Расчет кривых подпора и спада при ламинарной фильтрации, Приток к вертикальным скважинам (колодцам) - Основы движения грунтовых вод
Выполним интегрирование уравнений (27.20), (27.20а), (27.20б). Введем относительную глубину или. При этом очевидно, что.
Для
;
Для
;
Для
.
После интегрирования:
Для при (кривые подпора)
;
При (кривые спада)
;
Для
;
Для
,
Что свидетельствует о параболическом очертании в этом случае.
Как и в открытых руслах, в случае асимптотическое приближение кривой свободной поверхности к линии нормальных глубин означает, что величины не могут быть равны единице.
Удельный расход при неравномерном плавно изменяющемся движении грунтовых вод по водоупору с нулевым уклоном определяют по формуле, полученной из,
Где - расстояние между сечениями с глубинами и.
Приток к вертикальным скважинам (колодцам)
Рассмотрим безнапорное плавно изменяющееся движение грунтовых вод в водоносном пласте по горизонтальному водоупору, притекающих к совершенной (доходящей до водоупора) водозаборной скважине (рис. 27.8). Поступление воды по радиальным направлениям в скважину происходит через водопроницаемые по всей высоте стенки, радиус скважины равен.
Мощность безнапорного водоносного горизонта (пласта) равна. На такой высоте от водоупора при отсутствии откачки устанавливается горизонтальный естественный уровень грунтовых вод и до начала откачки движения грунтовых вод нет.
После начала откачки уровень грунтовых вод в скважине и вокруг нее в грунте начнет понижаться. Свободная поверхность примет форму, называемую депрессионной воронкой. Для рассматриваемых условий (горизонтальный водоупор, однородный грунт) воронка представляет собой поверхность, образованную вращением кривой депрессии относительно вертикальной оси (скважины).
В течение некоторого времени после начала откачки движение будет неустановившимся. После того как откачиваемый из скважины и поступающий в нее расходы сравняются, по прошествии некоторого промежутка времени движение станет установившимся, а уровень воды в скважине и воронка депрессии - неизменными.
Так как движение - плавно изменяющееся, то в каждом данном живом сечении у изучаемого потока гидравлический уклон будет одним и тем же, но - различным в разных живых сечениях.
Живые сечения представляют собой боковые поверхности цилиндров с текущей высотой, отстоящих от оси скважины на текущее расстояние. Гидравлический уклон равен, площадь.
Расход
.
Разделив переменные и проинтегрировав в пределах от до и от до, получим при =const и =const
,
Где - глубина воды в скважине.
По уравнению (27.27) можно определить координаты кривой свободной поверхности. В любой из вертикальных плоскостей, пересекающих область движения по диаметру, очертание кривой свободной поверхности одинаковое, кривая депрессии выпуклая.
Введем понятие радиус влияния скважины - расстояние, за пределами которого не наблюдается изменение напора. При напор равен естественному напору или мощности водоносного горизонта. Тогда из (27.27) получаем
.
Как видно, наряду с величинами (или ), и дебит скважины определяется радиусом влияния скважины
,
Где - понижение уровня воды при откачке, м; - коэффициент фильтрации, м/с.
В предварительных расчетах радиус влияния скважины принимается для мелкозернистых песков 100-200; для среднезернистых песков 250-500; для крупнозернистых песков 700-1000; для мелкого гравия 500-600; для крупного гравия 1500-3000 м.
Совершенная поглощающая скважина. Такие скважины служат для сброса воды в водоносный слой (рис. 27.9). Глубина воды в скважине больше, чем мощность водоносного пласта, поэтому кривая депрессии - вогнутая. Здесь анализ делается, исходя из тех же основных положений, что и для водозаборной скважины. Но выражение для гидравлического уклона имеет вид
,
Так как уменьшению соответствует увеличение. Тогда для поглощаемого расхода получим
.
Совершенная артезианская скважина. Такая скважина (рис. 27.10) прорезает верхний водоупорный пласт, водоносный пласт и доходит до нижнего водоупорного пласта. Грунтовые воды полностью заполняют водоносный пласт и находятся под давлением, большим атмосферного. При отсутствии движения плоскость естественного напора располагается на некоторой высоте от поверхности нижнего водоупорного пласта, которая соответствует естественному напору. Давление в водоносном пласте может быть столь большим, что плоскость естественного напора располагается выше отметок земли (фонтанирующие или самоизливающиеся скважины).
