Abastecimento de água do poço

Elementos básicos de design de poço de água

Ao perfurar poços, são tomadas medidas para proteger o canal de derramamento; para isso, vários elementos básicos são incluídos no dispositivo de poços produtores de água.

Arroz. 4 Aparência dos tubos de revestimento

Revestimento

Tubos de revestimento são usados para fortalecer e vedar o poço, os principais materiais para sua fabricação são metal, plástico e fibrocimento. Os tubos de metal são produzidos em aço comum ou inoxidável, também existem tipos galvanizados e esmaltados.

Além do rosqueamento, os tubos são interligados por soldagem ou por meio de acoplamentos.

Recentemente, tubos de PEAD, que são amplamente utilizados em poços de areia comuns, têm sido especialmente populares. Uma cadeia de produção de plástico pode ser composta por tubos com comprimento de 3 ou 6 metros, e seu diâmetro externo, destinado à instalação de eletrobombas submersíveis, geralmente é de 90, 113 ou 125 mm.

Filtro inferior

O dispositivo de poços produtores de água sobre areia inclui necessariamente um filtro, que fica localizado no fundo da coluna de revestimento e está imerso no aquífero. Existem vários tipos de filtros de poços que diferem em design e princípio de operação.

cascalho

O tipo mais simples é criado adicionando cascalho de grão fino ao fundo do poço. O bloco de cascalho impede a entrada de solução de lama no poço de areia e lodo do fundo, reduzindo assim a carga nas superfícies filtrantes dos tubos de revestimento e da bomba elétrica.

Arroz. 5 filtros de fundo de poço - recursos de design

com fenda

Um dispositivo simples com uma parede de revestimento com perfurações transversais ou longitudinais na forma de cortes finos. A água passa bem através de rachaduras estreitas e pequenas partículas de areia são filtradas. Este design é usado principalmente em tubos de PEAD.

Reticulado

É uma malha fina feita de materiais resistentes à corrosão (aço inoxidável de qualidade alimentar ou fibra de vidro), que é altamente resistente à abrasão. A principal desvantagem do projeto é o aumento da resistência ao fluxo de água (em 20 a 40%), em alguns casos, com uma vazão baixa, isso pode levar à falta de água na fonte.

Perfurado

O design é usado em condições onde é necessária alta resistência, é um tubo com um grande número de furos redondos clarificados. O filtro perfurado é utilizado em fontes com pequeno volume de alimentação e baixa pressão.

Fio

É feito de fio inoxidável de seção triangular enrolado em fileiras densas em um tubo de revestimento perfurado. Distingue-se pela alta resistência e durabilidade, diretamente relacionada à seção transversal do fio nele utilizado.

Opções para distribuir água em uma casa particular

Existem duas maneiras principais de conectar os consumidores ao abastecimento de água, ao escolher uma opção, o volume de água consumido e a pressão necessária no sistema são levados em consideração.

Conexão serial (T). O esquema consiste em uma tubulação comum para abastecimento de água quente e fria, a partir da qual a água é fornecida ao consumidor por meio de tês, é econômico e fácil de instalar. Sua desvantagem é uma queda acentuada de temperatura quando vários consumidores estão conectados à linha, e a pressão da água no sistema para o último deles será muito menor que o normal.

Conexão paralela (coletor). Com este método, os tubos são colocados separadamente de um coletor comum para cada ponto de consumo. O sistema caracteriza-se pela uniformidade da pressão e temperatura da água, mas requer um grande número de tubos, o que complica a instalação e é mais caro que a versão anterior.

Arroz. 3 Série e distribuição paralela de água

Princípios de arranjo adequado

Ao redor da boca, deve-se realizar a compactação do solo ou despejar uma camada de concreto.
A vedação da parte superior do tronco é realizada levando em consideração as características geodésicas da área.
O caixão deve ser isolado.
A instalação do cabeçote e a vedação são realizadas imediatamente após a perfuração do eixo e seu bombeamento.
O equipamento de bombeamento é montado o mais próximo possível da boca.
A tubulação da fonte é realizada levando em consideração seu débito.

A tubulação de cabeça de poço é a instalação de equipamentos para fornecer água à superfície através da entrada do poço da mina. A bomba, submersa na carcaça ou montada na superfície, é conectada a uma mangueira que passa pela tampa do cabeçote.

