном, с помощью которого производится подрыв шнура, приспособления для центри- рования торпеды в зоне ее подрыва и груза для натяже- ния троса. Торпеда содержит 12,5 г взрывчатого вещества на 1 м длины шнура. Промышленность выпус- кает два типа торпед: ТДШ-50 и ТДШ-25, отлича- ющихся диаметром и кон- струкцией головки. ТДШ-50 имеет макси- мальный диаметр 50 мм и го- ловку многократного дейст- вия. В головке помещается электродетоиатор и отрезок детонирующего шнура, от которого детонация переда- ется всему заряду торпеды. ТДШ-25 имеет макси- мальный диаметр 25 мм. В ее головке заложен взрывной патрои разового действия и электродетонатор. Взрывной импульс детони- рующему шнуру передается через стенку патрона. Длина торпеды соответ- ствует длине рабочей части скважины. Согласно инструк-
9. Неисправности в работе скважин 49 ции в зависимости от кон- струкции фильтра произво- дят 1—2 взрыва торпеды. Собранную торпеду присое- диняют к токоподводящему кабелю и на нем опускают ее иа заданную глубину. Затем производят подрыв торпеды. После подрыва из скважины извлекают го- ловку и стальной трос с центрующим устройством и грузом. Применение пороховых снарядов для восстановления дебита скважины не требует специального оборудования, больших капитальных за- трат, продолжительного вре- мени. Кроме того, порох обладает небольшой разру- шающей силой, вследствие чего значительно уменьша- ется возможность разруше- ния каркаса и прорыва фильтровальной сетки. Ам- плитуда колебания давления в газовом пузыре после подрыва порохового снаряда в координатной сетке более плавная и продолжительная, чем при подрыве детони- рующего шнура. Снаряд представляет со- бой обычную стеклянную бутылку вместимостью 0,5 л, в которую насыпается черный дымный порох. В него вставляют электро- запал из стальной прово- локи, к которому присо- единяют электропроводный кабель с водонепроницаемой изоляцией. Герметизация за- ряда осуществляется набив- кой бумажного пыжа, поверх которого насыпают сухой пе- сок, а горлышко заливают расплавленным гудроном (битумом) (рис. 12). Стеклянные бутылки сле- дует применять при спуске снаряда в воду на глубину не более чем на 35—40 м, считая от статического уров- ня. При большом столбе воды над снарядом бутылка мо- жет быть раздавлена гидро- статическим давлением. В этих случаях вместо бутылок следует применять металли- ческие стаканы, изготовлен- ные из обрезков газовых труб диаметром 63—100 мм. Для заряда рекоменду- ется применять черный дым- ный порох. Его количество зависит от диаметра фильтра, высоты столба воды под сна- рядом, структуры и фракций водоносных пород, степени коррозии каркаса и харак- тера закупорки фильтра. По- скольку определить ряд фак- торов, влияющих на величи- ну заряда, невозможно, ори- Ф8-16, Рис. 12. Пороховой снаряд 1 — черный дымный порох: 2 - электро- запал; -V бумажный пыж; 4 - ni'toh, 5 —битум, гудрон
50 9. Неисправности в работе скважин ентировочно насыпают 200— 400 г пороха. Как правило, массу за- ряда определяют практи- ческим путем, начиная под- рывы снарядом с мини- мальной массой заряда. При незначительной эффектив- ности массу увеличивают и производят повторный взрыв. Практика показала, что в скважинах, оборудованных сетчатыми фильтрами, мас- са заряда не должна пре- вышать 0,5 кг, в перфориро- ванных трубах — 1 кг чер- ного дымного пороха. При ликвидации меха- нической закупорки и гли- низации (после роторного бурения) заряды должны иметь большую массу, чем при ликвидации мягких от- ложений (например, гидро- оксида железа). Подрывы снарядов про- изводят в рабочей части фильтра, начиная снизу, че- рез каждые 1 —1,5 м. Кате- горически запрещается под- рывать несколько снарядов, так как это может при- вести к разрушению кар- каса фильтра и поврежде- нию фильтровальной сетки. Во время подрывов порохо- вых зарядов устье скважины должно быть полностью от- крыто. Не следует подрывать заряды на расстоянии выше 1,5 м от сальника над- фильтровальиой трубы, а также в глухих участках фильтра. Несоблюдение этих условий может привести к разрушению сальника или фильтра. После подрывов снарядов по всей длине рабочей части фильтра осу- ществляют строительную прокачку скважины, чтобы удалить продукты взрыва, разрушенные осадки и ос- вободившиеся частицы по- род. Пиротехнические работы производят также и в сква- жииах, не оборудованных фильтрами. В этих случаях цель работ — увеличение ра- бочей поверхности или тре- щиноватости устойчивых во- доносных пород и освобож- дение трещин от осевших в иих мелких фракций гео- логических пород. Торпедирование допуска- ется выполнять в скважи- иах при наличии столба воды в них не менее чем 30 м над местом взрыва и глубине 5 м от башмака последней колонны обсадных труб. При меньшем столбе воды применять торпедиро- вание неэффективно, так как может произойти выброс воды из скважины. При производстве взрыв- ных работ в скважинах, не оборудованных фильтра- ми, корпус торпеды изго- товляют из асбестоцемент- ной трубы возможно боль- шего диаметра. Чем меньше кольцевой зазор между кор- пусом торпеды и породой, тем больший эффект от взры- ва. Торпеды с металлическим корпусом применять не ре- комендуется, так как затруд- няется извлечение из сква- жины остатков торпеды. В качестве взрывчатого ве- щества для торпедирования обычно используют аммонал или тротил. Его массу G, кг,
9- Неисправности в работе скважин 51 подсчитывают по формуле О = 8.3 (R3/abc), где R — наибольший радиус раз- рушения в зависимости от кре- пости пород (принимается 0,5— 1,5 м); а — коэффициент сопро- тивления породы (для извест- няков 0,5, для гранита 0,3, мягких глин 1,2); Ь — коэф- фициент материала торпеды (для стали 0,9, асбестоцемен- та I); с — коэффициент, зави- сящий от разницы диаметров между корпусом торпеды и сква- жиной (прн разности диаметров 25 мм он равен 0,95, 38 мм — 0,9,50 мм — 0,85). На рнс. 13 показана тор- педа, изготовленная из ас- бестоцементной трубы. Ниж- няя и верхняя части корпуса торпеды забиты деревянной пробкой / и залиты гудро- ном 2 или битумом. Для увеличения массы в нижнюю и верхнюю части насыпают песок 3, затем аммонал или тротил 5 с электроде- тонаторами 4 и заливают гудроном илн битумом. Электропроводка от электро- детонаторов выводится из торпеды через верхнюю пробку. Заряженную торпе- ду опускают в скважину на стальном илн пеньковом ка- нате и производят подрыв на заданной глубние. Тор- педирование следует начи- нать с нижней части (за- боя) скважнны. Обычно про- изводят 2—5 взрывов на различных глубинах. При взрыве торпеды порода раз- рушается в радиусе 0,5— 1,5 м, а по высоте 2—4,5 м. При взрыве торпеды помимо разрушения породы и уве- личения трещнноватостн об- разующиеся при взрыве тор- педы газы вытесняют воду и породу нз скважины на Рис. 13. Торпеда