Примем, что верхняя и нижняя границы водоносного пласта плоские и горизонтальные. Следовательно, мощность водоносного пласта постоянна и равна.
По отметкам воды в наблюдательных скважинах при откачках можно определять положение депрессионной воронки.
Как и при безнапорном движении к водозаборной скважине, вначале процесс неустановившийся, лишь спустя некоторое время движение становится установившимся, уровень воды в скважине и очертание поверхности воронки депрессии -- неизменными; откачиваемый и поступающий в скважину расходы - равными. Живые сечения представляют собой боковые поверхности цилиндров. Гидравлический уклон и постоянен в каждом живом сечении вследствие плавной изменяемости движения. Тогда уравнение расхода можно записать в виде
.
После разделения переменных и интегрирования получим с учетом того, что и не изменяются,
,
Где - глубина воды в скважине; - расстояние по радиусу до сечения, где напор равен ; - радиус скважины.
Дебит колодца определим, если примем :
Похожие статьи
-
Такое движение наиболее часто встречается в виде безнапорного - со свободной поверхностью (рис. 27.4). Для него справедлива формула Дюпюи (27.12)....
-
Скорость фильтрации. Линейный закон фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Так как грунты в целом характеризуются неупорядоченным, случайным расположением частиц и случайным характером порового пространства, то применение...
-
Особенности плавно и резко изменяющегося движения грунтовых вод - Основы движения грунтовых вод
Выделим при плавно изменяющемся движении два сечения, расположенные на расстоянии (рис. 27.2), считая их плоскими, а давления в этих сечениях...
-
Освоение скважин - комплекс работ по вызову притока жидкости (газа) из пласта в скважину, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными...
-
ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД, Виды движения грунтозых вод - Основы движения грунтовых вод
Виды движения грунтозых вод Как известно, вода в горных породах (в грунтах) может быть в виде пара, капиллярной, а также гравитационной воды....
-
Приток к горизонтальным водоприемным устройствам - Основы движения грунтовых вод
Водосборная галерея. Найдем приток к водосборной галерее при безнапорном плавно изменяющемся движении грунтовых вод по горизонтальному водопроницаемому...
-
Коэффициент фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Коэффициент фильтрации равен скорости фильтрации при =1. Он зависит от свойств пористой среды (формы, размеров, взаимного расположения шероховатости...
-
Основная причина низкой продуктивности скважин наряду с плохой естественной проницаемостью пласта и некачественной перфорацией -- снижение проницаемости...
-
1. Дно траншей/котлована доходит до водоупора - тип выемки совершенный 2. У котлована l = 20м, b = 20м, h = 4м (см. п.7 Геологических условий п.2.)...
-
Расчет притока воды к совершенным выработкам (котлован) Так как коэффициент фильтрации больше 0,1 k>0,1, то воду из котлована откачиваем насосом...
-
Расчет параметров закачки производится инженерной службой организации, которая производит гидроразрыв, после получения исходных параметров по скважине от...
-
Рассмотрим, как в результате создания каверн перераспределяется давление в призабойной зоне пласта при гидроразрыве. Пусть имеется скважина с двумя...
-
Быстротоком называют искусственное сооружение (русло) с уклоном больше критического (>). 1 - входная часть 2 - лоток быстротока (водоскат) 3 - выходной...
-
Параметры, регистрируемые в газометрии - Геофизические исследования скважин
Газовый каротаж основан на изучении содержания и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости, а также основных параметров,...
-
Рис. 6 Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины...
-
Исходные данные для расчета максимальных и минимальных нагрузок скважин Илькинского месторождения, осложненных обрывностью штанговой колонны,...
-
Рассмотрим установившуюся фильтрацию жидкости и газа в деформируемом чисто трещиноватом пласте, в котором проницаемость изменяется в зависимости от...
-
УЭЦН Эксплуатация нефтяных скважин УЭЦН широко распространена на нефтяных промыслах Российской Федерации, и, особенно, в Западной Сибири. В этом регионе...