Para o dispositivo do caixão, será necessária a preparação de uma base sólida e confiável. Ao redor da mina eles cavam o solo e despejam o ASG. Em uma base bem compactada, o concreto é derramado com uma camada de até 10 centímetros. Essa fundação resistirá tanto a um caixão de plástico quanto a uma caixa de tijolos. No exterior, as paredes devem ser tratadas com materiais impermeabilizantes. Quente por dentro.

Instalação e conexão de bombas submersíveis

Para instalar uma bomba submersível, geralmente é usado um cabeçote, colocado em um poço de caixão junto com o equipamento, ou um adaptador é cortado na parede lateral da carcaça. Neste último caso, todos os nós automáticos são colocados em um edifício residencial ou em um anexo separado.

Fig.13 Esquema de conexão e instalação de bombas de fundo de poço no poço

Ao escolher a automação para uma bomba, o principal critério é seu custo associado à eletrobomba submersível utilizada. Ao usar bombas elétricas baratas de produção doméstica ou chinesa, é suficiente usar os dispositivos automáticos mais simples - as funções de unidades de controle caras com essas unidades não serão totalmente implementadas. Se for adquirido um dispositivo caro (por exemplo, uma bomba elétrica Grundfos por $ 1000) com controle de frequência da velocidade de rotação do motor elétrico, o uso de outros dispositivos que não o módulo PM2 nativo da Grundfos não faz sentido.

O conceito de design e os principais elementos do poço

O projeto de um poço é um conjunto de elementos de uma escavação de solo com diâmetro em diâmetro muito menor que seu comprimento, o que garante a criação durável e confiável de um canal entre a superfície da terra e o fluido do reservatório profundo exposto. O canal de perfuração tem como principal finalidade a prospecção geológica e avaliação dos recursos subterrâneos, o estudo da estrutura do troço, a manutenção da pressão da camada de trabalho, o acompanhamento da exploração das jazidas e a extracção dos recursos naturais.

Os poços são divididos nos seguintes componentes:

O poço é uma escavação na qual estão localizados tubos de revestimento e filtro.
A boca é o início do poço de um segmento de tubo fixado na superfície da terra.
Bottomhole - a parte inferior do canal do poço, o fundo.
O anel de cimentação é uma mistura de cimento-areia bombeada para o espaço entre as paredes do poço e o tubo de revestimento, que desempenha as funções de vedação e reforço do canal do poço.

Arroz. 2 Plano de poço

Filtro - a seção inferior dos tubos de revestimento do poço, imersa na formação com o recurso extraído. Como filtro, é usada uma parte do poço sem tubos de revestimento, no fundo do qual é colocado cascalho de grão fino ou um dispositivo de filtragem especial.
Coluna de revestimento - tubos de revestimento conectados entre si e imersos no poço são necessários para isolar o poço da rocha de terra do poço. Proporciona operação eficiente e confiável do poço, evitando a entrada de solo no canal e protegendo-o da pressão externa.

Na indústria de petróleo e gás, as colunas de revestimento intermediárias são usadas para separar zonas geológicas incompatíveis que requerem diferentes modos de perfuração de um canal de poço.Na indústria de perfuração, as seguintes colunas de poços intermediários são usadas:

Sólido. Cubra completamente todo o tronco, independentemente da localização do intervalo principal.
Pernas. Colunas destinadas a revestir apenas o intervalo de furo aberto com sobreposição parcial do principal.
Folhetos. Colunas de revestimento intermediárias especiais que servem apenas para fechar as folgas defeituosas da coluna principal, excluindo as seguintes colunas de revestimento.

Arroz. 3 Seção de poço

Diagrama de conexão e tubulação do acumulador

Para uma operação confiável da bomba, ela é conectada a um sistema de controle automático, composto por um relé, um manômetro e um acumulador hidráulico. O acumulador hidráulico é o elemento mais maciço e desempenha as seguintes funções no sistema:

Evita o golpe de aríete durante os ciclos de ligar/desligar da bomba.
Reduz o tempo de acionamento da eletrobomba, aumentando assim sua vida útil.
Mantém a pressão constante no sistema.
Cria um determinado abastecimento de água na ausência de abastecimento de água.