52 9. Неисправности в работе скважин большое расстояние. После взрыва вода снова с большой скоростью устремляется в скважину, что способствует интенсивной промывке тре- щин и вымыванию из иих мелких частиц и отложений. После окончания взрывных работ ствол скважины очи- щают от породы и остатков корпуса торпеды и произво- дят прерывистую прокачку. В результате торпедирования удельный дебит скважины значительно возрастает, так как увеличивается трещино- ватость пород и поверхность рабочей части скважины. Если торпедирование производят для того, чтобы восстановить удельный де- бит скважины, масса заряда не должна превышать 6—8 кг. Заряды в скважину опускают в полиэтиленовом мешке, а на токоподводя- щий кабель подвешивают груз. В этом случае наблю- дается незначительное разру- шение пород, ио происходит интенсивная прочистка тре- щин от мелких фракций по- род. Если торпедирование необходимо для увеличения рабочей поверхности сква- жины за счет разрушения водоносных пород, то масса заряда должна составлять 18—28 кг в зависимости от крепости водоносных пород Химическую закупорку фильтра отложившимися со- лями в зависимости от их характера устраняют также гидравлическим или хими- ческим способом. По своему характеру закупорка филь- тров подразделяется на мяг- кую (гидроксил железа) и твердую (сернистое железо при наличии в воде серо- водорода, редко известковый туф). Мягкие осадки вымы- вают при прерывистой про- качке скважины, твердые от- ложения — только химиче- ским способом. Во время отбора воды из скважины при прохождении ее через рабочую часть фильтра нарушается хими- ческое равновесие состава подземной воды. Гидравли- ческое сопротивление фильтра способствует интенсивному выделению растворенных в воде газов: кислорода, угле- кислоты, сероводорода. Газы вступают в химическую ре- акцию с растворенными в во- де металлами, образуя их оксиды, которые впослед- ствии осаждаются иа фильтрах, закупоривая от- верстия. Реакция протекает по следующей схеме: 2НСОз -> СО2 + СОз + Н2О. При наличии в воде би- карбоната закисного железа Fe (НСОз)г последний распа- дается и образуется гид- роксил железа Fe (НСОзJ -* Fe (OHh + 2СО2; Fe (OHh-f О2+ H2O-v4Fe(OHJ. При наличии в воде боль- шого количества катионов кальция и магния образу- ются карбонаты кальция СаСОз и магния MgCCb. Помимо образования со- лей в виде гидроксил а же- леза, карбоната кальция и магния, выделяющиеся газы вступают в химическую ре-
9. Неисправности в работе скважин 53 акцию с металлом фильтра, коррозируя его. При наличии блуждающих токов и раз- личии потенциалов в метал- лах, из которых изготовлены детали фильтров, возникают гальванические пары, при- водящие к осаждению со- лей и электрохимическому разрушению фильтра. Химический способ за- ключается в переводе не- растворимых осадков гидрок- сила железа, карбоната кальция, магния и других отложившихся солей в раст- воримые. Он основан на спо- собности соляной кислоты растворять отложения как непосредственно на фильтре, так и в зафильтровальном пространстве. Химические процессы протекают по сле- дующим уравнениям: Ре(ОН)з+ЗНС1->-РеС1з+ЗИ2О; CaCO.i+2HCl->CaCl2+H2O+ +СО2; g +СО2; FeCO3+2HCl->FeCl2+H2O+ +СО2; FeS+2HCI->-FeCl2+H2S; CaS+2HCl->-CaCI2-fH2S. Для обработки скважин применяют несколько разно- видностей соляной кислоты (табл. 5). При заказе кислоты для обработки скважины необхо- димо указывать, что кислота будет применена для обра- ботки пищевого продукта. Это очень важно, так как в качестве ингибитора в кис- лоту могут добавить мышьяк, формалин и другие вещества, оказывающие вредное воз- действие на организм че- ловека. Количество соляной кислоты должно быть в 1,5 раза больше объема рабочей части скважины. Кислоту заливают в сква- жину через заливочную тру- бу диаметром 32 или 38 мм, опущенную до рабочей части фильтра. Во время заливки во избежание ожогов сле- дует надевать предохрани- тельные очки и закрывать нос и рот марлевой повязкой. После заливки всей порции кислоты заливочную трубу извлекают и устье скважины заглушают фланцем, к кото- рому приварен патрубок с Таблица 5. Виды соляной кислоты, приме- няемые для обработки водяных скважии Кислота Кислота соляная синтетическая техническая: марка марка Кислота То же Кислота А Б соляная техническая соляная из газов хлорорганнческнх производств: сорт I сорт I очищенная неочищенная Концентрация, Не Не Не менее 33 менее менее 30 27,5 35 31,5 27,5 ГОСТ или ТУ ГОСТ 857—78* ГОСТ 857—78* ТУ 6-01-468—78 ТУ 6-01-1194—79 ТУ 6-01-193—75
54 9. Неисправности в работе скважин двумя кранами и мано- метром. К одному из кранов присоединен гибкий шланг, идущий к передвижному ком- прессору или к баллону с азотом. Воздух, поступаю- щий через кран в обсадную трубу, давнт на поверхность воды в скважине, которая, в свою очередь, давит на соляную кислоту, находящу- юся в фильтре, и вытесняет ее в зафильтровальиое про- странство. Во время про- хождения через фильтр кис- лота взаимодействует с со- лями, растворяя их. Спустя 1 ч кран, через который нагнетают воздух, Рис. 14, Кислотная пробка 1 iiitTpyftuK о otih |Hi мячи; 2 флан- цы: 3 залнвочцли тр\Гш: 4 -■ прнжим- |нж фланец; 5 — шпильки: 6 — резнно- »аи прокладка закрывают и открывают кран для выпуска воздуха. Соля- ная кислота снова поступает в скважину и уровень воды восстанавливается. Так про- делывают 5—6 раз. Давление воздуха зави- сит от размера столба воды над фильтром. При вытесне- нии соляной кислоты уровень воды в скважине не должен падать ниже верхней части фильтра. После обработки фильтра соляной кислотой скважину прокачивают прерывистой от- качкой при помощи эрлифт- ной установки для выноса продуктов реакции и мелких частиц пород. Производить прокачку насосом с погруж- ным электродвигателем не рекомендуется, так как непрореагировавшая кисло- та может попасть в электро- двигатель и повредить его. Аналогично обрабатыва- ют соляной кислотой сква- жины, пробуренные в устой- чивых трещиноватых водо- носных известняках. При вы- теснении соляной кислоты из скважины сжатым воздухом она проникает по трещинам на большое расстояние, раст- воряя на своем пути из- вестняки, и этим самым уве- личивает трещиноватость. Для экономии соляной кисло- ты при обработке отдельных участков фильтров приме- няют кислотную пробку (рис. 14). При этом способе прочистки скважины расхо- дуется 30—40 кг ингибиро- ванной соляной кислоты ни 1 м фильтра. Кислотная пробка пред- ставляет собой патрубок с
9. Неисправности в работе скважин 55 фланцами, диаметр которого на 50 мм меньше диаметра фильтровальной трубы. В патрубке просверлены отвер- стия диаметром 8—10 мм. Через верхний фланец вво- дится заливочная труба. Между фланцами при по- мощи болтов зажимается ре- зиновая прокладка толщиной 10—20 мм, плотно прилега- ющая к стенкам фильтра. Высота патрубка должна быть в 2 раза больше диа- метра фильтра. Фланцы де- лают иа 15 мм меньше внут- реннего диаметра фильтра. Кислотную пробку опус- кают до обрабатываемого участка и в нее заливают кислоту. Через заливочную трубу кислота поступает в патрубок, а из него через отверстия в фильтр и далее в зафильтровальное про- странство. Залив в пробку кислоту, ее опускают глубже и обрабатывают последую- щий участок. После обра- ботки всего фильтра про- изводят обычную прерывис- тую прокачку. В последнее время раз- работана новая установку для очистки рабочей части фильтров от продуктов кор- розии и отложений различ- ных солей. Ее работа осно- вана на электрогидравли- ческом эффекте, возникаю- щем в воде от электри- ческих разрядов тока высо- кого напряжения. Установка состоит из генератора, кон- денсатора, разрядника с то- коподводящим кабелем и па- нели автоматической на- стройки. Установка монтиру- ется на шасси любой гру- зовой автомашины. Разряд- ник, соединенный с кабелем, опускают в скважину до заданной глубины. Энергия от генератора в виде им- пульсов току высокого на- пряжения подается на электроды разрядника и создает разряды с импульсом 5—8 с. Через каждые 3—5 или более разрядов в зави- симости от длины фильтра разрядник поднимается выше на 0,15—0,2 м. Установка полностью автоматизирова- на, питание осуществляется от сети напряжением 380 В. 10. Восстановление качества воды Химический состав под- земной воды разнообразен. Как правило, химический состав воды для питьевых целей должен находиться в пределах допустимых норм, указанных в ГОСТ 2874—82. Очень часто анализ проб воды после окончания соору- жения скважины расходится с анализами воды, проведен- ными прн эксплуатационной откачке. Это объясняется некачественной строительной