-
Выбор скважины для ГРП - Использование гидравлического разрыва пласта при добыче нефти
Подбор кандидатов является, вероятно, наиболее критичным этапом всего проекта ГРП. Успех ГРП в очень большой степени зависит от подбора скважины....
-
Первичное вскрытие продуктивных пластов: Основными причинами снижения проницаемости прискважинной зоны являются репрессия, продолжительность ее действия,...
-
Гидродинамическая модель сработки грунтовых вод при предуборочном осушении рисовых чеков
Население Земли ежегодно растет, а следовательно, растут и потребности в сельскохозяйственных продуктах. Наибольшие темпы роста населения наблюдаются в...
-
Общий объем рабочего кислотного раствора определяется по формуле: (3.1) Где - расход кислотного раствор на один метр обрабатываемой толщины пласта, м3/м....
-
Исследуя дифференциальное уравнение неравномерного движения в призматических руслах , (2.25) Где ПК - параметр кинетичности, Можно сделать вывод о типе и...
-
При определении наружных давлений, действующих на обсадную колонну, руководствуются следующими условиями. В незацементированной зоне наружное давление на...
-
Примеры числовых расчетов - Движение жидкостей и газов в трещиноватых и трещиновато-пористых средах
Принимая зависимость коэффициента проницаемости трещиноватого пласта от давления в виде K Т = K Т0 [1 - В ( Рк - Р )]3, определить дебит совершенной...
-
При бурении скважин и вскрытии ими пластов, содержащих высоконапорную воду, последняя начинает поступать в ствол скважины и оказывать влияние на...
-
Конструкция скважин ЯГКМ (валанжин) - Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение
Скважины Ямбургского газоконденсатного месторождения оснащаются фонтанными арматурами отечественного и зарубежного производства. По контрактам с Румынией...
-
СПОСОБЫ ПРОМЫВКИ, ФУНКЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА - Бурение нефтяных и газовых скважин
При бурении скважин промывочная жидкость должна циркулировать по замкнутому гидравлическому контуру. В зависимости от вида гидравлического контура все...
-
Вынос жидкости и проппанта из скважины после ГРП. Оптимальные процедуры выноса жидкости и проппанта для каждой скважины являются индивидуальными. Если...
-
Вызов притока пластового флюида осуществляется понижением уровня жидкости в колонне с помощи компрессора. При освоении скважины компрессором, в скважину...
-
Описание технологии ГРП - Использование гидравлического разрыва пласта при добыче нефти
1) Геологической службой управления составляется информация установленной формы для расчета ГРП. 2) Составляется программа проведения ГРП по результатам...
-
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Рис.1. Схема скважин Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и...
-
Технологический раздел, Конструкция скважины - Бурение нефтяных и газовых скважин
Конструкция скважины Конструкцию скважин выбирают исходя из требований успешного доведения скважин до проектных глубин; качественного вскрытия...
-
Ветровое волнение на озере - Расчет водного баланса для Псковско-Чудской водной системы за 1968 год
Расчет элементов ветровых волн фильтрационным способом производится по данным опорной метеостанции за безледоставный период 1968 года по заданному...
-
Литологическое расчленение разреза скважины - Геологическое строение месторождения
Коллекторами называют пласты, представленные породами, способными содержать нефть, газ, воду и отдавать их при разработке. Обычно коллекторами являются...
-
При проектировании канав необходимо выполнять следующие условия: 1. Канава должна пропускать весь расчетный расход воды без переполнения. Чтобы канава не...
-
Критической глубиной называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения. Уравнение критического состояния потока , (2.10) Где - ускорение...
-
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Продолжительность твердения цементных растворов для кондукторов - 16 ч, а для промежуточных и эксплуатационных колонн - 24 ч. Продолжительность твердения...
-
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН - Бурение нефтяных и газовых скважин
Природная группа факторов: термобарические условия в скважине, тектонические нарушения, ФЕС коллектора и степень его неоднородности, положение...
-
КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ - Бурение нефтяных и газовых скважин
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ С углублением ствола скважины по мере необходимости проводят работы по его креплению. Понятие крепления скважины охватывает работы по...
Расчет кривых подпора и спада при ламинарной фильтрации, Приток к вертикальным скважинам (колодцам) - Основы движения грунтовых вод