Что такое статический и динамический уровни скважины и способы их определения
Одной из важных характеристик скважины, используемой при выборе насосного оборудования и расчете удельного дебита источника водоснабжения, является уровень воды в эксплуатационной колонне. Существует два показателя уровня воды: статический и динамический.
Статический уровень воды
После того как осуществлено бурение скважины, выполнена ее промывка и обсадка, необходимо определить статический уровень воды. Расчеты выполняются не ранее чем через сутки после окончания работ по обустройству источника водоснабжения. Для определения значения статического уровня еще до начала водозабора замеряют расстояния от поверхности земли до зеркала воды.
Если бурение скважины и ее обустройство выполнены в соответствие с правилами, статический уровень воды всегда будет выше фильтровой части скважины или зоны отбора воды из водонасыщенного пласта.
Динамический уровень
Для определения удельного дебита скважины нужно знать динамический уровень, то есть расстояние от поверхности земли до зеркала воды во время работы насоса. Измерения выполняют два и более раз, изменяя интенсивность водозабора. При откачке воды из скважины ее уровень сначала снижается, а потом остается на определенном уровне при непрерывной откачке воды с той же интенсивностью. Если увеличить (уменьшить) мощность откачки воды, динамический уровень, соответственно, будет ниже или выше.
Зачем нужно определять значения статического и динамического уровней
Информация о статическом и динамическом уровнях скважины заносится в паспорт. Эти значения будут отправными во время профилактических работ на источнике водоснабжения для установления проблем функциональности гидротехнического сооружения. Значения динамический уровня потребуются при выборе насосного оборудования и расчета глубины его монтажа: насос устанавливают в среднем на два метра ниже динамического уровня, чтобы даже при его критическом снижении точка водозабора насоса всегда находилась в воде.
Специалисты рекомендуют: измерять динамический уровень нужно не менее двух раз, при этом непосредственные замеры должны каждый раз выполняться не ранее чем через час после непрерывной работы насоса.
Датчики динамического уровня воды в скважине
Дата публикации: 09.02.2017
Статический и динамический уровень воды в скважине
Важнейшими исходными данными для начала проектирования системы подачи воды из индивидуальной скважины или колодца, являются статический и динамический уровни воды в скважине. Статический уровень определяется как расстояние от поверхности земли до поверхности воды в скважине при неработающем насосе. Но особенно актуальным является вопрос, как узнать глубину динамического уровня. Динамический уровень или динамический горизонт измеряется таким же образом, но при работающем насосе. У артезианских скважин оба этих уровня совпадают, а у высокопроизводительных скважин они отличаются, но не более чем на метр. Динамический уровень зависит от нескольких факторов: диаметров скважины и выводной трубы, мощности насоса, а также от природных процессов, происходящих с грунтовыми водами. Динамический уровень не рекомендуется опускать ниже двух третей от общей глубины скважины.
Тросовые и погружные гидростатические уровнемеры
Тросовые уровнемеры наиболее доступны и основаны на принципе измерения длины троса, погружаемого в скважину до уровня воды. Они являются электроконтактными, то есть при контакте с водой электрическая цепь замыкается, загорается светодиод, и раздаётся звуковой сигнал для оповещения оператора. Кроме надёжности и простоты, тросовые уровнемеры обеспечивают высокую точность измерения по шкале, нанесённой на трос. Неудобства эксплуатации уровнемеров указанного типа кроются в необходимости личного присутствия при измерении.
Погружные гидростатические уровнемеры работают по принципу измерения давления, пропорционального высоте находящегося над ними водного столба. Они обеспечивают непрерывное измерение. Гидростатический уровнемер с выходным аналоговым сигналом позволяет снимать показания удалённо, подключать его к ПК или измерительным приборам, обеспечивать автоматическое отключение насоса в случае понижения уровня воды и предотвращать «сухой ход».
В настоящее время это две самых распространённых разновидности уровнемеров, рекомендуемых нашими инженерами для измерения уровня воды в скважине.