56 10. Восстановление качесиш воды откачкой, при которой из скважины выкачивают мень- ше воды, чем это преду- смотрено СНиПом, при не- установившемся эксплуата- ционном режиме. В процессе эксплуатации при большом количестве по- даваемой воды из-за нека- чественной затрубной и меж- трубной цементации кольце- вых зазоров вследствие де- прессионной воронки проис- ходят подсосы воды из дру- гих водоносных слоев, и ка- чество воды ухудшается. На- пример, увеличение содержа- ния в воде хлоридов, суль- фатов железа, появление азотистых соединений или увеличение их содержания, увеличение жесткости, мине- рализации, окисляемости указывают на подсос воды из грунтовых и аллювиаль- ных слоев. По характеру изменений химического со- става воды при ознакомле- нии с окружающей террито- рией можно судить об источ- никах загрязнения. Грунтовые и аллювиаль- ные воды в районах насе- ленных пунктов, промышлен- ных и сельскохозяйственных предприятий насыщены бы- товыми и промышленными стоками, поэтому возможно бактериальное загрязнение вод эксплуатируемого слоя. Наиболее распространены подсосы посторонней воды вследствие попадания оча- гов загрязнения (свалок, карьеров и. т. п.) в зону депрессионной воронки, из- менения направления потока подземных вод из-за увели- чения глубины до динами- ческого уровня, нарушения технических условий при со- оружении скважины и ее эксплуатации. Бактериальные загрязне- ния при сооружении скважин могут быть также занесены трубами, буровым инстру- ментом, гравийной обсыпкой, глинистым раствором. Но они быстро вымываются стро- ительной откачкой. Иногда бактериальные загрязнения могут попасть в скважину через незакрытое устье, на- ходящееся в заглубленном павильоне во время затопле- ния его грунтовыми водами. Бактериальное загрязнение подземных вод можно устра- нить при помощи хлориро- вания скважины раствором хлорной извести с содержа- нием активного хлора не ме- нее 100 мг/л в течение 2 ч. При этом количество хлор- ного раствора для обеззара- живания скважины должно быть на 50% больше воды в скважине. В табл. 6 указаны при- чины ухудшения качества воды, возможные источники загрязнений, пути их по- ступления и возможные спо- собы восстановления ка- чества воды. Кроме перечисленных су- ществуют также случаи изме- нения качества воды, связан- ные непосредственно с кон- струкцией, эксплуатацией и различными дефектами сква- жины. Поступление посторонних вод через незаделанный срез вырезанной и извлеченной трубы или через срез над- фильтровальной трубы опре-
о н з x X г X a с о t и га 3 з; Ч О га ^ H =r p*i x ■»- ^ е-2«s-o.3 s я с; 3 га х ' >>а: £ X га X X ч Ч ° К £ 01 Н — О СО |£ О. Ч x3 с( 2 п ю °xS Is III 5 ч Sag >,« X о. Я ч СО п( X X (S ■** *-* ,2 ч S m 3 С «о а> х а | S3 й J • »: о о га с с о ( га о ? К1
1 2 x s СП СП X «if! щ Я « X 10 >>h Is XX о о = >-. я о. Ш X 2 О >> g О. О. эя * щ о х « с( « m За» га н со O.U О П ш CO tt; е; а. Я О S- ^ о. о g О о ж в U -Я о я га н Ё § .о» ф •*• СП ж S Я Ч ЭО О.Я [- о Си я о и а> X X £ g £ si- 5»!
10. Восстановление качества воды 59 деляют нагнетанием воды в скважину, предварительно перекрыв резиновой пневма- тической пробкой водопри- емную часть скважины. Пневматическая пробка (рис. 15) представляет собой патрубок с отверстиями, к торцам которого приварены фланцы диаметром на 10— 13 мм меньше внутреннего диаметра вырезанной колон- ны или надфнльтровальной трубы. На фланцы надет ре- зиновый мешок, изготовлен- ный из резинового баллона автомобиля, который плотно зажат фланцами. Нижний фланец глухой, верхний име- ет отверстие, через которое введена воздуходувная тру- ба. Пробку на трубах или полых штангах опускают в скважину до заданной глу- бины. Через трубу нагнетают воздух. Воздух поступает в резиновую камеру, которая, раздуваясь, плотно прилегает к стенкам трубы и пере- крывает доступ воды в сква- жину через водоприемную часть. Давление воздуха, на- гнетаемого в камеру, должно быть на 0,15—0,2 МПа A,5— 2 атм) больше, чем давле- ние, создаваемое столбом воды над пробкой. Если вода поступает в скважину через кольцевой срез из другого водоносного горизонта, имеющего боль- ший пьезометрический напор, чем эксплуатируемый горн- зонт, то уровень воды в сква- жине будет повышаться, а во- доносного горизонта, имею- щего меньший пьезометри- ческий напор,— понижаться. Рис. 15. Пневматическая пробка I — патрубок; 2 — прижимной фланец; 3 — резиновый мешок; 4 — прижимные шпильки; 5 — воздухоподаюшая труба При равном пьезометри- ческом напоре в скважину следует заливать воду, следя за его уровнем. Уменьшение уровня указывает на отсут- ствие заделки кольцевого за- зора. В большинстве случаев затрубный и межтрубный приток посторонней воды яв- ляется следствием наруше- ния организациями, произво- дящими буровые работы, тех- нических условий на соору- жениях водяных скважин. Во время проходки пород буровым инструментом при вращательном способе буре- ния между установленной колонной обсадных труб и породой имеется большой
60 10. Восстановление качества воды кольцевой зазор. При от- сутствии подбашмачной или затрубной цементации по затрубному пространству происходит поступление во- ды из перекрытых водонос- ных слоев в эксплуатаци- онный. Вода с нежелатель- ным химическим составом может поступать по двум путям: под башмак послед- ней колонны обсадных труб, а затем через срез (если вырезана последующая ко- лонна). Ликвидировать поступле- ние воды в эксплуатационный горизонт через срез обсад- ной колонны можно отклю- чением рабочей части сква- жины при помощи времен- ного тампонажа песком до среза обсадной трубы. После заливки цементного раствора состава 1:1 песок извлекают из скважины или вместо там- понажа на срез вырезанной обсадной трубы устанавли- вают коническую пробку. Эта работа не всегда выполнима. Как правило, такую сква- жину, как бракованную, под- вергают санитарно-техни- ческой заделке, а вместо нее сооружают новую. Име- ются и другие способы, ко- торые не менее сложны и до- роги, проводить которые не рационально по экономи- ческим причинам. Чтобы ликвидировать по- ступление воды через дефек- ты обсадных труб, в сква- жину устанавливают новую колонну обсадных труб со специальным сальником на конце. Затем кольцевой зазор цементируют. При этом зна- чительно уменьшают диаметр эксплутационной колонны, так как для цементации коль- цевого зазора требуется за- зор не менее чем 50 мм на сторону. Санитарно-техническую за- делку скважины вследствие выхода ее из строя, износа обсадных труб и других при- чин производят по проекту, согласованному с местными санитарными органами, по действующим правилам. Санитарно-технической за- делке (тампонажу) подлежат все скважины, надобность в которых миновала или ис- пользование которых невоз- можно из-за износа обсадных труб. К ним относятся: пришедшие в негодность водяные скважины, восста- новление которых невозмож- но или нецелесообразно; заброшенные водяные скважины, эксплуатация ко- торых не производится по тем или иным причинам; водяные скважины малых диаметров, пробуренные для временного водоснабжения; водяные скважины с ма- лым дебитом или неправиль- ной конструкции, исправле- ние которых невозможно или нецелесообразно; использованные поиско- вые и геологоразведочные скважины; поглощающие скважины, способные загрязнить эк- сплуатируемые водоносные слои. Предписание на заделку скважины по санитарным причинам дает местная са- нитарно-эпидемиологическая станция (СЭС) на основании