A escolha do equipamento para captação de água implica o uso de um tanque hidráulico do volume necessário, que é calculado levando em consideração o consumo de água; na compra, os dispositivos do tipo balão são mais preferidos.

Durante a instalação, o acumulador deve estar localizado próximo aos principais dispositivos de automação, que são conectados diretamente à conexão de entrada do tanque hidráulico, ou é feito um ramal para conectá-lo na forma de uma mangueira de pressão reforçada flexível da seção necessária.

Fig.10 Instalação de uma bomba submersível

A tubulação do poço é um pré-requisito para o funcionamento ideal do sistema de abastecimento de água. O tipo mais popular é o uso de um caixão - esse sistema protege a tubulação de água do congelamento no inverno e é possível instalar equipamentos de bombeamento de um tanque hidráulico volumétrico e dispositivos de sistema de controle automático nele.

Unidades de bombeamento de fundo de poço e automação

Para a captação de água de poços, são utilizadas principalmente bombas elétricas de superfície e submersíveis do princípio de operação centrífuga. A vantagem deste desenho é a possibilidade de criar uma alta pressão na linha, graças à utilização de unidades com um grande número de impulsores, que permitem aumentar a pressão em cada etapa subsequente.

As eletrobombas submersíveis domésticas podem levantar água de profundidades muito grandes (cerca de 200 metros), enquanto os tipos de superfície são usados em fontes com espelho d'água a uma profundidade de até 9 metros da superfície da terra. Para aumentar a profundidade de amostragem dos modelos de superfície, às vezes são usados ejetores embutidos ou submersíveis, embora sua eficiência caia significativamente.

Arroz. 11 Bomba elétrica centrífuga

Acumulador hidráulico, relé e manômetro

Para automatizar a operação dos equipamentos de bombeamento de captação de água, é utilizada a automação de poços ou uma estação de bombeamento, composta pelos seguintes dispositivos:

Acumulador hidráulico. Trata-se de um tanque volumétrico metálico com uma pêra de borracha em seu interior, que, ao ligar a eletrobomba, se enche de água. O dispositivo evita o golpe de aríete no sistema e otimiza o funcionamento da eletrobomba, reduzindo o número de seus ciclos de ligar e desligar.
Retransmissão. O elemento principal do sistema de controle automático é um pressostato, que é conectado à linha usando um acessório. Quando a pressão no sistema sobe acima de suas configurações, a membrana embutida dentro da carcaça do relé, através do sistema mecânico, interrompe a alimentação da bomba elétrica e ela desliga. Após o consumo de água, quando a pressão no sistema cai, o relé fecha os contatos e liga a bomba elétrica.
Medidor de pressão. O dispositivo é um dos principais elementos em qualquer sistema de encanamento, permite controlar a pressão e configurar os equipamentos.

Arroz.12 Automação no sistema de controle de bombas elétricas

O projeto de poços de água não é muito complicado, os principais elementos internos que são instalados durante a perfuração são tubos de revestimento e um filtro na área do fundo. Para a captação de água após a instalação do poço, são utilizados equipamentos adicionais e sistemas de engenharia (caixão, cabeçote, adaptador) para conectar efetivamente a eletrobomba à fonte, levando em consideração sua localização e tipo.

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equipamento de cabeça de poço

O tubo de revestimento é feito de metal, plástico ou polietileno. Dependendo do material de fabricação, a cabeça é instalada usando diferentes tecnologias. Um flange é soldado ao invólucro de aço. Uma resposta é anexada a ela, na qual todos os equipamentos estarão localizados. A capa deve ser surda. Uma rosca e uma unidade de distribuição são montadas na parte superior se for usada uma estação, e não uma bomba submersível. Um tubo ou mangueira de abastecimento de água é rosqueado através da tampa.

A cabeça de um tubo de polietileno ou plástico praticamente não difere do aço. Os mesmos flanges e parafusos, mas a junta entre as juntas é de borracha, não de paronita. Na versão de fábrica, a tampa do cabeçote possui furos com pinça para uma mangueira ou tubo que fica imerso no eixo. O cabo é inserido através de uma torneira selada de borracha. Para facilidade de instalação e reparo, os ganchos são fixados no flange em ambos os lados.

Arranjo de um poço artesiano para uma casa de campo

Em uma área suburbana, é necessário estabelecer antecipadamente a localização do futuro poço. O proprietário estuda cuidadosamente o projeto, embora um poço localizado no subsolo seja o mais adequado, pois oferece proteção confiável para equipamentos de bombeamento e dutos.