Модели уровнемеров для небольших скважин
Специалисты компании «Русавтоматизация» определили модели уровнемеров, хорошо показавшие себя в работе на скважинах индивидуальных приусадебных хозяйств. Это пьезоэлектрический датчик уровня NivoPress NP, который может комплектоваться элементом для измерения температуры, сверхмалый погружной датчик для узких каналов LMK-306, миниатюрные датчики уровня ALZ 3920 с защитой от перенапряжений и грозовых разрядов. Благодаря компактности и маленькому диаметру чувствительных элементов указанные модели уровнемеров широко используют на небольших водяных скважинах.
Статический и динамический уровень воды. Что это?
Для подбора техники нужно знать уровень воды в скважине. Необходимо измерить два значения: статическое и динамическое. Данные необходимы для подбора скважинного оборудования. Они указываются в техпаспорте. Рассмотрим, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, и как измеряются эти показатели на практике.
Статический и динамический показатель
При достижении водоносного слоя, вода поднимется по обсадной колонне. Движение происходит из-за разницы давления в почве и на поверхности. На определенной высоте вода останавливается. Формируется статический уровень воды в скважине. Замеряется через 1,0-1,5 часа после бурения или выключения насоса.
Высота водяного столба снижается после установки и включения насоса. Техника откачивает воду на поверхность. Образуется динамический уровень артезианской скважины. По законам физики, он всегда ниже статического. Замерять его можно через 30-60 минут после включения насоса.
Разница двух результатов не должна превышать 1 м. Эта разница называется дебитом источника. При артезианском бурении она составляет 2000-5000 литров в час. Если разница составляет 1,2-2,0 и более, техника подобрана неправильно. Нужно найти и устранить ошибку, чтобы оборудование не вышло из строя.
Основные принципы измерения
Оба показателя определяются по аналогичному принципу. Разница состоит в условиях измерения. Как определить статический уровень в скважине – при выключенном на полтора часа насосе. Как определить динамический уровень скважины – когда техника работает полчаса или час.
На значения двух показателей влияют:
- Глубина бурения на известняк.
- Насыщенность водяного пласта.
- Попадание грунтовых или талых вод.
- Характеристики установленного насоса.
- Срок эксплуатации источника.
Рекомендуется повторять замеры не реже раза год. Это делается при сервисном обслуживании. Контроль позволит избежать сухого хода насоса (что может привести к его поломке). Результаты могут меняться со временем. Это происходит, когда водяной слой исчерпывается или меняется гидрогеология района. Рассмотрим подробнее все способы узнать уровень воды в скважине.
Технологии для измерения
Не советуем выполнять измерения самостоятельно. Если в замерах будут допущены ошибки, то подобранная техника быстро выйдет из строя. Понадобится покупать новое оборудование. Чтобы избежать неоправданных затрат, поручите эту задачу специалистам.
Основные способы измерения:
- Погружение груза на леске.
- Применение гидростатического датчика.
- Использование скважинного уровнемера.
В быту часто используется механический способ замеров. Он не требует специальных приборов. Необходим тяжелый грузик и длинная веревка. Грузик опускается на дно, а затем извлекается на поверхность. Замеряется длина мокрого участка веревки.
Существует еще один способ. Он дает менее точный результат. Необходимо заполнить водой тару с известным объемом. По времени наполнения вычисляется дебит за час. Результат зависит и от мощности насоса. Однако метод позволяет определить, достаточно ли дебита для потребностей дома.
Заключение
После бурения мы измеряем статический и динамический показатели. При выполнении замеров может присутствовать заказчик (по желанию). Если на участке есть артезианская скважина с неизвестным уровнем воды, мы готовы приехать по заявке и выполнить измерения.
Чтобы узнать больше про измерения, позвоните нам. Консультант подробно ответит на любые вопросы. Поможет оформить заявку на выезд инженеров при необходимости.