tO. Восстановление качества воды салнтарно-техннческого акта с обязательным приложением результатов анализов воды и с указанием причин не- возможности эксплуатации, восстановления или исполь- зования скважины. Заделку скважины, кото- рую невозможно эксплуати- ровать или восстановить по техническим причинам, про- изводят на основании за- явления владельца скважи- ны по согласованию с санн- тарными, коммунальными и территориальными геологи- ческими управлениями. Если в процессе бурения скважины было допущено сообщение между собой раз- личных водоносных слоев, необходимо при заделке сква- жины этот дефект ликви- дировать. Межтрубные за- зоры должны быть надежно заделаны раствором цемен- та. До начала работ нужно составить программу на за- делку скважины. Программу работ составляют на основа- нии обследования скважины, в процессе которого опре- деляют: глубину скважины, сте- пень заиления забоя или засорения фильтра; действительную конструк- цию скважины и техническое состояние обсадных труб; связь грунтовых вод с эксплуатационным водонос- ным слоем. К программе на заделку скважины прикладывают следующие материалы: ситуационный план с на- несением месторасположения скважины и абсолютные от- меткн устья, забоя, стати- ческого уровня; справку о назначении скважины, геологический разрез ее и гидрогеологи- ческое заключение; результаты анализов во- ды (первоначальные и на- стоящие); наличие затруб- ной и межтрубной циркуля- ции воды (наличие цирку- ляции воды в межтрубном зазоре определяют, нагнетая в межтрубный зазор воду или краситель); материалы о характере загрязнения (химического, бактериологического, меха- нического) и возможных его источниках; сведения об имевшихся в процессе эксплуатации скважины изменениях или исправлениях ее конструк- ции (вырезка или извлече- ние обсадных труб, уста- новка или извлечение пер- форированных труб, фильт- ров, аварии водоподъемни- ков и т. д.); сведения о ближайших скважинах, расположенных в радиусе до 500 м, и крупных водоааборах в радиусе до 20 км. Программу работ на за- делку скважины обязатель- но согласовывают с местной СЭС. Тампонаж производит организация, выполнявшая буровые работы, или спе- циализированная организа- ция. Ответственность за пра- вильность производства ра- бот по заделке в соответ- ствии с утвержденной про- граммой несет владелец скважины. Технический от- чет о ликвидационном там-
62 10. Восстановление качества воды понаже предъявляют терри- ториальному геологическому управлению, местной СЭС и коммунальным органам. Производство заделки изложено в «Правилах са- иитарно-технической заделки (тампонажа) водяных сква- жин», разработанных управ- лением Росводоканалналад- ка и согласованных с Мини- стерством здравоохранения РСФСР. Санитарно-техническая за- делка состоит из: очистки забоя скважины от засора, посторонних пред- метов, очистки стенок от кор- розии и осадков, отбора проб воды для анализа; обработки раствором хлорной извести с концен- трацией активного хлора не менее 100 мг/л; засыпки в рабочую часть промытого, прохлори- рованного фильтрующего ма- териала (гальки, гравия, пес- ка) и заливки первой пор- цин цементного раствора со- става 1:1 маркой цемента не ниже 500 (тампонажный или гидроцемент); перфорации обсадной трубы (при одноколонном креплении скважины) против верхних водоносных слоев, промывки, хлорировании кольцевых зазоров, заливки второй порции цементного раствора; отрывки шурфа вокруг скважины размером 1X0,5 м и бетонирования шурфа и срезов обсадных труб до уровня пола павильона, шахты, приямка (состав бе- тона 1:3). 11. Особенности эксплуатации насосов с погружными электродвигателями Промышленность в ос- новном, выпускает два типа водозаполняемых электро- двигателей с различным кон- структивным решением ниж- ней его части — с резиновой диафрагмой и глухим флан- цем. Полость их изолирована от внешней среды для того, чтобы в электродвигатель не попадали агрессивные компо- ненты, находящиеся в отка- чиваемой воде (кислород, сероводород, углекислота). Перед спуском насосного агрегата в скважину полость электродвигателя заполняют чистой водой. Когда сква- жинный насос опускают в воду, он испытывает на себе давление гидростатического столба воды и из-за этого резиновая диафрагма выги- бается и вытеснения воды из полости электродвигателя не происходит. Во время ра- боты насосного агрегата не- обходимо не допускать по- терь воды из полости электро- двигателя, так как при от- сутствии ее вкладыши ра- диальных подшипников, пяты
//. Особенности эксплуатации насосов 63 и подпятника могут оголить- ся и без смазки водой и охлаждения быстро выйти из строя. Отсутствие подпятника у электродвигателя приводит к вертикальному смещению вала электродвигателя и на- соса, при этом зазор между рабочими колесами и направ- ляющими аппаратами умень- шается. В результате умень- шаются иапор и подача воды иасосом, возникают треиия рабочих колес о направля- ющие аппараты, и возрастает сила тока. Выход из строя вкладышей радиальных под- шипников электродвигателя приводит к сильной вибра- ции агрегата, водоподъем- ных труб, а иногда и к ава- риям: обрыву насоса, расша- тыванию стыков водоподъем- ных труб и т. д. Избежать вытеснения во- ды из корпуса электродви- гателя можно, осуществив его техническое усовершен- ствование. Для этого извле- кает резиновую диафрагму, снимают глухой фланец и просверливают в ием 6—8 от- верстий диаметром 8—10 мм и снова ставят на прежнее место, а из верхней плиты электродвигателя выворачи- вают заливочную пробку. В этом случае заливка полости электродвигателя водой не производится. По мере опус- кания насосного агрегата в воду вода скважины само- произвольно заполняет по- лость электродвигателя, а воздух из иее выходит через заливочную пробку. При экс- плуатации водоносных слоев с наличием в них песка во избежание попадания его в полость электродвигателя вместо резиновой диафрагмы перед установкой глухого фланца вставляют два слоя сеток квадратного плетения, а между ними лоскут кап- рона. Скорость потока воды, омывающей корпус электро- двигателя, должна быть ие менее чем 0,6 м/с. При мень- шей скорости потока воды происходит недостаточный теплообмен между корпусом электродвигателя и окружа- ющей средой, и электродви- гатель может перегреться, так как полихлорвиииловая изоляция обмоточного про- вода выдерживает темпера- туру до 65 °С. При монтаже насосов в эксплуатационную колонну «размер на размер» (в ко- лонну диаметром 253 мм насоса ЭЦВ10), зазор меж- ду корпусом электродви- гателя и внутренним диа- метром эксплуатационной колонны должен составлять 7—8 мм на сторону. На рис. 16 показана схема ра- боты скважины при уста- новке насоса «размер на раз- мер». При большом отборе во- ды из скважины часто про- исходит увеличение глубин до статического и динами- ческого уровней. В этом слу- чае в зависимости от кон- струкции скважины, глубины водоносного слоя можно про- извести искусственное умень- шение глубин до статическо- го и динамического уровней. Для этого тщательно герме- тизируют скважины, места
