Контрольная работа: Эксплуатация водозаборных скважин

Перед установкой в скважине электронасос проверяется на отсутствие заеданий и перекосов проворачиванием соединительной муфты через отверстия во всасывающем патрубке. При этом муфта должна поворачиваться плавно. Электронасос не допускается к эксплуатации и должен быть направлен в капитальный ремонт при обнаружении межвитковых замыканий в обмотках, замыкания обмоток на корпус или между фазами, обрыва обмоток, изгиба вала, износа или повреждения посадочных мест в подшипниковых щитах, трещин в подшипниковых щитах, дисбаланса ротора или снижения сопротивления изоляции.

Перед монтажом насоса ЭЦВ, внутреннюю полость электродвигателя заполняется чистой профильтрованной водой с температурой не выше 25°С. Включение насоса ЭЦВ, без предварительного заполнения электродвигателя водой, запрещается.

Установка насоса ЭЦВ в скважину осуществляется при помощи водоподъемных труб. Возможен водоподъем по абсадным трубам с применением специальных герметизирующих и опорных устройств (т. н. «беструбных подвесок» насоса). Диаметр водоподъемных труб определяется производительностью насоса. Соединение водоподъемных труб осуществляется с помощью стальных резьбовых муфт или фланцев. Применение чугунных резьбовых муфт для соединения водоподъемных труб не допускается. При использовании фланцевых соединений на периферийной части фланца производится выемка. Форма и размеры выемки должен обеспечивать размещение в ней кабеля или проводов электрического питания электронасоса. При монтаже фланцевых соединений крепежные болты устанавливаются на верхнем фланце, для предотвращения их попадания в скважину. Длина секций водоподъемных труб должна определяться удобством и безопасностью проведения работы по монтажу и демонтажу водоподъемного оборудования и принимается исходя из конструкции павильона и технических параметров грузоподъемных механизмов используемых для техобслуживания скважин.

Кабель или провода соединяются с выводными концами электродвигателя пайкой. Места пайки изолируются полихлорвиниловой лентой. Токоподводящий кабель при монтаже насоса по мере опускания колонны водоподъемных труб в полость скважины крепится хомутами к трубам через 3-4 м. Провисание кабеля не допускается. При монтаже электронасоса не следует удерживать его за кабель. Электронасос соединяется с водоподъемной трубой резьбовым соединением с конусной резьбой.

Электронасос с водоподъемными трубами опускаются в скважину при помощи грузоподъемных механизмов с использованием специальных приспособлений (монтажных хомутов, элеваторов и т.д.), предотвращающих самопроизвольное опускание или падение колонны труб в скважину.

Количество водоподъемных труб должно обеспечивать необходимую глубину погружения насоса в скважину. При установке насоса в скважине, его верхний фланец должен находиться на глубине не менее, чем на 1 м ниже отметки динамического уровня воды при максимальной подаче насоса для насосов производительностью до 200 м³/ч и 6 м при производительности более 200 м³/ч. Нижний торец электронасоса должен находиться выше отметки верха рабочей части фильтра не менее 1 м. Установка электронасоса в рабочей части фильтра не рекомендуется.

После завершения работ, связанных с установкой электронасоса в скважине производится монтаж наземного оборудования и аппаратуры: оголовка, задвижки, обратного клапана, манометров, станции управления, водомера, вантуза и т.д.

При пуске электронасоса задвижка на нагнетательном трубопроводе должна быть закрыта не полностью. Подъем воды при нормальной работе электронасоса должен быть отмечен через 1-2 минуты после пуска. Определение правильного направления вращения электронасоса производится изменением направления вращения ротора двигателя путем переключения двух из трех проводов. В каждом случае, при закрытой задвижке регистрируется на манометре значение давления в водоподъемных трубах. Большее из этих значений указывает на правильное направление вращения насоса.

Демонтаж насоса для осмотра и ревизии производится в случае уменьшения подачи более чем на 25% и увеличения силы тока более чем на 20% от номинальных значений. При появлении в воде примесей песка или глинистых частиц при пуске насоса уменьшают подачу воды, регулируя ее задвижкой на нагнетательном трубопроводе. Работа на пониженной подаче насоса продолжается до снижения содержания твердых механических примесей ниже установленных техническими характеристиками насоса. В это время не рекомендуется останавливать работу насоса во избежание осаждения механических части в полостях насоса. Аварийное выключение насоса персоналом должно производиться при сильной вибрации насоса, появлении стуков, при появлении в воде значительного количества песка, возникновения пожара в павильоне

Одним из видов ремонтных работ проводимых на скважинах является декольматация фильтров. В процессе эксплуатации водозаборных скважин, как правило, происходит снижение их производительности из-за кольматационных процессов в фильтрах и прифильтровых зонах водоносных горизонтов. Снижение проницаемости скважинных фильтров может вызываться:

- закупоркой отверстий частицами пород водоносного горизонта (механический кольматаж),

- выделением из подземной воды с последующем отложением на конструктивных элементах фильтра и частицах прифильтрационной зоны карбонатных, силикатных, железистых и других химических соединений, переходящих из растворимых форм в нерастворимые, при изменении физико-химических условий в воде (физико-химический кольматаж).