Какой должен быть уровень воды в скважине: разбираемся в
Многих обладателей загородных домов, у которых на участке имеется личная система водоснабжения, интересует вопрос: что делать, в случае если упал уровень воды в скважине на протяжении продолжительной откачки.
Для обычной работы системы водоснабжения и верного выбора глубины размещения насоса нужно максимально точно знать, на какой отметке находится жидкость в стволе при разных режимах работы.
Основные аспекты скважины на воду
В данной статье будут обрисованы ключевые принципы появления воды в скважине, и разные факторы, от которых зависит ее количество.
Помимо этого тут будет представлена инструкция с описанием того как подобрать верную глубину размещения погружного насоса, и рекомендации и советы каковые окажут помощь с большой эффективностью применять систему водозабора. Кроме этого читателю будут предложены меры, каковые направляться предпринять для предупреждения работы насоса без жидкости, либо другими словами как избежать сухого хода.
Статический уровень
Для определения дебита скважины, а соответственно, и ее производительности, нужно знать два наиболее ответственных показателя: статический и динамический уровень жидкости внутри ее ствола.
Статическим называется положение зеркала водной поверхности, которое устанавливается в ствола по окончании прекращения откачки жидкости. Его глубина выражается в расстоянии от верхнего уреза оголовка ствола до поверхности воды в ствола. Для правильного определения этого значения измерение уровня воды в скважине создают по окончании ее простоя в течении одного часа.
Статический уровень воды устанавливается при уравновешивании забойного давления (давление столба жидкости в ствола) и пластового давления подземного источника. Так, он фактически неизменно расположен выше глубины залегания пласта, и чем больше отличие между ними, тем выше производительность скважины либо же ее дебит.
Для более правильного представления возможно привести следующие утверждения:
- Его высота зависит лишь от давления в пласта и никак не зависит от физических параметров, к примеру глубины, диаметра, места размещения, и т.д.
- Эта величина непостоянная, по причине того, что пластовое давление может изменяться в зависимости от разных событий, к примеру сезонные трансформации, повышенный отбор воды из того же горизонта соседними скважинами, и т.д.
Динамический уровень
Динамическим принято считать таковой уровень жидкости в стволе, который устанавливается на постоянной отметке в ходе ее откачивания. Его значение может изменяться в зависимости от производительности погружного насоса.
Его высота устанавливается на постоянной отметке в том случае, в то время, когда скорость поступления жидкос
Как определить динамический уровень воды?
Любая скважина, предназначенная для частного водоснабжения, обладает особыми характеристиками и параметрами, которые индивидуальны только для этого типа источника. Одним из важнейших показателей можно выделить динамический уровень, который можно определить только после того, как конструкция была введена в эксплуатацию.
На этапе бурения источника для воды, вы можете стать очевидцем сильного напора воды, который подается на поверхность под давлением водоносного пласта. После того, как конструкция готова и простояла в бездействии порядка 60 минут, можно определять статический уровень воды в скважине. Можно считать, что высота водяного пласта это и есть этот уровень.
Расположение уровней в скважине и их высота
Особенности динамического уровня, отличие его от статического
Чем отличается динамический уровень от статического? Этот вопрос волнует каждого владельца автономного водоснабжения. На самом деле в этом случае неуместно говорить о каких-то различиях так как это два индивидуальных параметра.
Высота воды, которая определяется после получасовой работы насосного оборудования и считается динамическим уровнем. В идеале эти два замера должны быть не более одного метра между собой.
Внимание! Если разность между статическим и динамическим уровнем влаги в колодце составляет от 1,2 до 2,0 метра, необходимо принять соответствующие мероприятия. Такая отметка говорит о неправильной работе скважины.
Очень часто статический уровень изменяется из-за воздействующих на него факторов. В скважину могут попадать осадки, загрязнения из почвенных слоев и постепенный уход воды. Тем не менее этот тип высоты водного столба считается обязательным для выбора насосной станции для откачивания жидкости.
