Файл: Сооружение высокодебитных водозаборных и дренажных скважин..pdf

Коэффициент фильтрации рассчитывали по форму­ лам В. Н. Кондратьева.

где К — коэффициент фильтрации, см/с; ц — коэффициент кинематической вязкости; п — пористость в долях единицы;

т] ■—параметр неоднородности и плотности (по В. Н.

гравия, расчетов его характеристики, а также сравнение их с начальными значениями приведены в таблице 1 2 и на рисунке 47.

Для иллюстрации методики устройства гравийной обсыпки приведем пример.

Рис. 47. График изменения межслоііных коэффициентов при расслое­ нии гравия (по скважинам Каменского вертикального дренажа):

/ — расчетный коэффициент межслойностн; 2 — фактический коэффициент межслойностн в результате расслоения гравия.

В скважину № 4 гравиіі засыпали бульдозером с интенсивно­ стью до 40 кг/с. В некоторые периоды она (до 5—10 с) была боль­ ше и образовывались пробки. В скважинах № 5, 6, 163, 183 ин­ тенсивность засыпки составляла от 5 до 38 кг/с. Засыпку вели с самосвалов при различном »интервале времени подхода маши«.

В скважину № 143 порции гравия засыпали практически не­ прерывно с нескольких самосвалов при интенсивное™ от 3,4 кг/с до 4,5—5 кг/с. В скважины 37 и 58 было засыпано по ива само­ свала гравия с интенсивностью 25—50 кг/с с перерывом 8—15 ми­ нут. После засыпки гравия с самосвалов оставшийся в устьевой части скважин гравийный материал подбирали вручную с интен­ сивностью засыпки 3—7 кг/с.

Анализ материалов показывает, что наименьшее рас­ слоение гравия при его осаждении в спокойной воде на­ блюдается при минимальных коэффициентах неоднород­ ности, максимальной окатаиностн, равномерной подаче его в ствол и минимальных перерывах в производстве работ.

По результатам определения гранулометрического состава водосодержащих пород на участке установки фильтра и характеристик гравия в контуре обсыпки оп­

ределены межслойпые коэффициенты обсыпки

f/so

Графики изменения межслойных коэффициентов иа уча­ стке установки фильтра приведены иа рисунке 48.

Анализ материалов расслоения гравия в контуре об­ сыпки при загрузке гравитационным способом при зак­ рытом устье скважины позволяет сделать следующие вы­ воды.

1. При сооружении гравийно-засыпных фильтров во всех случаях происходит расслоение гравия. Пределы расслоения тем больше, чем больше неоднородность ис­ ходного материала и меньше степень окатаииости частиц. Если для гравия с коэффициентом неоднородности 2,06— 3,54 максимальная величина расслоения составляет 1,4, то для смеси гранитной крошки с песком (коэффициент

фильтров с контуром обсыпки 20—28 см на глубину до 35 м среднее значение коэффициента неоднородности уменьшается в среднем в 1,2—1,5 раза. Такая сортировка гравия приводит к увеличению его пористости и, следо­ вательно, к повышению проницаемости. Коэффициент фильтрации однородного гравия увеличился в 1,64—2,69 раза, а смеси гранитной крошки с крупнозернистым пес­ ком— в 2,78—3,7 раза.

98

Рис. 48. График изменения коэффициента межслоііиостіі із скважине № 37 (Б. Зна­ менка) :

/ — расчетный коэффициент межслойностн; 2 — фактический коэффициент межслойностп в резуль­ тате расслоения гравия.

3.Существенное влияние на расслоение гравия ока­ зывает технология производства работ. Наименьшее рас­ слоение наблюдается при равномерной непрерывной по­ даче гравия в ствол скважины.

4.В результате расслоения гравия при однородном строении пласта нижние участки фильтра, как правило, характеризуются максимальными значениями межслой­

ных коэффициентов, верхние — минимальными.

5. При использовании разнозернистого гравия и пре­ рывистом производстве работ в контуре обсыпки образу­ ются слои высотой 0,1—0,5 м различного гранулометри­ ческого состава. В связи с этим в процессе строительной откачки возможна просадка гравия, поэтому запас ..его над фильтром нужно задавать с учетом неоднородности применяемого материала и перерывов в производстве ра­ бот.

6 . При сооружении скважин большого диаметра лю­ бой глубины можно рекомендовать использование гра^ вия разнозернистого состава, если межслойный коэффи-

которое раскрывает зависимость между скоростью стес­ ненного осаждения и концентрацией частиц. Скорость стесненного осаждения зависит от гидродинамических характеристик, скорости Ѳ, числа Re3 и коэффициента сопро;явления ѴР3 при свободном осаждении. Параметр т в уравнении ( 1 2 ) характеризует пористость осажда­ ющегося гравия, а ( 1 —т) — соответственно объемную концентрацию гравия, зависящую от скорости подачи гравия и объема затрубного пространства.

100

Ц *

Рис. 49. График изменения гидродинамических харак­ теристик в процессе осаж­ дения гравия.

Параметр С в уравнении (12) также зависит только от гидродинамических характеристик частиц. С учетом этого обстоятельства уравнение (1 2 ) можно предста­ вить в следующем виде:

е=4,5); при больших значениях Кз>225 е также сохра­ няет постоянное значение, равное 0,38.

Следовательно, для мелких частиц, так же как и для крупных, отношение скорости стесненного осаждения к скорости свободного осаждения зависит только от их концентрации и не зависит от диаметра. Однако размер

Рис. 50. Графики зависимости относительных скоростей стес­ ненного осаждения от объем­ ной концентрации взвешенного гравия:

стые среды с размером частиц ме­ нее 10 мм и более 0,1 мм.

ІОІ