Для инженерно-технических работников

Водоснабжение, канализация и газоснабжение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Водозаборы всех типов (инфильтрационные, горизонтальные, шахтные и трубчатые колодцы, каптажи) после окончания строительства и оборудования их насосами и КИП должны быть испытаны путем пробных откачек с целью проверки работы всех водо-захватных сооружений, определения производительности водозабора в целом и установления оптимального режима его эксплуатации в пределах объемов забираемой воды, зафиксированных в разрешении на специальное водопользование.

При приемке сооружений рабочей приемной комиссией производятся следующие работы: замер полной глубины колодца, определение статического и динамического уровней воды, а также удельного расхода воды или производительности сооружений. Проверяют: расположение обсадных труб (отметки низа— верха), вертикальность колодцев, крепление насосного агрегата к нижнему фланцу опорной плиты колодца, комплектность водоподъемного оборудования с автоматикой пуска, качество выполнения бетонного фундамента для опорной плиты, положение электропривода в колодцах и его крепление к водоподъемной трубе, правильность монтажа напорного трубопровода (на участке от водозаборного сооружения до сборного резервуара) и наличие на нем запорной задвижки, обратного клапана, манометра, водомера и крана для взятия проб воды.

По окончании проверки и выполнения отладочных и регулировочных работ в присутствии комиссии производится повторный пуск скважины в нужном эксплуатационном режиме.

При эксплуатации колодцев следует постоянно контролировать их работу: отмечать время пуска и остановки агрегата, замерять расход воды по водомеру.

В период эксплуатации колодцев осуществляются планово-предупредительные осмотр и ремонт

При периодической эксплуатации скважины для сохранения тРебуемого качества воды в ней необходимо откачивать воду через 10—15 дней до полного исчезновения в ней мути, ржавчны. В Результаты откачек следует заносить в эксплуатационный журнал. Если скважина вводится в эксплуатацию после консервации, то. во время откачки необходимо брать пробы воды для ее анализа (примерно через 6—12 ч о начала откачки).

В случае получения неудовлетворительного результата откачку следует продолжить. Колодцы, загрязнение которых происходит из-за дефектов обсадных труб, должны быть восстановлены.

Неполадки в работе колодцев устанавливаются по степени изменения производительности, статического и динамического уровней, удельного расхода и качества воды.

Срок нормальной эксплуатации колодцев зависит от способа и качества производства буровых работ, соответствия конструкция колодца и типа фильтра гидрологическим условиям, соблюдения правильного   режима   работы   водоподъемного   оборудования.

Вопрос о необходимости ремонта или ликвидации скважинЯ решается организацией, которой принадлежит колодец, с участием представителей горного надзора, геологического контроля и местного санитарного органа.

К основным причинам нарушения работы колодцев относятся:

а)         занос фильтра породой, который обусловливается: несо

ответствием конструкции фильтра гранулометрическому составу

водоносных пород; повреждением водоприемной поверхности

фильтра-сетки, проволочной обмотки или каркаса фильтра;

несоблюдением установленных правил крепления колодца; не

доведением обсадных труб до водоупорных пород; отсутствием

сальника, наличием сальника низкого качества в кольцевом за

зоре между потайной фильтровой и рабочей колоннами в колодце;

отсутствием или неправильным выполнением затрубной и меж

трубной цементации; недостаточной длиной надфильтровых труб;

плохим качеством монтажа блочных фильтров (когда между от

дельными блоками остаются зазоры); неправильной эксплуата

цией колодца (частые остановки водоприемника и изменение ко

личества отбираемой воды, завышение мощности водоподъемного

агрегата и т.д.);

б)         коррозия фильтров и труб при воздействии агрессивных

вод, а также электрохимическая коррозия блуждающими то

ками;

в)         зарастание фильтров и труб продуктами коррозии в виде

гидрата  окиси  железа,  соединений  кальция  и др.

Причины выхода из строя колодца устанавливаются путем его обследования, которое включает:

а)         сбор, изучение и анализ всей предшествующей работы

колодца,   включая  и  процесс  бурения;

б)         сверку   натурных   и   паспортных  данных;

в)         уточнение статического и динамического уровней воды,

удельного дебита колодца при пробной откачке и в период экс

плуатации;

г)         систематизацию сведений по эксплуатации колодца (время

эксплуатации, перерывы в эксплуатации, причины остановок

водоподъемного оборудования и т.  п.);

д)         осмотр устья колодца, состояния водоподъемника, по воз

можности — проверка цементации межтрубного пространства;

е)         осмотр сборного резервуара с целью установления попа

дания в него взвеси и образования осадка и проведение анализов

этого осадка;

ж)        вскрытие устья колодца;

з)         извлечение   из   колодца   водоподъемного   оборудования;

и) обследование состояния скважины.

Все полученные данные сопоставляют с существующими записями в Журнале эксплуатации колодца; затем составляют отчет, устанавливают возможные дефекты колодца, определяют предварительный объем ремонтных работ.

