[К оглавлению | Глава 1 | Глава 2 | Литература]
Глава 3. Опыт восстановления фильтров скважин комбинированными методами на водозаборах г. Минска.

Для установления эффективности применения импульсных и реагентных методов регенерации для г. Минска, были проанализированы 160 скважин, находящихся в различных гидрологических, геологических условиях. Самым распространенным способом восстановления удельного дебита скважин является ЭГ способ. Почти каждая скважина, подвергавшиеся ремонту, неоднократно воспринимала воздействие энергии, выделяемой при прохождении электрического тока большого напряжения через разрядник. При этом взрыве образуется сложная газообразная система – разрядная плазма с температурой порядка (1,5 – 2,5)•104 К [8]. По мере разогрева плазмы происходит быстрое повышение давления и увеличение скорости, что способствует образование ударной волны. Энергия ударной волны состоит из потонциальной энергии жидкости и кинетической энергии частиц, которые примерно равны между собой. По мере удаления ударной волны образуется парогазовая полость, которая расширяется до тех пор пока внутреннее давление полости будет меньше гидростатического. При дальнейшем распространении ударной волны потенциальная энергия жидкости, определяемая давлением «р», будет переходить в кинетическую энергию движения частиц жидкости с созданием гидропотока [8].

При кольматации фильтров прочными конгломератовидными осадками под действием ударной нагрузки и колебательных процессов в них возникает волна напряжения и создаются растягивающие усилия, в результате чего в осадках образуются трещины, они раскалываются и диспергируются.

Основным критерием процесса разрушения кольматирующих осадков ЭГ-способом является первичная волна сжатия и эффективность очистки фильтра определяется максимальным давлением на фронте ударной волны. Поэтому при подборе параметров очистки ЭГ-способом необходимо учитывать все факторы, определяющее давление ударной волны, в том числе и гидростатическое давление на фильтры и содержание солей в подземных водах [8]. Для расчета эффективности восстановления ЭГ способом были вычислены величины «?» и «d» (табл. 3.1), для различных геологических условий, методах бурения и типов применяемых фильтров, а также при первичном и вторичном применении ЭГ установки.

Параметр «d» учитывает влияние гидростатического давления на ЭГ способ и равняется разнице между статическим уровнем воды в скважине и ее глубины, т. е. d = Нст - Нскв. ? – коэффициент эффективности восстановления по отношению к первоначальному удельному дебиту q0. Определяется ? по формуле:

  • ? = (qп – qт) / q0 • 100 % (3.1)

Где qп - удельный дебит скважины после очистки скважины ЭГ способом; qт - удельный дебит скважины до очистки скважины ЭГ способом.

В результате анализа установлено, что наибольшую эффективность восстановления, при проведении ремонтных мероприятий впервые, имеют скважины, оборудованные проволочными и каркасно-стержневыми с гравийными обсыпками фильтрами (табл. 3.1). Высокое значение параметра «?» для скважин, пробуренных на верхний протерозой объясняется тем, что эти скважины были пробурены на небольшие первоначальные удельные дебиты, не превышающие 10 м3/ч•м, и поэтому небольшие приращения удельного дебита после ремонта, по отношению к первоначальному, определяли значение «?».

Наименьшая эффективность восстановления ЭГ-способом наблюдается у скважин, оборудованных сетчатыми и проволочными фильтрами, которые каптируют воды из днепровско-сожского водоносного горизонта (табл. 3.1). Низкая восстановительная способность сетчатых и проволочных фильтров по сравнению с проволочными и каркасно-стержневыми с гравийной обсыпкой фильтрами объясняется тем, что ударная волна благодаря большой скважности последних проникает в прифильтровую зону и разрушает кольматант, и разрушенные частицы инкрустации частично выносятся гидропотоком, а также и тем, что сетчатые и проволочные фильтры подвергались очистке при больших значениях параметра d, равным в среднем 62,5 м и 60,3 м соответственно (табл. 3.1).

Вторичное применение ЭГ способа показывает, что эффективность его применения может снижаться (для проволочных и сетчатых фильтров) а может возрастать (для проволочных и каркасно-стержневых с гравийными обсыпками фильтров) (табл. 3.1). Такое явление связано, по-видимому с тем, что в период проведения первого восстановительного ремонта на скважинах, оборудованных сетчатыми и проволочными фильтрами вследствие характера кольматации и конструкции самого фильтра (низкая скважность) не удается произвести вынос гидропотоком сцементированной инкрустации, а только разрушить на стенках фильтра часть скольматированной корки. В последующие ремонты происходит более тщательное хрупкое и пластичное разрушение оставшегося кольматанта и проникновение гидропотока за стенки фильтра непосредственно в прифильтровую зону, что увеличивает вероятность выноса продуктов кольматажа. Это объясняет тот факт, что эффективность восстановления в первые годы эксплуатации для сетчатых и проволочных фильтров оставалась на низком уровне по сравнению с периодом эксплуатации 20-30 лет (табл. 3.1). В меньшей степени скважины г. Минска подвергались кислотным, газовзрывным и комбинорованным методам восстановления.

Эффективность восстановления кислотными обработками для 6 скважин в среднем равняется 39 % (табл. 3.2).

Наибольшее значение параметра «?» наблюдается у скважин, оборудованных проволочными и каркасно-стержневыми с гравийными обсыпками фильтрами, пробуренных ударно-канатным методом. Благодаря большой скважности, кислота беспрепятственно проникает в прифильтровую область и эффективно растворяет кольматант, и при последующей откачке растворенные продукты химической реакции удаляются из скважины.

Газовзрывным способом было регенерировано только 4 скважины (табл. 3.3). Средняя эффективность восстановления составляет 15 %.

Наибольшую эффективность восстановления имеют скважины, оборудованные проволочными с гравийной обсыпками фильтрами, при значениях «d» равных 30 м и 45 м соответственно. При обработке скважин импульсно-реагентными методами, наблюдается значительное повышение эффективности восстановления, при котором параметр «?» в среднем равняется 37 % (табл. 3.4).

Характерная особенность этого метода заключается в том, что эффективность восстановления проволочных фильтров немного выше, чем проволочных с гравийной обсыпкой. Следовательно сочетание импульсных и реагентных методов дает эффект восстановления независимо от статического уровня воды в скважине и типов применяемых фильтров. Это очень важное преимущество при очистке сетчатых и проволочных фильтров установленных на большой глубине. Под действием импульсных нагрузок образуются трещины в кольматанте и при помощи гидропотока частичное его удаление. Далее в реакцию вступает реагент, который окончательно растворяет кольматант и с последующей откачкой растворенные продукты уносится из скважины. Такой метод эффективен в скважинах, которые не подвергались ремонту более 10 лет (табл. 3.3). Однако следует следить за состоянием, как самого фильтра, так и скважины в целом, так как сочетание импульсных и реагентных нагрузок может привести к дальнейшей эксплуатационной непригодности скважины.

© Andrew shturm, 2004
Hosted by uCoz