64 11. Особенности эксплуатации насосов 7 8 9 10 оо о о о оо о о о оо о Рис. 16. Схема работы скважины при установке насосного агрегата «раз- мер на размер» 1 — эксплуатационная колонна; 2 — депрессиокная воронка; 3 — водоподъемная труба; 4 — на- сосный агрегат; Ло — статический уровень; Л — динамический уро- вень в затрубном пространстве; S — понижение уровня в затруб- ном пространстве; AS — допол- нительное понижение уровня в скважине; / — потери напора Рис. 17. Схема установки вакуум- насоса / — насосный агрегат; 2 — депрессионная воронка; 3 — эксплуатационная воронка; 4 — фундамент; 5 — герметизированное устье скважины; 6 — пробковый кран вакуумной линии; 7—вакуумметр; 8 — водоподъемная труба; 9 — задвижка; 10 — водосчетчик; 11 — междутрубная цементацня ВЫВОДНЫХ КОНЦОВ ТОКОПОДВО- дящего кабеля, опорную плиту насосного агрегата, к которой приваривают шту- цер с вакуумметром для подключения к вакуум-насо- су. Перед пуском в работу скважинного насоса вклю- чают в работу вакуум-насос. Благодаря разрежению на участке от устья скважины до статического уровня уро- вень воды в скважине повы- шается. Наибольший эффект до- стигается установкой ваку- ум-насоса для отбора воз- духа из кольцевого зазора между обсадной и всасы- вающей трубой. Вакуум-на-
//. Особенности эксплуатации насосов 65 сое периодически включают для отсасывания выделяю- щихся из воды газов и под- держания постоянного ваку- ума. Наиболее подходящим для выполнения этой рабо- ты является вакуум-насос ВН-461м с мощностью элек- тродвигателя 0,5 кВт. Обычно его включают 2—3 раза в сутки на 3—5 мин. На рис. 17 показана схема установки вакуум-насоса. Благодаря разрежению, создаваемому вакуум-насосом в кольцевом зазоре между обсадной и на- порной трубой, уровень воды в скважине поднимается. При работе насоса уровень воды в скважине понижается мень- ше, чем без вакуума. При этом насос подает воду с меньшей глубины, в резуль- тате экономится электро- энергия и ресурс агрегата. В процессе эксплуатации из-за коррозионных отложе- ний на обсадных трубах по- тери напора возрастают и работа насоса ухудшается. Избежать этого явления, можно только переоборудо- ванием скважины и заменой насоса. Однако это приводит к уменьшению подачи воды из скважины, что, как пра- вило, неприемлемо. В данном случае следует увеличить подпор, опустив насос на большую глубину, и периоди- чески очищать трубы от кор- розионных отложений круг- лыми металлическими щет- ками. Также встречаются слу- чаи, когда у смонтирован- ного насосного агрегата не используется полностью мощ- ность электродвигателя. Не- смотря на высокий удель- ный дебит скважины, в та- ких случаях расход электро- энергии возрастает и КПД насоса уменьшается. Эксплу- атация скважины в подобных условиях является неэконо- мичной. Повысить эффективность работы агрегата можно пу- тем установки добавочных рабочих секций насоса. Пример. Рассмотрим сква- жинный насос марки ЭЦВ10-63-110 с пятью рабочими секциями и электродвигателем мощностью 32 кВт. На рис. 18 приведены кривые технической характе- ристики насоса, скважины п напорного трубопровода. В соответствии с :к»шд- скими паспортными данными техническая характеристика на- соса определяется из графика работы; Qi — Н\ — зависимость подачи воды от напора; Qi — — Л/> — зависимость подачи воды от мощности насоса; Q — Ч — зависимость подачи воды от КПД насоса. График характеристики скважины Q — S строят по данным опытных откачек воды из скважины для определения удельного дебита, понижения уровня воды, глубины до ди- намического уровня при раз- личной подаче воды. Кривая характеристики на- порного трубопровода 2дЛ по- строена по подсчетам суммар- ных потерь напора от динами- ческого уровня до излива. Эти потери складываются из по- терь напора в водоподъемной трубе насоса от динамического уровня до поверхности земли и требуемого напора Р на на- порном патрубке насоса. Тре- буемый напор Р учитывает гео- метрическую высоту подъема воды от напорного патрубка до излнва и потери в грубо-
66 //. Особенности эксплуатации насосов проводе. Потери напора Д/ в напорной трубе насоса под- считаны по таблице гидравли- ческих потерь при различных расходах воды. Точка / пере- сечения кривых характеристик насоса Q\ — //1 и кривой ха- рактеристики трубопровода ХАЛ отражает режим работы насос- ного агрегата и соответствует подаче воды Qi = 40 м /ч, напору //| = 129,7 м, мощности на валу электродвигателя N\ = = 22,5 кВт, КПД п,=63% и понижения уровня воды в скважине Si = 30 м. Нм 180 1В0 НО 120 100 80 Цкбт JO 25 20 80 60 40 S,m JO 40 50 a. - / ■—. : -— ' . 1_ 1 1 —. 1 , 1 — _ 2 2 "—— 1 —- 8 2 1 LAI 5^  20 30 40 50 ВО 70 80 Рис. 18. Характеристика скважинного насоса до и после рекон- струкции I - характеристика насоса до реконструкции; 2 — характеристика насоса после реконструкции; Q - подача воды, м3/ч; Н - напор, развиваемый насосом, м; .V - мощность электродвигателя, кВт; т| — КПД; %; 5 — понижение уровня в скважине, м
//. Особенности эксплуатации насосов 67 Таблица 7. Напоры, развиваемые одной секцией насоса Q 20 40 135 130 п 5 5 ЛЯ 27 26 Q 60 80 113 85 п 5 5 22,6 17 Требуемый напор Н\ склады- вается из глубины до стати- ческого уровня в скважине Л(), понижения уровня воды в сква- жине Si при подъеме Q\ воды, потерь напора в водоподъемных трубах насоса на участке от динамического уровня до напор- ного патрубка насоса Si, дав- ления на напорном патрубке насоса у поверхности земли Р\. Н, = Ло + S, + & + Я, = = 60 + 30 + 2,7 + 37=129,7 м. Потребляемая мощность электродвига^-я при данном режиме роисты насоса состав- ляет -V,= Q,H, _ 40 ■ 129,7 367,2т) ~~ 367,2 • 0,63 = 22,5 кВт, т. е. электродвигатель недогру- жен на 9,5 кВт. Для более полного исполь- зования установленной мощ- ности, повышения КПД насоса и увеличения подачи воды из скважины рекомендуется уста- новить добавочные рабочие секции насоса, что приведет к изменению его технической характеристики. Для построения новой кривой характеристики насоса Q — И определяем на- поры реконструированного на- соса. По приведенной формуле SH = Н/п находим напоры, создаваемые каждой секцией насоса при различных подачах воды. В результате получим напоры, развиваемые одной сек- цией насоса \Н в зависимости от подачи воды Q и развивае- мого напора Н. Данные расче- та приведены в табл. 7. Прибавляя полученные на- поры к напорам насоса до реконструкции (Д// + Н\), полу- чаем точки а, б, в и по этим точкам строим характеристику Qi — Hi реконструированного насоса. Точка пересечения Qi — Hi с характеристикой трубо- провода ХДЛ дает новый режим работы реконструированного на- соса, который соответствует по- даче воды Qi = 60 м'/ч, напору //2 = 139 м, КПД = 79%. По- требляемая мощность реконстру- ированного насоса на валу составит v ^ QiHj ^ 60 ■ 139 _ ' 2 367,2г]2 367.2 • 0,79 = 29 кВт. В результате требуемый на- пор увеличится до 139 м за счет понижения уровня воды в сква- жине с 30 до 35 м, КПД повы- сился с 63 до 78%, а подача воды возросла с 40 до 60 М3/ч.