Очистка стенок обсадных труб и фильтров от отложений солей и продуктов коррозии может производиться пауком с тупыми зубьями (на трубах, не разрушенных коррозией) или металлической щеткой (на трубах, частично разрушенных коррозией).

Для очистки неглубоких скважин от пробок в большинстве случаев применяют желонки с тарельчатым клапаном. Пробки больших размеров и из разнородных материалов (песок, глина и т. п. с примесью мелкого металлолома, строительного мусора и др.) удаляют комбинированным способом: путем разрыхления долотом или пикой и желонкой, водяной промывкой. Пробки из песка различного гранулометрического состава и мелкой гальки вымывают с помощью эрлифта с одновременной подачей воды.

В большинстве случаев пробки в скважине образуются в результате неправильного размещения сальника на надфильтровой трубе, недостаточной длины надфильтровой трубы, плохого качества гравийной засыпки. Для предупреждения образования пробок в зависимости от конструкции колодца и его состояния, высоты статического и динамического уровней воды принимают следующие меры:

на надфильтровую трубу плотно надевают патрубок с сальником   и   заливают   цементным   раствором   поверх   сальника;

наращивают патрубок до соответствующей длины для предотвращения поступления песка в скважину через зазор между трубами;

дополнительно засыпают гравий в зазор потайной фильтровальной колонны.

При длительном песковании неглубоких скважин поверхность земли вокруг устья скважины оседает, появляются воронки обрушения. В этом случае принимают меры, чтобы ликвидировать процесс пескования, а воронку заполняют суглинком или глиной во   избежание   проникновения   в   колодец   поверхностных   вод.

Капитальный ремонт проводится специальными строительными организациями. Он включает частичную или полную замену обсадных или фильтровальных колонн, при необходимости расширение диаметра рабочей колонны колодца, цементацию колонн обсадных труб.

Со временем фильтры, особенно с малой скважинностью и незначительными размерами проходных отверстий, могут закупориваться осадками и отложениями солей; при этом водоносные породы вокруг фильтра цементируются, вследствие чего расход воды постепенно снижается. В этих случаях применяют механические, химические и комбинированные (механические и химические)  способы  очистки  колодцев.

Наличие отложений определяется путем промера глубины колодцев, который осуществляется с помощью штанг, снабженных на конце желонками.

По образцу породы, извлеченной желонками из фильтра, можно установить причины заноса фильтра и характер его повреждения:

наличие мелкого илистого песка с диаметром частиц, во много раз меньшим размера проходных отверстий установленной сетки, указывает на несоответствие номера сеток или гранулометрического  состава  гравийных  обсыпок  составу  водоносных пород.

разнозернистый песок с частицами, диаметр которых превышает размер проходных отверстий сетчатых или щелевых фильтров, свидетельствует о прорыве сетки или повреждении поверхности фильтра;

присутствие разнозернистого песка с гравием и галькой, размеры которых превосходят размеры отверстий (сетчатого или щелевого) фильтра (фильтр занесен на высоту, превышающую отметку надфильтровой трубы), говорит о поступлении породы по кольцевому зазору между надфильтровой и обсадной трубами.

Очистка от осадков может осуществляться с помощью желонки. эрлифта, путем размыва грунта водой, а также комбинированными способами.

При работе желонкой происходит трамбование, уплотнение осадков и их забивка через перфорацию в зазор между сеткой и каркасной трубой, в результате чего возможны выпучивание сетки и, как следствие, ее разрыв. При очистке щелевых фильтров желонкой порода в щелях также может уплотняться и заклиниваться.

По данным практики, при заносах фильтров целесообразно применять желонки, действие которых основано на отсасывании осадка.

При эксплуатации колодцев в напорных водоносных слоях, представленных мелкозернистыми песками, применяют способ обратной промывки. В этом случае оголовок герметизируют. В верхнем фланце устраивают два отверстия. Через одно из них пропускают трубу, доходящую до осадка в фильтре, а во второе вваривают патрубок, через который подают в колодец воду.

Использование эрлифта позволяет производить очистку в короткие сроки и исключить повреждение фильтров независимо от материала, из которого они сделаны. Эрлифтом удаляются как мелкие частицы, так и гравий, и галечник. Для очистки фильтров рекомендуются эрлифты с центральным расположением труб. При слежавшихся осадках в фильтрах может быть использована комбинированная установка, основанная на работе эрлифта с одновременной подачей воды.

Для очистки фильтров от механического засорения применяются устройства, в которых используются гидравлический удар и вакуумирование в колодце или фильтре. Таким устройством, например, является поршень с манжетами. При погружении в воду утяжеленный поршень давит на воду и тем самым создает давление на забой и стенки фильтра. При некотором (повышенном) давлении клапан в фильтре открывается и пропускает воду. При подъеме поршня он закрывается, под поршнем создается вакуум. Под действием внешнего давления вода с силой устремляется к фильтру и вымывает частицы, заклинивающие фильтрационные поверхности (сетки, щели, гравийные обсыпки). При работе с поршнем следует предусмотреть меры предосторожности, чтобы не повредить фильтр (особенно сетчатые фильтры, у которых возможен  прорыв  сетки).