Отсюда следует выделить, что взаимосвязь между динамическим и статическим уровнем неизменна. И чтобы их правильно определить потребуется тщательная слежка за эксплуатацией источника.
Замер динамического уровня воды в скважине
Правильный замер динамического уровня воды
В данную процедуру стоит внести несколько этапов, так как ее выполнять таким образом будет намного проще. Зеркало воды измеряется дважды: то есть изначально определяют статику, а после динамику. Как раз так мы и поступим.
- Выбираем определенный период времени (пару-тройку дней зноя) без осадков. Обычно в это время происходит активный водозабор из источника для полива растительности.
- Учитываем небольшой промежуток, когда скважина находилась в покое, то есть не происходило выкачивание воды, как минимум 1-1,5 часа.
- Берем небольшой груз (пусть он будет металлическим), надежно крепим его к капроновой нитке и опускаем на дно скважины.
- Как только предмет коснулся дна, вытягиваем нить не расплёскивая воду, и смотрим насколько метров нить промокла. Ставим в этом месте отметку, так чтобы она не стерлась.
- После запускаем мотор для откачки воды, и даем ему беспрерывно поработать в течение 30-60 минут.
- Зеркало должно изменить свою высоту. Теперь опускаем просохшую нить с грузом также на дно скважины, затем поднимаем и смотрим насколько изменилась высота водяного столба.
- Ставим отметку и сравниваем оба эти значения. Отметка, которая получилась во второй раз и называется динамический уровень источника водоснабжения. Оптимальный показатель не более 1 метра ухода влаги.
Анализ динамического уровня на компьютере
Такое измерение всегда считается достоверным, и, если есть какие-то недостатки в работе источника, их нужно устранить. В противном случае снизится дебит скважины или колодца.
Обратите внимание! Резкий выход воды из колодца на поверхность после бурения производится под воздействием подземного давления, а при одновременном влиянии на водяной столб еще и атмосферного давления, уровень приходит в норму и стабилизируется на определенной высоте.
Чтобы разница уровней не превышала норму
Выше мы уже объясняли какой должна быть норма между динамическим и статическим уровнем жидкости в источнике автономного водоснабжения. И чтобы этот показатель всегда был идеальным следует предпринимать следующие меры:
- использовать сооруженную конструкцию строго по назначению;
- бурить только в соответствии с требованиями и правильным выбором глубины;
- проводить своевременное обслуживание и ремонт;
- осуществлять процедуру дезинфекции, если наблюдается неприятный запах или цвет;
- проводить анализ воды в лаборатории на предмет наличия ядовитых веществ;
- измерять разницу уровней динамики и статики не реже чем каждые 2 года.
Отличие статического и динамического уровня
Помните, что, если ваша скважина была выполнена специальными службами, должен присутствовать к ней паспорт. Каждая фирма предоставляет различную форму заполнения, поэтому совпадать они не будут.
Для нормальной работы насосов принято использовать автоматику, которая будет контролировать динамический уровень влаги, тем самым защитит оборудование от перегрева.
Важно! Динамический уровень скважины — это параметр, который всегда нужно контролировать. Это обеспечит более длительную эксплуатацию источника водоснабжения.
Вас могут заинтересовать:
Скважинная добыча нефти. Статическое и динамическое давление.
ИСТОЧНИКИ ПЛАСТОВОЙ ЭНЕРГИИ
§ 1. Пластовые давления
Для правильного понимания всех технологических процессов и явлений, связанных с эксплуатацией нефтяных месторождений и скважин, необходимо уяснить ряд терминов для давлений, которые определяют или влияют на эти технологические процессы.
Статическое давление на забое скважины
Статическое давление — это давление на забое скважины, устанавливающееся после достаточно длительной ее остановки. Оно равно гидростатическому давлению столба жидкости в скважине высотой (по вертикали), равной расстоянию от уровня жидкости до глубины, на которой производится измерение. Обычно за такую глубину принимается середина интервала вскрытой толщины пласта. С другой стороны, это давление равно давлению внутри пласта, вскрытого скважинами, и поэтому оно называется пластовым давлением.