12. Ликвидация аварий Правильный монтаж и систематическое наблюдение за контрольно-измеритель- ными приборами исключает аварии насосных агрегатов. Некоторые виды ликвидации аварий сложны и требуют большого навыка. К ним от- носятся: извлечение из сква- жины погружного электро- двигателя, насоса и напорных труб. Для извлечения из сква- жины насосных агрегатов широко применяют два при- способления: овершот и якорь (рис. 19). Овершот изготовляют из стальной трубы диаметром на 50 мм меньше диаметра об- садной колонны, в которой находится упавший агрегат. Наличие выступа в нижней части овершота позволяет отвести фланец или муфту упавшей трубы от обсадной трубы в случае, если они прижаты к стенке. Во избе- жание вывертывания штанг или труб, на которых опу- щен овершот, его следует вращать только по часовой стрелке. Чтобы определить поло- жение среза упавшей напор- ной трубы и глубину, на ко- торой она находится, в сква- жину опускают на газовых трубах или штангах печать. Овершот опускают па бу- ровых штангах или на га- зовых трубах диаметром 100—150 мм со стильными муфтами и накрывают им извлекаемую трубу. Во время прохождения муфты или фланца выгнутые внутрь пластины отжимаются и заходят под муфту или под фланец, прочно захватывая подлежащую извлечению трубу. При отсутствии муфты или фланца на напорной трубе насоса применяют якорь, предназначенный для захвата трубы изнутри. При нижнем свободном положе- нии размер А якоря должен быть на 10—15 мм больше внутреннего диаметра трубы, подлежащей извлечению. Кромки щечек якоря дела- ют острыми и цементируют, поэтому при опускании он свободно проходит внутрь извлекаемой трубы, а при подъеме его кромки цепля- ются за шероховатую внут- реннюю поверхность трубы. Чем больше будет применено усилий для подъема, тем сильнее врежутся щечки якоря в трубу. Если упавший насосный агрегат частично засыпан песком или другой породой, извлечь его затруднительно. При больших подъемных уси- лиях происходит обрыв сты- ков напорных труб, разрыв чугунных деталей насоса и т. д. В этих случаях при захвате ловильным при- способлением извлекаемой трубы или насосного агре-
12. Ликвидации аварий 69 Рис. 19. Приспособления для извлечения насосов из скважин а - якорь; б — овершог; / - корпус; 2 течки; .? — ось; 4 — направляющий конус; 5 — муфта: в трубя: 7 - я.1ык гата делают сильную на- тяжку труб или штанг, на которые опущено ловильное приспособление. Затем по верхнему концу штанги или трубы наносятептьные удары молотком, направленные по вертикали. Удары создают вибрацию, которая позво- ляет ослабить захват поро- дой насосного агрегата, и он легко извлекается из сква- жины. При извлечении из сква-
70 12. Ликвидация аварий жины насоса с чугунными корпусами напорных секций, расклиненного упавшими болтами, применяют одно- временно с ловильным ин- струментом специальный ко- жух. Кожух изготовляется из стального листа толщи- ной 3—4 мм в виде овершота и опускается в скважину на штангах или трубах со спе- циальным замком. При вра- щении его по часовой стрел- ке упавшие болты фланце- вых соединений попадают между кожухом и упавшим насосом. Затем штанги или трубы извлекают из сква- жины, а потом через от- верстие замка в нее опуска- ют ловильное приспособление и извлекают насос вместе с кожухом. В этом случае исключается возможность расклинивания насоса упав- шими в скважину болтами. Производить ловильные работы на стальном тросе или канате категорически за- прещается, так как это может привести к аварии. Спуск ловильного приспособления в скважину должен осущест- вляться только на буровых штангах или стальных трубах со стальными муфтами. 13. Наладка лучевых водозаборов Лучевые водозаборы со- оружают при использовании подрусловых вод открытых водоемов для водоснабжения населенных пунктов. Они от- носятся к инфильтрационным водозаборам и состоят из водосборных шахт или ва- куум-котлов и дренов-соби- рателей (перфорированных труб), уложенных под руслом или по берегу водоема как можно ближе к урезу реки. Дрены закладывают в ал- лювиальные отложения, представленные песчаными или гравийно-песчаными по- родами, насыщенными под- руслокыми водами. Речная иода, проходя че- рез фильтрующие, водовме- щающне породы, по дренам самотеком и.ш принудитель- но при помощи вакуум-кот- лов поступает в сборные емкости, а из них забира- ется водоподъемниками и по- ступает в водопроводную сеть. После некоторого времени эксплуатации в зависимости от крупности фракций филь- трующих пород, мутности воды открытого водоема, ско- рости потока речной воды наблюдается уменьшение производительности лучевых водозаборов из-за снижения коэффициента фильтрации вследствие кольматации фильтрующих пород. Глу- бина кольматации не пре- вышает 0,3 м. Часто также происходят засоры дреп гео- логическими породами, попа- дающими через отверстия вместе с водой.
13. Наладка лучевых водозаборов 71 Для ликвидации кольма- тации применяют различные методы: смыв верхнего за- кольматированного слоя гидромонитором, разрыхле- ние верхнего слоя фильтру- ющих пород грейдерами, разрыхлителями, скребковы- ми лебедками. В этих случа- ях мелкие частицы вымыва- ются и потоком воды уносят- ся вниз по течению. Наиболь- ший эффект достигается гид- ро-пневмопромывкой дреи. Для этого заглушают срез дрены в шахте, вакуум- котле и через штуцер нагне- тают под большим давлени- ем воду и воздух от пере- движного компрессора или водовоздушную смесь. Вода, сжатый воздух или водовоз- душная смесь поступает в дрены и выходит из отвер- стий дрен, взмучивая за- кольматированный слой. Мелкие частицы породы и ил уносятся потоком воды вниз по течению реки. Про- мывка дрен водовоздушной смесью наиболее эффективна и проста. При укладке береговых дрен также наблюдается кольматация фильтрующих пород. Наиболее простой спо- соб ликвидации кольматации достигается размывом за- кольматированного слоя сильной струей воды русла реки. Для этого на плот устанавливают насосный аг- регат с горизонтальной осью, опускают в воду гребенку, снабженную насадками. Гре- бенка соединена с насосом гибким шлангом. Забор воды насосом происходит непо- средственно из реки, вода поступает в гребенку, а из нее в насадки и сильной струей размывает закольма- тированиый слой. Плот мед- ленно протягивают вдоль бе- рега. Питание электродви- гателя осуществляют от пе- редвижной электростанции или подключают его к электросиловой линии насос- ной станции через кабель с надежной изоляцией. Раз- мытые частицы кольматации выносятся вниз по течению реки. Этот способ применя- ют при малой глубине от- крытых водоемов. Ликвидацию кольмата- ции, как правило, произ- водят после весенне-осенних паводков, когда наблюда- ется наибольшая мутность воды открытых водоемов. Наиболее сложный метод очистки дрен от засора породами заключается в ме- ханической чистке их скреб- ками, шнеками и другими приспособлениями. Применя- ется редко. До настоящего времени не разработан бо- лее эффективный механи- ческий способ очистки дреи.