Эффективным методом очистки фильтров и повышения производительности колодцев является кислотная обработка фильтров. Ее рекомендуется применять в профилактических целях, когда эксплуатируются скважины, вода которых содержит неустойчивые химические соединения, а также в тех случаях, когда требуется снижение механических усилий, необходимых для извлечения старых фильтров.

При промывке фильтров используется технический раствор соляной кислоты крепостью от 18 до 35 %.

При наличии в отложениях большого количества алюмосиликатов для повышения растворимости глины в соляную кислоту вводят плавиковую кислоту HF в количестве 5—8 %, которая способствует очистке отверстий фильтра, забитых фракциями песка и выпавшим гелем кремниевой кислоты.

При эксплуатации колодцев с водой, содержащей органические вещества, фильтры вначале обрабатывают ингибированной соляной кислотой для разрушения минеральных осадков, а затем серной кислотой для разрушения органических соединений.

Ингибиторы представляют собой органические добавки к кислоте. Ингибированные кислоты способны растворять окислы металлов, но не воздействуют на чистые металлы. Промышленность изготавливает соляную кислоту с ингибитором ПБ-5. В случае приготовления ингибированной кислоты на месте работ можно применять один из ингибиторов в следующих количествах (%): катапин — 0,5, уникол У-2 — 2, уникол К — 0,15, уникод ПН — 0,4, уникол ДС — 0,3, формалин — 0,6. При использовании ингибитора ПБ-5 уксусную кислоту применять нельзя, так как добавка этой кислоты приводит к выпадению в осадок ингибитора.

После обработки фильтра кислотами производят откачку воды из обрабатываемого колодца и действующих колодцев, находящихся вблизи. Во время откачки не следует сбрасывать воду в открытые водоемы.

К недостаткам применения соляной кислоты для восстановления производительности скважин относятся: образование газов при обработке, высокая агрессивность растворов кислоты, трудности при ее хранении и транспортировке, необходимость принятия специальных мер по технике безопасности. В этом отношении более перспективно использование порошкообразных реагентов (тиосульфата и бисульфата натрия), в значительной мере лишенных недостатков, присущих соляной кислоте и не требующих специально оборудованного транспорта.

Перспективными методами восстановления производительно-ности скважин являются импульсные методы с использованием энергии взрыва детонирующего шнура (ДШ) и электрогидроудара.

Для установления дефектов в трубчатых колодцах, а также для проверки качества выполненных ремонтных работ в практике бурового дела начинает внедряться фотографирование, которое позволяет получать снимки стенок колодцев (для обнаружения трещин, каверн и т. п.), поверхности фильтров, мест соединения труб и т. д. Для этой цели промышленностью выпускаются специальные фотоаппараты.

После производства ремонтных работ осуществляется дезинфекция надводной и подводной частей колодцев. При обработке хлорной водой подводной части колодцев после смешения хлора с водой концентрация его должна быть не менее 50 мг/л. Время их контакта принимается равным 3—6 ч, после чего воду откачивают до исчезновения заметного запаха хлора. Надводную часть в шахтных колодцах обмывают несколько раз раствором с концентрацией 50—100 мг/л  активного  хлора.

Надводная часть трубчатых колодцев (скважин) может быть заполнена хлорной водой с концентрацией активного хлора 50— 100 мг/л на 3—б ч.

Для фиксации хлорного раствора в пределах надводной части колодца рекомендуется устанавливать пневматическую пробку на несколько метров ниже статического уровня.

Основными причинами, вызывающими выход горизонтальных скважин лучевых водозаборов из строя или снижение их водо-подачи, являются занос фильтров породой из эксплуатируемого водоносного пласта, химические отложения или биологическое обрастание поверхности фильтров и кольматация грунта дна водоемов.

Очистка фильтровых труб от механических, химических и биологических отложений может осуществляться по методикам, изложенным для вертикальных скважин.

Заилению (кольматации) подвергается небольшой поверхностный слой грунта дна русла водоемов. Для смыва его следует использовать подвижные надводные средства (катера) с механическими или гидравлическими устройствами.

При образовании осадков в горизонтальных и инфильтраци-онных водозаборах рекомендуется производить промывку их высоконапорными   струями   воды   через   смотровые   колодцы.

Эксплуатация каптажей заключается в поддержании в исправном состоянии входа в водоприемную камеру, вентиляции, водо-переливных труб, сеток на всех отверстиях, исключающих попадание насекомых и земноводных в камеру, а также всех строительных конструкций. Камеры каптажей следует в определенные сроки промывать и дезинфицировать.

При эксплуатации всех водозаборных сооружений для захвата подземных вод необходимо обращать внимание на содержание зон санитарной охраны и предусматривать меры, предотвращающие попадание загрязнений как в водозаборные сооружения, так и в водные источники.