Статический уровень
Уровень столба жидкости, установившийся в скважине после ее остановки при условии, что на него действует атмосферное давление, называется статическим уровнем.
Если устье скважины герметизировано, то обычно в верхней части скважины скапливается газ, создающий некоторое давление на уровень жидкости. В этом случае уровень жидкости не называется статическим, хотя соответствует статическим условиям скважины, и давление на забое скважины равно сумме гидростатического давления столба жидкости и давления газа.
Динамическое давление на забое скважины
Это давление устанавливается на забое во время отбора жидкости или газа из скважины или во время закачки жидкости или газа в скважину. Динамическое давление на забое очень часто называют забойным давлением в отличие от статического, которое называют пластовым давлением. Однако и статическое, и динамическое давления в то же время являются забойными.
Динамический уровень жидкости
Уровень жидкости, который устанавливается в работающей скважине при условии, что на него действует атмосферное давление (межтрубное пространство открыто), называется динамическим уровнем.
При герметизированном затрубном пространстве динамическое давление будет равно сумме гидростатического давления столба жидкости от уровня до забоя и давления газа, действующего на уровень. Высота столба жидкости измеряется по вертикали. Поэтому в наклонных скважинах при вычислении гидростатических давлений должна делаться соответствующая поправка на кривизну скважины.
Среднее пластовое давление
По среднему пластовому давлению оценивают общее состояние пласта и его энергетическую характеристику, обусловливающую способы и возможности эксплуатации скважин. Статические давления в скважинах, расположенных в различных частях залежи и характеризующие локальные пластовые давления, могут быть неодинаковыми вследствие разной степени выработанности участков пласта, его неоднородности, прерывистости и ряда других причин. Поэтому используют понятие среднего пластового давления. Среднее пластовое давление Рср вычисляют по замерам статических давлений Рi в отдельных скважинах.
Похожие статьи:
РЭНГМ → Справочник мастера по добыче нефти. Бояров А.И.
РЭНГМ → Учебное пособие, скважинная добыча нефти и газа
РЭНГМ → Справочник мастера по добыче нефти. В.М. Муравьев
РЭНГМ → Справочник по добыче нефти. В.В. Андреев
РЭНГМ → Магистральные нефтепроводы
Статический и динамический уровни воды в скважине: что это такое
Один из вариантов водоснабжения частного дома в пригороде это устройство скважины для питьевой воды. Однако, помимо бурения и установки обсадной трубы, ее нужно правильно рассчитать.
Для этого нужно знать статический и динамический уровень воды в скважине. Эти параметры необходимы чтобы правильно определить ее производительность и подобрать мощность оборудования.
Почему нужно знать характеристики скважины
Цель, с которой делается любая скважина – это водоснабжение частного дома. Однако нужно понимать, что запасы воды в источнике не бесконечны. Поэтому при расчете системы водопровода и планировании точек потребления, нужно на что-то ориентироваться.
Вода из источника откачивается насосом и идет в водопровод, а в источник она попадает из водоносных слоев. И если сделать неверные расчеты, то можно столкнуться с ситуацией, когда потребность будет превышать производительность.
Основная характеристика – это ее дебет. Но, чтобы правильно его рассчитать, нужно определить статический и динамический уровень воды в скважине.
Вообще, если бурение делалось через фирму, она должна предоставить паспорт на работы. А в нем указываются все основные характеристики. Но, если его нет, это не страшно. На самом деле, в этом нет ничего сложного и все измерения, без проблем проводятся самостоятельно.
Статический уровень
Этот показатель определяет высоту водяного столба в спокойном состоянии. Т.е. в тот момент, когда не производится откачка насосом.