- отложением нерастворимых органических и неорганических соединений на элементах скважин в результате жизнедеятельности железистых, марганцевых, сульфатопродуцирующих и других видов бактерий (биохимический кольматаж).

Методы декольматации скважинных фильтров различают по характеру воздействия на кольматирующие образования. Очистка фильтров может осуществляться растворением кольматанта различными химическими веществами (реагентный метод) либо его разрушением физико-механическим воздействием (механические и импульсные методы). В некоторых случаях для достижения необходимого эффекта названные методы комбинируются.

Реагенты, используемые для регенерации скважинных фильтров, различаются как по своему агрегатному состоянию (жидкие, порошкообразные и газообразные), так и по характеру взаимодействия с веществами кольматанта (нейтрализаторы, восстановители и комплексообразователи). Наиболее широкое распространение получили так называемые реагенты-нейтрализаторы. Механизм взаимодействия таких химикатов с кольматантом заключается в протекании реакций нейтрализации с переводом нерастворимых гидроксидов и карбонатов металлов в растворимые соли. Наиболее эффективным реагентом данной группы является соляная кислота. Высокая эффективность обработки скважины соляной кислотой связана с хорошей растворимостью в воде хлоридов, образующихся в результате взаимодействия кислоты с веществами кольматанта. Для предотвращения коррозии металлических частей скважины в ходе кислотных обработок в кислоту вводят ингибиторы катапин - А, катапин - Б, уникол и другие.

При обработке закольматированных фильтров реагентами-восстановителями происходят реакции химического восстановления веществ кольматанта с переводом их в растворимое состояние. Например, при взаимодействии соединений трёхвалентного железа с дитионитом натрия (Na₂S₂O₄) происходит восстановление железа до растворимых двухвалентных форм.

Процесс растворения кольматирующих соединений при их взаимодействии с реагентами-комплексообразователями заключается в образовании комплексных соединений железа и кальция, которые хорошо растворимы в воде. В качестве реагентов-комплексообразователей применяются триполифосфат натрия (Na₅Р₃O₁₀), гексаметафосфат натрия (Na₆Р₆O₁₈) и другие.

Все типы реагентов, используемые для обработки водозаборных скважин должны отвечать следующим требованиям:

· обеспечивать максимальное восстановление проницаемости фильтров скважин;

· должны быть разрешены к использованию в хозяйственно-питьевом водоснабжении на территории РБ;

· продукты реакции реагентов с кольматантом должны легко уделяться из скважины при послеремонтных откачках на сброс;

· при взаимодействии с подземной водой реагенты не должны образовывать соединений, способных ухудшать качество воды при дальнейшей эксплуатации скважины;

· не должны оказывать токсикологического воздействия на обслуживающий скважину персонал;

· не должны содержать примесей загрязняющих водоносный горизонт и неудаляющихся при послеремонтных откачках из скважин на сброс.

Выбор реагента должен осуществляться на основании данных обследовании скважин, лабораторных исследований кольматирующих веществ, а также данных полученных при проведении декольматационных работ на скважинах данного водозабора.

Область применения отдельных реагентов

Дитионит натрия (Na₂S₂O₄) обычно применяется при повторных регенерациях водозаборных скважин и его использование при первичных обработках не рекомендуется.

Не допускается использование бисульфата натрия в качестве реагента для регенерации фильтров, закольматированных преимущественно соединениями кальция из-за опасности выпадения вторичного осадка гипса.

Количество реагента, требующегося для обработки скважины определяется на основании ее конструктивных характеристик и данных лабораторных исследований кинетики растворения кольматирующих в реагенте по формуле:

Рр = 1,2Кс Рк. (4.1)

где Рр - масса реагента, кг;

Кс - коэффициент удельного расхода реагента, требуемого для растворения 1 кг кольматанта, определяется на основании данных лабораторных исследований. Для дитионита натрия и соляной кислоты значение коэффициента Кс может приниматься по таблице.

Значение коэффициента К для соляной кислоты и дитионита натрия.

Рк - масса кольматанта, кг, которая рассчитывается по зависимости:

Рк = Кн W_{пор к}. (4.2)

где W_пор - объем пор гравийной обсыпки обрабатываемой части прифильтровой зоны, м³;

_к - плотность кольматанта, кг/м³.

Плотность кольматанта определяется на основании данных лабораторных исследований при их отсутствии значение _к принимается в диапазоне 2100-3700 кг/м³.

Кн - коэффициент насыщенности пор гравийной обсыпки (обрабатываемой части прифильтровой зоны) кольматантом. Коэффициент насыщенности пор гравийной обсыпки кольматантом определяется по зависимости:

Кн = 1 - (К₁/К₀)^1/3 (4.3)

где К₀ - коэффициент фильтрации гравийной обсыпки (прифильтровой зоны радиусом 0,5 м) в момент сдачи скважины в эксплуатацию, м/с.

К₁ - коэффициент фильтрации гравийной обсыпки (прифильтровой зоны радиусом 0,5 м) на момент обследования скважины перед проведением работ по декольматации, м/с.

При отсутствии данных о составе кольматанта и кинетике его растворения в реагенте, расход соляной кислоты для регенерации фильтра может приниматься по таблице.

Расход кислоты НСl концентрацией 25% для декольматации 1 м.п. фильтра