Kajetan Zięba
Geologia II rok
PROJEKT ROBÓT GEOLOGICZNYCH NA WYKONANIE OTWORU STUDZIENNEGO
1. Opis warunków geologicznych o hydrogeologicznych:
Profil geologiczny zakłada
występowanie warstwy nasypu o miąższości 3m, poniżej którego
powinien znajdować się piasek drobny o miąższości 6,5m i piasek
z wkładkami gliny o miąższości 5m. Następnie powinien znajdować
się żwir o miąższości 11,5m i żwir z wkładkami piasku
gruboziarnistego o miąższości 9m. Poniżej prawdopodobnie
występuje warstwa iłu o miąższości 6m.
Zwierciadło wody
powinno zostać nawiercone na głębokości 14,5m i na niej się ono
ustabilizuje, ponieważ jest to zwierciadło swobodne. Warstwa
wodonośna ma miąższość 26,5m i uśredniony współczynnik
filtracji k=9*10-4 m/s. Warstwa wodonośna powinna
wystąpić na głębokości 14,5m.
2. Przedstawienie możliwości osiągnięcia celu prac:
Oczekiwana wydajność studni to:
Qocz =55m3/h
= 55*1,2=66 m3/h= 1,1 m3/min=0,018 m3/s
2.1 Dobór pompy:
Dla oczekiwanej wydajności dobieram z tabeli pompę GC.5.06+SM6/22 o wysokości podnoszenia 64m.
Dane pompy:
- średnica pompy - 220 mm
- 3 przewody o polu powierzchni 10mm2
- napięcie 500V
- moc pompy 22 kW
Maksymalna średnica pompy powiększona o średnicę przewodów to Dp.
Dp = 220 + 2*10 = 240 aDp = 1.1 * 240 = 264
2.2 Dobór rur i długości filtru, a wydatek jednostkowy.
Większą od wartości aDp średnicą wewnętrzną rury filtracyjnej jest 322,9 mm, gdyż mniejsza daje V1 większe od 0,03 m/s. Korzystając z takiej rury otrzymamy wydatek jednostkowy:
ql = 3,14 * 0,3397 * 1 * 0,15 * 0,03 = 0,0048 m3/s
Dany wydatek pozwala nam na wyznaczenie minimalnej długości filtru:
lmin = 0,018/0,0048 = 3,75 m
Oznacza to, że długość naszego filtru będzie wynosić 4 m.
Przeprowadzono również obliczania, dla rur 11 3/4 i 14 cala, jednak V1 dla pierwszej było większe, niż 0,03 i o ile druga rura spełnia wymaganie, to zdecydowano się na mniejszą – 13 3/8 cala.
2.3 Depresja studni
Przy założeniach, że wysokość statycznego zwierciadła wody nad nieprzepuszczalną podstawą to 22,5 m, a długość filtra wyliczona powyżej to 4 m:
Smax = H – I = 22,5 – 4 = 17,5 m
Sexp = 7 m
7 m < 17,5 m
Sexp < Smax
Przy tak zaprojektowanych parametrach technicznych, studnia umieszczona w warstwie wodonośnej planowanej do ujęcia, o określonych własnościach właściwościach hydrogeologicznych będzie w stanie w stanie podać wydatek projektowany.
2.4 Wydatek studni
Promień leja depresji pozwala nam na obliczenie samego wydatku studni.
R = 575 * 7 * (0,0009 * 21,5)^0,5 = 559,89 m
Q = 1,36 * 0,0009 ((21,5)^2 – (14,5)^2)
log(0,668/0,169)
Q = 0,31 / 0,6 = 0,52 m3/s
Qproj = 0,018 m3/s
Q>Qproj
2.5 Zaczyn cementowy
Vzc = 1,2 * 3,14 (672^2 – 508^2) * 3000 + 3,14 * 485,8^2 * 1000
4 4
Vzc = 1,2 * 151913200 + 185261287,4
Vzc = 367557127,4 mm3 = 0,37 m3
Do = 672 mm Dz = 508 mm Dw = 485,8 h = 1 m
Aby ukończyć proces cementacji rury potrzebne jest 0,37 m3 zaczynu cementowego.
3. Proces wiercenia studni:
a. Używam urządzenia Wirth B3A (wiertnica)
b. Świder rurowy 672 mm od 0 do 5 m głębokości, a świder gryzowy 672 mm od 5 do 12
c. Zapuszczam kolumnę konduktorową o średnicy 508 mm od 0 do 11 m
d. Cementacja na głębokości od 9 do 11 m z korkiem grubości 1m
e. Wypełnienie urobkiem przestrzeni między kolumną techniczną a ścianą otworu
f. Świder skrzydłowy 374mm nawierci warstwy od 15 do 37m i wyrównanie dna piaskiem o miąższości 1 m.
g. Zapuszczenie kolumny eksploatacyjnej (średnica 339,7mm):
* rura podfiltrowa 32-36m
* filtr z rurą perforowaną i siatką muchówką 28-32m
* rura nadfiltrowa 0-28m
h. Wsypanie urobku na głębokość od 34 do 36 m.
i. Zastosowanie obsypki żwirowej pomiędzy kolumną eksploatacyjną, a ścianą otworu na głębokości 26-34m.
j. Wsypanie urobku na głębokość od 12 do 26 m.
k. Zapuszczenie agregatu pompowego na głębokość 23m