При этом важно понимать, что на него влияют внешние факторы. Особенно это актуально, при не глубоком источнике:
- время года – весной и осенью, статический уровень воды в скважине поднимется. Это происходит из-за того, что верхний водоносный слой насыщается влагой;
- погода – при засухе, он опустится.
Также, оказывает влияние количество скважин, расположенных по соседству. Если они питаются из одних и тех же слоев – он будет периодически меняться.
Динамический уровень
Еще одна важная характеристика – это динамический уровень скважины. Он определяет характеристики воды в обсадной трубе во время работы насоса.
Когда происходит водозабор, водяной столб будет опускаться. Но, в какой-то момент, он должен стабилизироваться на определенной отметке. Это происходит благодаря тому, что происходит постоянное пополнение водой из водоносных слоев.
А т.к. при откачке давление столба падает, оно будет выравниваться за счет внутрипластового. Здесь важно понимать, что динамический уровень напрямую зависит от мощности насоса.
Например:
- если его производительность маленькая, динамический показатель может быть равен статическому;
- а если большая – он вполне может осушить источник.
Поэтому оборудование следует подбирать исходя из характеристик источника. Кроме того, это показатель определяет глубину установки погружного насоса. Т.к. он должен располагаться ниже отметки.
Как определить статический показатель
Статический уровень скважины определяется довольно просто. Для этого не нужно быть большим специалистом и обладать специфическим оборудованием. Понадобится лишь длинная веревка с грузом.
Есть определенные правила для проведения замеров:
- нельзя делать измерения сразу же после выключения насоса. В идеале, должно пройти около суток – за это время водяной столб полностью выровняется;
- лучшее время для измерения – весна;
Кроме того, не желательно проводить работы после обильных дождей. Т.к. грунтовые воды поднимаются, а это окажет влияние на показатели источника.
Как измерить:
- приготовить длинную веревку с грузом на конце
- опустить ее в обсадную колонну;
- аккуратно спускать ее вниз, пока груз не достигнет дна;
- сделать на веревке метку на уровне грунта;
- достать ее назад.
Теперь нужно определить длину от окончания мокрого участка до сделанной метки – это и будет статический показатель.
Как определить динамический показатель
Эта характеристика определяется несколько сложнее. Но, тем не менее, при самостоятельном измерении, сложностей возникнуть не должно.
Технология:
- необходимо включить насос и подождать около часа;
- при этом нужно контролировать высоту водяного столба. Самый простой способ – это взять веревку и привязать к ней грузик;
- теперь, при работающем насосе, веревка опускается в обсадную трубу. Как только груз коснется воды – должен быть слышен всплеск;
- на веревке ставится метка на высоте грунта;
- замеры делаются до тех пор, пока водяной столб в обсадной колонне не стабилизируется.
При низком дебете, может возникать ситуация, когда источник быстро осушается. В этом случае придется подыскать менее мощный насос. А вообще, его рекомендуемая мощность составляет 60-70% от дебета.
Вообще, по правилам, нужно измерять динамический уровень два раза. При этом используется разная производительность насоса. Это нужно для правильных расчетов.
Теперь, зная эти характеристики, можно определить производительность источника.
Характеристики работы скважины
Между значениями дебета и динамического уровня, есть определенная связь:
| Динамический уровень | Производительность | Работа скважины |
| Находится на уровне установки насоса | Очень низкая | Явные проблемы – возможно загрязнение |
| Уменьшение с некоторым интервалом | Не меняется | Влияние погоды, либо источников, расположенных поблизости |
| Постоянное уменьшение | Идет на спад | Сигнал о загрязнении |
| Уменьшается малыми темпами | Та же | Возможно истощение водоносных слоев |
Таким образом, важно следить за состоянием скважины и понимать, что это важно. Т.к. если обратить внимание на сигналы о загрязнении колонны, можно обойтись простыми решениями. А вообще, рекомендуемая частота замеров показателей – 1 раз в 2 года. Это позволит держать ситуацию под контролем.