Откачки воды из скважины производятся с целью очищения воды от посторонних примесей песка и мути, опробование скважины для установления ее производительности и подготовки к постоянной эксплуатации.
Откачка из скважин, вскрывающих напорные водоносные горизонты, следует подразделять на две стадии.
Первая заключается в предварительной откачке с возможной максимальной производительностью до полного осветления воды независимо от времени, потребного для этого.
Вторая заключается в откачке для определения зависимости дебита от понижения продолжительностью не более 4 ч. на каждое понижение для опытной откачки и не более 8 ч. на одно понижения для пробно-эксплуатационной откачки при условии неизменяющихся уровня и производительности.
Откачка должна продолжаться до полного осветления воды при установившемся режиме притока, т.е. при стабильном понижении и при соответствующей этому понижению неизменяющемся дебите. Величина понижения зависит от степени водообильности горизонта, вскрытого скважиной, и мощности применяемого насосного оборудования. В связи с этим величина частного и общего понижения может изменяться, поскольку водообильность горизонта находится в непосредственной связи с его мощностью, сложением и металогическим составом, но величина понижения при опробовании должна удовлетворять следующим условиям:
1. Для уменьшения возможной относительной ошибки при замере уровня и во избежание повышения величины удельного дебита, минимальная величина каждой ступени понижения не должна быть менее 1 м.
2. Максимальное понижение при откачке не должно быть менее 0,3 величины предполагаемого понижения при эксплуатационной откачке, если эксплуатация скважины намечается со сравнительно небольшим понижением уровня.
3. Максимальное (на 2-3 ступени) понижение должно составлять соответственно 0,2-0,3 высоты пониженного столба воды, когда намечается эксплуатация скважины при очень большом понижении уровня (0,5-0,6 высоты столба воды в скважине).
Литологические особенности территории напрямую влияют на величину понижений и при установлении их, следует учитывать следующие данные:
1. Для водоносных горизонтов представленных скальными и полускальными слаботрещиноватыми породами, а также рыхлыми средне- и мелкозернистыми песчаными породами, при удельном дебите скважины до 5 м3/ч разность между понижениями от 3 до 5 м.
2. Для водоносных горизонтов, представленных полу скальными среднетрещиноватыми породами (мел, мергели и т.п.) или рыхлыми гравийно-песчаными породами, при удельном дебите скважины 5-15 м3/ч разность между понижениями между 2 до 3 м.
3. Для водоносных горизонтов, представленных скальными сильно трещиноватыми породами, а также рыхлыми галечнико-гравийными породами, при удельном дебите скважины 15-20 м3/ч и более необходимо, чтобы разность между понижениями составляла 1,5-2 м.
Число понижений зависит от вида и цели откачки, величины проектного кредита, максимальной производительности насосного оборудования и степени изученности района в гидрогеологическом отношении, в частности от степени разведанности водоносного горизонта.
При эксплуатации напорных водоносных горизонтов не следует понижать уровень воды в скважине ниже водоупорной кровли.
Последовательность ступеней понижения необходимо назначать сообразно с литологическим составом водоносной породы и диаметром установленного в скважину оборудования.
Откачку из скважины с сетчатым диаметром в песчаном водоносном горизонте надо начинать с минимальным понижением и увеличивать его постепенно.
Откачку из бесфильтровой или оборудованной перфорированными трубами скважины можно производить с понижением, максимально возможным для имеющегося водоподъемника. Переходить от большего понижения к меньшему можно, если максимальное понижение при указанных условиях соответствует дебиту, значительно меньшему спроектированного.
Способ создания понижений посредством эрлифтов.
Если уровень воды в скважине превышает высоту всасывание насоса, для создания двух понижений и получения двух различных дебитов (разница до 30%) при одинаковых диаметрах водоподъемной и воздухопроводной колонн эрлифта, глубине погружения труб, производительности компрессора, мощности двигателя и количества его оборотов можно применить последовательно две схемы монтажа эрлифта: воздухопроводная колонна может быть расположена рядом с водоподъемной и внутри ее, причем в обеих схемах трубы эрлифта должны погружаться на одну и ту же глубину. Это может быть осуществлено при помощи муфтового проводника с правой резьбы на левую, помещаемого на воздухопроводной колонне близ места ввода последней в водоподъемную колонну. После проведения откачки, воздухопроводную колонну следует отвинтить, поднять и вновь опустить в водопроводную колонну.
Для экономии времени, при наличии на месте работ дополнительной колонны воздухопроводных труб ее можно опустить, не отвинчивая колонну, расположенную рядом. Причем откачка может быть проведена, начиная с меньшего понижения. При этом нижний конец воздухопроводной колонны труб должен находиться не менее чем на 1 м выше бокового ввода.
Второй способ создания нескольких понижений в скважине при помощи эрлифта — погружений эрлифтовых труб на различную глубину , т.е. изменение отношения высоты подъема воды к глубине погружения смесителя под дополнительный уровень.
Если внутренний диаметр обсадной трубы исключает возможность проведения откачки, воду можно откачивать, соответственно изменив глубину погружения воздухопроводной и водоподъемной колонны или уменьшив глубину погружения только воздухопроводной колонны. Давление, создаваемое компрессором, должно обеспечивать работу эрлифта при максимальной намечаемой глубине погружения эрлифтовых труб.
Все замеры уровня воды должны проводиться от одного и того же репера (отметки), прочно закрепленного около устья скважины. Для этого используются следующие приборы: хлопушка, электроуровнемер и др. приборы. Остановимся на характеристиках некоторых из них.
Электроуровнемер в схеме состоит из двух изолированных проводов, батарее сухих элементов, контактного свинцового наконечника (датчика), миллиамперметра, катушки для скатывания проводов и контактных клемм.
При измерениях один из проводов от батареи при помощи контактной клеммы укрепляют на верхнем обрезе или муфте обсадной трубы. Второй провод, служащий в то же время и измерительным, с датчиком на конце спускают в скважину. В момент соприкосновения наконечника (датчика) с зеркалом воды цепы замыкается, и стрелка миллиампер метра отклоняется.
Для измерения уровня воды имеются более точные и более сложные приборы (манометрические, поплавковые, самопишущие и пр.). Недостаток всех этих приборов – относительно большой (8-12 мм) диаметр датчика, вследствие чего невозможно не использовать их для замера при малом зазоре между водоподъемной и обсадной колоннами труб и при значительной глубине динамического уровня воды в скважине.
При откачке штанговым поршневым насосом можно использовать для замера железную полосу длиной 1-1,5 м, шириной 20-30 мм и толщиной 2-3 мм. Эта железная полоса перед спуском (на тонком тросе, шнуре или проводе) в скважину должна быть натерта мелом с обеих сторон по всей длине.
Положение уровня определяется измерением длины спущенного шнура (провода) и сухой части железной полосы. Для большей точности необходимо сделать несколько (3-4) замеров и принять среднее арифметическое из них.
Хлопушка представляет собой полый металлический цилиндр длиной (высотой) 80-100 мм и диаметром 40-50 мм. С одной стороны цилиндр должен иметь глухое металлическое дно или деревянную пробку со скобой и кольцом. Хлопушку легко сделать из штанговой муфты. Для спуска хлопушки в скважину можно применить навощенный шнур, мягкий электропровод ил тонкий мягкий металлический трос.
При ударе о воду хлопушка издает хорошо слышимый — «хлопающий» звук. Чтобы более точно отметить глубину уровня воды при замере, необходимо сделать несколько (4-5) ударов хлопушкой о воду.