Введение к работе
з
Актуальность темы. На территории Российской Федерации общий объем водоснабжения из подземных источников составляет 86% (10,67 млн. м3/сут) от всего водопотребления страны. Для нужд водоснабжения пробурено 178680 скважин, 2/3 которых предназначено для нужд сельскохозяйственного водоснабжения и водопользования. Санитарно-техническое состояние систем водоснабжения находится на уровне ниже среднего, примерно половина (46%) скважин эксплуатируется 17 лет и более, износ их близок к критическому. Более чем на 20000 скважин (12%) требуют проведения ремонтных работ, а на 10000 необходимо провести тампонажные работы. Более 50% скважин не имеют зон санитарной охраны (1 пояс).
Вода, подаваемая из подземных источников, на 30% солоноватая или соленая, а в некоторых регионах Российской Федерации содержит значительное количество фтора и железа.
В настоящее время в число первостепенных выдвигаются проблемы ре-сурсо-энергосбережения, интенсификации производства, экологического состояния водных ресурсов. В этой связи как никогда остро поставлен вопрос поиска путей экономии воды, энергии, трудоресурсов, что можно достичь техни-теским совершенствованием процесса стимулирования водоотбора из скважин.
Для обеспечения требуемого водоотбора необходимы мероприятия по вос-Л'ановлению производительности скважин. Уменьшение производительности юдозаборов подземных вод может быть обусловлено влиянием следующих факторов: сработкой запасов, изменением параметров пласта (осушением наиболее проницаемой в разрезе зоны, влиянием слабопроницаемых пород). Наи-5олее опасным является уменьшение производительности скважин, связанное с троцессом пескования.
Основным направлением при стимулировании водоотбора из скважин песчаным водоносным горизонтом является проблема предотвращения кальмс тации скважин (защита от пескования) в процессе эксплуатации.
Исходя из вышеизложенного, в число наиболее актуальных встает задач создания средств механизации стимулирования водоотбора из скважин с песча ным водоносным горизонтом на основе вододействующих устройств.
Цель работы. Повышение эффективности водоотбора и срока эксплуата ции скважин путем разработки средств механизации защиты их от пескования обеспечивающих заданным расходом и качеством воды потребителей, позво ляющих осуществлять непрерывный технологический процесс водоснабжени из песчаного водоносного горизонта и работающих на базе гидравлическоі энергии потока, относящейся к возобновляемой.
Научная новизна. На основании анализа существующих систем стимули рования водоотбора доказана необходимость совершенствования системы водо отбора в песчаных водоносных горизонтах путем оснащения скважин вододей ствующими средствами стимулирования водоотбора, обеспечивающих защит скважин от пескования.
Разработана математическая модель процесса стимулирования водоотбора применение которой позволяет обоснованно выбрать параметры средств меха низации защиты скважин от пескования.
Разработана конструкция вододействующего средства стимулирования во доотбора - мембранного обратного клапана с регулируемым временем откры тия, удовлетворяющего требованиям работы скважины в непрерывном режиме.
Изучены основные гидравлические характеристики предложенных средсті стимулирования водоотбора и получены расчетные зависимости по определе нию гидравлических и конструктивных параметров.
Разработана методика инженерного расчета предлагаемой системы стиму лирования водоотбора с использованием предлагаемых вододействующих уст ройств.
Практическая ценность. Использование результатов данной работы позволяет практически исключить процесс песковашм скважин, возникающий во время пусковых режимов погружных электронасосов, обеспечивая высокую эффективность водоотбора из песчаных водоносных горизонтов, возможность возникновения гидравлического удара и загрязнения скважин, что позволяет значительно снизить эксплуатационные издержки и увеличить срок службы скважин.
Реализация работы. Материалы разработок и исследований приняты в практику проектирования МУП "ПО Водоканал" и нашли применение при разработке проекта реконструкции системы водоснабжения в хозяйстве "Просечье" Новодеревенского района Рязанской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях технологического факультета, научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии (1997, 1998, 1999 г.).
Публикации. По результатам работы опубликовано 4 статьи, получено положительное решение о выдаче свидетельства на полезную модель № 99119046/20(019893) от 15.11.99 г.
Структура и объем. Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав и основных выводов, иллюстрируется 29 рисунками, содержит 11 таблиц и 3 приложения. Список используемых источников включает 126 наименований, из них 7 иностранных.