14. — Техника безопасности при монтаже и обслуживании водяных скважин и водоподъемников К монтажу и обслужи- ванию водоподъемников до- пускаются лица, прошедшие инструктаж по технике бе- зопасности. Полную ответ- ственность за несчастные случаи, происшедшие иа ра- ботах из-за нарушения пра- вил техники безопасности, несет мастер (бригадир), ру- ководящий производством работ или обслуживанием агрегатов. Рабочие, занятые на монтаже, и машинисты при эксплуатации насосов должны соблюдать общие правила техники безопас- ности и уметь оказывать первую помощь пострадав- шему при получении травмы или поражении током. Монтаж скважннных на- сосов. К работе по монтажу скважннных насосов до- пускаются липа, усвоившие требования правил техники безопасности. Во избежание несчастных случаев вход на вышку или павильон посто- ронним строго воспрещается. Категорически запреща- ется отогревать трубы всех размеров открытым огнем: для обогрева применяют только горячую воду. Без ведома мастера за- прещается включать и вы- ключать механизмы, а также пользоваться разного рода приспособлениями. Строго запрещается использовать при работе неисправный ин- струмент. На месте производства работ должна быть аптечка со средствами оказания пер- вой помощи пострадавшим. Мастер обязан незамед- лительно отправить рабо- чего, получившего травму, в ближайший медицинский пункт, а в серьезных слу- чаях вызвать скорую помощь. Рабочие, занятые на мон- тажных работах, должны соблюдать дисциплину, стро- го выполнять санитарные требования по содержанию рабочего места в чистоте. Построенная вышка, тре- нога, копер должны быть прочными, способными вы- держать нагрузку 1,5 массы поднимаемого агрегата. Запрещается производить монтажные работы при силь- ном ветре (свыше 5 бвллов), во время ливня, при сильном морозе, а также в ночное время. Прн подъеме материалов и деталей нельзя находиться под поднимаемым грузом. Блоки по грузоподъем- ности должны соответство- вать массе поднимаемых де- талей насоса и агрегата. Блоки подвешивают на
14. Техника безопасности 73 стальном канате, диаметр ко- торого зависит от массы гру- за, но не менее 12 мм. При подъеме нли спуске тяжелых предметов запре- щается поддерживать и на- правлять их рукамн. Эти ра- боты выполняют при помощи мягких канатов. Грузоподъемная лебедка должна быть снабжена на- дежным приспособлением, не допускающим самопроиз- вольное опускание грузов. Крепить канат к барабан- ным лебедкам н деталям (к крюку, подвесному коль- цу и т. д.) нужно так, чтобы предохранить канат от перетирания. Приводные ремни и дви- жущиеся части трансмиссии лебедки должны быть на- дежно ограждены. Чтобы не допустить при монтаже падения мелких де- талей в скважину, ее устье необходимо закрывать сталь- ным листом с отверстием для опускаемых труб. Запрещается проворачи- вать шестерни, шкивы, ле- бедки ломом. Запрещается для остановки механизмов вставлять между спицами или зубцами посторонние предметы. Все электрооборудование должно быть тщательно за- землено. При обслуживании пускового щита илн электро- двигателя, находящегося под напряжением, необходимо надевать резиновые галоши или сапоги и защитные ре- зиновые перчатки. Подключение силового кабеля к механизмам илн производство других элек- тротехнических работ дол- жен производить только электромонтер. Категорически запреща- ется спускать в скважину инструмент и трубы с не- довернутыми и незакреплен- ными Битовыми соедине- ниями. Во избежание несчастных случаев во время спуска илн подъема тяжестей стоять в непосредственной близости от каната запрещается. Не допускается направлять трос рукой, ногой или ломом при навивке его на барабан лебедкн. Во избежание падения блока прн обрыве его под- весной серьги необходимо дополнительно укреплять блок цепью или стальным канатом за нижнюю серьгу. Не допускается надевать куски газовых труб на ручки ключей для увеличения их длины. Запрещается тормозить лебедки, вставляя доски, ломы и прочие предметы в спицы барабанов нли шестерен. Таль подвешивают на стропе из мягкого стального троса, причем подъемный крюк тали должен иметь особый замок, не позволя- ющий стропе выходить нз него при любых положениях. Обслуживание скважин- ных насосов. Правила тех- ники безопасности для ма- шинистов насосных станций обычно излагаются в виде краткой памятки, которая должна быть вывешена на стене возле рабочего места. Машинист насосной стан-
74 14. Техника безопасности ции на водяных скважинах должен пройти курс произ- водственного обучения и про- верку знаний правил техники безопасности, получить имеи- ное свидетельство, подтвер- ждающее право допуска его к работе. Все агрегаты и меха- низмы (кроме заглубленных павильонов) обеспечиваются дневным и электрическим освещением по действующим нормам и правилам. Кроме основного освещения на на- сосных станциях должно предусматриваться аварий- ное освещение, питающееся от аккумуляторной батареи напряжением не выше 12 В. Для подъема и переме- щения деталей или узлов оборудования в павильоне устанавливают грузоподъем- ные приспособления соответ- ствующей мощности. Помимо памятки по тех- нике безопасности в па- вильоне должны быть выве- шены инструкции по уходу и обслуживанию машин, а также основные чертежи и схемы работы машин. На каждой насосной станции независимо от числа насосов должны быть: огнетушитель; пожарный рукав с на- садком у пожарного крана (для насосных станций с компрессорами); резиновые коврики и пер- чатки у щитов включения и выключения электродвига- телей; защитные средства (по действующим нормам); аптечка (в специальном шкафу). Дежурный машинист обя- зан: во время чистки, регу- лировки и мелкого ремонта насосов принимать меры против непроизвольного пуска их в работу, т. е. обесточить электродвигатель и на пусковом устройстве вывесить плакат «Не вклю- чать, работают люди»; немедленно останавли- вать агрегат при несчастном случае, сильной вибрации агрегата, недопустимо высо- ком нагреве подшипников; появлении посторонних шу- мов в агрегате; неисправ- ности системы смазки; воз- никновении пожара в на- сосной станции или па- вильоне; немедленно известить своего непосредственного на- чальника об аварийных оста- новках агрегатов и прини- мать меры для их ликвида- ции; включать и отключать агрегаты, стоя на резиновом коврике; набивку сальников насо- са производить только при остановленном и отключен- ном агрегате; хранить обтирочные ма- териалы (неиспользованные и использованные) в отдель- ных металлических ящиках с крышками и ежедневно выносить из павильона ис- пользованные обткрочные материалы; следить за чистотой ос- текленных поверхностей па- вильона; немедленно удалять про- литые смазочные масла и воду во избежание образо- вания скользких мест;
14. Техника безопасности 75 знать правила оказания первой помощи при пора- жении электрическим током; знать правила поведения в случае пожарной тревоги. Взрывные работы. До на- чала взрывных работ испол- нители обязаны получить не- посредственно от контроли- рующей организации раз- решение на право их про- изводства с указанием сро- ков их проведения. К производству взрывных работ допускаются лица, имеющие единую книжку взрывника. Выполняющие взрывные работы обязаны соблюдать «Единые правила безопасности при ведении взрывных работ>, утвержден- ные Госгортехнадзором. Разрешение на право приобретения взрывчатых материалов выдают респуб- ликанские, краевые, област- ные, городские н районные управления милиции на осно- вании заявления руководи- теля предприятия, а если взрывные работы возлага- ются на подрядную органи- зацию, то на имя последней. Право на хранение взрывча- тых материалов в складах н в сейфах предприятия или организации должно быть подтверждено пись- менным разрешением орга- нов милиции города, об- ласти, края, республики. Должностные лнца, ви- новные в нарушении правил безопасности, при производ- стве взрывных работ, в за- вкснмостн от характера на- рушений несут администра- тивную, дисциплинарную нлн судебную ответственность. Зарядку пороховых сна- рядов производят на откры- том месте в стороне от ис- точников открытого огня и включенных электронагрева- тельных приборов. Зарядку и подрывы зарядов ведут только в дневное время. Во время производства ра- бот запрещается курить н разводить открытый огонь. Запрещается заливать в снаряды кнпящнй гудрон без изоляции пороха бумаж- ным пыжом и песком. Перед заливкой гудрон необходимо остудить до вязкого состоя- ния. До подрыва зарядов ка- тегорически запрещается подключать электропровод к источнику питания. Во время подрыва весь обслуживаю- щий персонал должен быть удален от устья скважины не менее чем на 5 м, причем источник тока для подрыва заряда должен также нахо- диться не ближе 5 м от устья скважины. Заготовленные снаряды должны находиться не ближе 5 м от места работ н коли- чество их не должно пре- вышать 5 шт. Устье скважины во время производства работ должно быть полностью открыто. Работа с соляной кисло- той. К работе с соляной кислотой допускаются лица, прошедшие специальный нн- структаж по работе с кнсло- тамн. При работе следует поль- зоваться спецодеждой (ре- зиновым фартуком,сапогами, перчатками) н защитными очками, предохраняющими
76 14. Техника безопасности тело и лицо от ожогов со- ляной кислотой. Нос и рот нужно закрывать марлевой повязкой, сложенной в нес- колько раз, или надевать про- тивогаз. Следует помнить, что при заливке соляной кислоты в скважину через заливочную трубу вследствие буриой ре- акции с коррозией металла наблюдается сильный ее выброс из трубы. Эксплуатация павильона и ад водяной скважиной. Заглубленные и полузаглуб- ленные павильоны над водяной скважиной должны быть надежно изолированы от грунтовых вод. Для уда- ления воды, попадающей на пол павильона, полы устра- ивают с уклоном к сборным приямкам, отводящим воду в водосток. При невозмож- ности удаления воды из помещения самотеком на- сосные станции оборудуются вспомогательными откачива- ющими насосами. Павильоны над водяной скважиной оборудуют есте- ственной или искусственной вентиляцией, обеспечиваю- щей требуемую чистоту воз- духа и отведение тепла от компрессоров и электродви- гателей. Для подъема и переме- щения деталей или узлов оборудования в павильоне устанавливают грузоподъем- ные приспособления соответ- ствующей мощности. Грузо- подъемные сооружения, уста- навливаемые иад павильона- ми с люком в перекрытии, должны быть разборными и находиться там лишь на вре- мя монтажно-демонтажных работ и ремонта водяных скважин. При прокладке трубопро- водов ниже уровня пола павильона каналы с трубо- проводами необходимо пе- рекрывать щитами. В павильоне следует вы- вешивать краткие инструк- ции о том, как поступать в случае поражения электри- ческим током, а также пла- каты по технике безопас- ности. Первая помощь при ра- нении. При ранении необ- ходимо остановить кровоте- чение и не допускать за- грязнения ран. Для времен- ной остановки кровотечения при ранении конечности при- меняют круговое перевязы- вание ее выше места ра- нения жгутом, для чего могут быть использованы ре- мень, косынка, пояс и т. д. Под жгут подкладывают что- нибудь мягкое: бинт, рукав рубашки, полотенце и т. д. Жгут можно оставлять толь- ко на 1,5—2 ч, иначе может наступить омертвение конеч- ностей. После остановки кро- вотечения на рану необходи- мо наложить стерильную по- вязку и отправить постра- давшего в лечебное учреж- дение. При небольшом крово- течении достаточно наложить стерильную повязку и до- ставить пострадавшего в ле- чебное учреждение. Расследование несчаст- ного случая и оформление акта о нем. О каждом несчастном случае, связан- ном с производством, когда пострадавший оставляет
Приложения 77 место работы, сам постра- давший или свидетель несчастного случая должен немедленно известить своего начальника. Каждый несчаст- ный случай, связанный с про- изводством н вызвавший по- терю трудоспособности не менее чем на один рабочий день, должен быть рассле- дован в течение 24 ч на- чальником цеха (участка) и председателем или членом местного комитета профсо- юза с составлением в трех экземплярах акта по уста- новленной форме. Все три экземпляра акта направляют главному инженеру предпри- ятия, который обязан в су- точный срок утвердить акт и принять меры к устране- нию причин, вызвавших несчастный случай. Один экземпляр акта оставляется у главного инженера, вто- рой направляют начальнику цеха (участка), где произо- шел случай, а третий — в местный комитет профсоюза. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРОВОД ДЛЯ СКВАЖИННЫХ ЭЛЕКТРО- ДВИГАТЕЛЕЙ ПВВН ТУК ОММ 505-169—55 Площадь сечения. мм2 2,5 4 10 16 25 35 Диаметр, мм 0,68 0,85 1,33 1,68 1,28 1,51 Колн- 7 7 7 7 19 19 Диаметр токопрово- дящей жилы, мм 2,04 2,55 3,99 5,04 6,4 7,55 Радиальная толщина оболочкн. мм 2,7 3,1 3,1 4,5 4,5 5 Наружный диаметр не более. мм 7,4 8,7 10,2 14 15,4 17,5
5 о оооообобобоообобоооообоообоооооооо о" о" о' о" о" о" о" о* о* о" о* о о" о о" о" о о. С; СЧ-S-t— f-ОО—• — vstcsmoooo ООООООООСООООО ее о? и X S 2 Г- Г- СЧ И 1Л И * г I —. _ _ _ (мсчю-3-tootooico об ее об ее об со со со со со оо_ in in <М ci ■*"■*" OO 00 — — ее о ш ш 2 Р S3 с й (в s и s a. ш 8 X CO CO СО Ф<оФооовю«м»мо о о сч сч s ? s s s п.п.ю2оо«5ююооа'^2мм tOtO ' (..«..я-яСчеЧ'-^'-^'^'^^41 ' ' ' tttOtO ■ < it. ■ | —• —ч —• СЧ СЧ СЧ tOtOQQQQQQQgQQOOOOCQDQDQCQCQ"'"' —.—■ — — (И m и м м - —
s ш 5 t- L. X ea =t О ш 4 m о о (в о ш 2 X X < ш 2 X ев О ЭС и о 8 I' i Щ— с О о О в* 8 s J С « >5 а' 5! §« * 1=1 а. о I О & С о СГ о - S 3 5 % г и eL а ■ вй- Зг о. с в ? S п I §. ос га с л 3 * Ш in — in — счсч 8S to со сч о ££ о о CS СМ СМ СО , — см DC га = к * га ОС X а. 5 С DQ 1Я СО 1Я 1Я со со — со оо оо со — г- ю со со со О О 00 — — Ol 00 00 Г-« t4^ t4^ CO ^" "^ t4^ DC га X DC Си со — 1Я 1Я СО СО О СЧ о оо о —в О« СО 00 Г- О) 00 СО СО 1Я ^" 1Я 00 00 —в —в —в СЧ СО СО СО ^" ^" t4^ о оо со см см см см о о о ~^-о ^^"Г — оо см CQ CQ CQ QQ СО СС Р«г _>^ _>^ _>^ Г~* __ f7*i (П f7*i f7*i ^. (T in —— to сч о о о 2) — — — СП — to сч — ffl fflfflM 167 ° in СП in р f 102 ° 00 сч СО из оо" 046 ° сч СО 00 ^. г~" р р — со* о со" сч со" — СП сч сч сч ffl с сч сч СО ffl (Т) с о сч S СО г- сч АПЗ- 3 in 063 ° ■^< in СО СО ™" 4,68 с- о г- сч in ■"* ffl с in 043 ° сч сч to 00* р р о о г- сч сч to ffl с я -е- с ffl ffl X га » S X о. с § а о а. с га а.
80 Приложение ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ПРОВОД МЕДНЫЙ ОБМОТОЧНЫЙ С ПО- ЛИХЛОРВИНИЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ДЛЯ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Площадь сечения, мм3 0,75 3,5 7,4 0,85 1,131 1,21 2,58 3,2 4,67 8,6 13,4 5,95 Эмалированная медная проволока номиналь- ный диа- метр, мм 1 2,1 1,16 ( С ,04 ,2 ,56 ,81 >,02 >,44 ,25 ,56 ,04 количество, шт. 1 1 7 1 1 1 1 1 1 7 7 7 Радиальная толщина полнхлор- виннловой изоляции, мм 0,4 0,7 0,7 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,55 0,65 0,65 0,5 Наружный диаметр, мм 2,11 3,88 5,41 2 2,2 2,5 2,95 3,15 3,7 5,4 6,35 4,5 Технические условия ИУК ОММ 505 054—54 МЭП «Главка- бель» — — — ТУ МК-3-64 — — — — — ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ПРОВОД ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОГРУЖНЫХ ВОДОЗАПОЛНЕННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕ- ЛЕЙ СТУ-103-237—63 Тлощадь сечения, мм2 2,5 4 10 16 25 35 Диаметр, мм 0,68 0,85 1,33 1,08 1,28 1,51 Коли- чество, шт. 7 7 7 19 19 19 Диаметр токопро- водящей жилы, мм 2,04 2,55 3,99 5,15 6,4 7,55 Полиэтиленовая изоляция, мм радиаль- ная толщина 0,8 0,8 0,8 1,5 1,5 1,5 наружный диаметр 3,64 4,15 5,6 8,15 9,4 10,55 Полнхлорвнннловая или полиэтиленовая оболочка, мм радиаль- ная толщина 1,5 1,5 1,5 1,8 1,8 1,8 наружный диаметр 6,94 7,85 9,8 12,15 13,4 14,8
Список литературы 1. ГОСТ 2761—84. Источник централизованного хо- зяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора. 2. ГОСТ 2874—82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. 3. ГОСТ 10428—79*Е. Агрегаты электронасосные цен- тробежные скважинные для воды. Общие техни- ческие условия. 4. СНиП 2.04.02—84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. 5. Правила технической эксплуатации систем водо- снабжения и водоотведения населенных мест.— М.: Стройиздат, 1979. 6. Правила техники безопасности при эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест.— М.: Стройиздат, 1979. 7. Суреньянц С. Я- Эксплуатация водяных скважин.— 2-е изд.— М.: Стройиздат, 1976. 8. Суреньянц С. Я. Монтаж, наладка и эксплуатация глубинных насосов водяных скважин.— М.: Строй- издат, 1968.