Os poços com uma profundidade de 20 m estão equipados com os seguintes materiais:

bomba profunda;
sensores que captam o indicador superior e inferior da presença de água;
um dispositivo que fornece pressão estável na conduta de água, hidróforo.

Para uma profundidade de perfuração inferior a 20 m, é instalado um sistema de bombeamento automático. Seus principais componentes são um hidróforo e uma bomba profunda.

O dispositivo de uma estação de bombeamento para um poço artesiano pressupõe a presença de ferramentas para trabalho:

fio de nylon fino;
bobina para solos argilosos;
bailers para o aquífero;
broca helicoidal;
pás;
acoplamentos;
colheres de furar.

Usando um cordão, o proprietário mede a distância total do nível da água até a superfície da terra. Antes da perfuração, é necessário adquirir um diagrama mostrando a seção geológica da seção de trabalho do poço.

Para um poço com menos de 20 m, é instalada uma estação de bombeamento, na qual são necessários os seguintes componentes importantes:

linha de sucção;
ingestão de água;
bombear;
retransmissão;
acumulador de água;
motor;
Medidor de pressão.

Ao usar bombas para organizar um poço de água, suas qualidades positivas devem ser levadas em consideração, a saber:

conformidade do desempenho com indicadores reais;
lucratividade;
manutenção mínima;
possibilidade de operação em baixas temperaturas.

Outras modificações das estações de bombeamento podem causar defeitos mais graves durante a operação:

falha do relé;
congelamento da água a baixas temperaturas;
alto consumo de energia.

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É necessária uma abordagem equilibrada para a escolha de uma estação de bombeamento para um poço artesiano. Sua profundidade deve ser levada em consideração.

Para um poço com profundidade inferior a 10 m, é adquirida uma instalação de tubo único, o que reduz o tempo de instalação. Para perfurações mais profundas, é necessário montar uma estação de dois tubos. Os poços mais profundos requerem a instalação de outros equipamentos caros.

Como trabalho externo, ao construir um poço, é necessário instalar uma estação de bombeamento.O tubo de revestimento que se projeta acima do solo a uma altura de 1 m é protegido do congelamento no inverno. Para fortalecer a estação de bombeamento no porão, eles adquirem ferramentas e materiais como:

máquina de solda;
tubos quadrados de aço;
canto;
âncoras;
parafusos;
tijolo.

A estação é instalada em uma mesa de luz ou elevação de tijolos. A estrutura soldada é fixada com parafusos. Para instalação de linhas é necessário o uso de um ejetor.

O dispositivo de todas as conexões no ejetor deve estar apertado.

Para uma estação de dois tubos, é instalada uma cabeça ou saída do diâmetro necessário, soldada à carcaça. No poço, a área de captação é unida a uma tubulação vertical que se estende desde a tubulação principal. A conexão é fixada com uma chave e o ejetor é montado no poço. No ponto em que a água sai da estação de bombeamento, são instalados filtros para purificar a água.

Um poço de água devidamente criado e equipado com uma estação de bombeamento fornecerá um suprimento de água potável de alta qualidade para uma casa de campo por muitos anos.

Métodos e equipamentos básicos para construção de poços

Para captação de água de poços, bombas elétricas submersíveis e externas, são utilizadas estações de bombeamento, equipamentos de bombeamento de superfície podem ser localizados próximos à cabeça do poço ou a alguma distância dela. Para conectar bombas elétricas a uma fonte de fundo de poço, são utilizados vários métodos e equipamentos, projetados para diferentes tipos de bombas elétricas.

espaço livre

Se for necessário resolver a questão da fixação de uma eletrobomba submersível e proteger o canal do poço da penetração de sujeira e sedimentos, é usado um cabeçote, que é instalado sobre a carcaça. O dispositivo é projetado para um diâmetro padrão, pode ser feito de plástico, aço ou ferro fundido, pode suportar o peso de equipamentos de bombeamento suspensos de até 250 kg. na versão de plástico e até 500 kg. ao usar metais. O projeto padrão prevê a colocação de um mosquetão para pendurar a eletrobomba e uma saída por onde passa o tubo de pressão quando conectado à linha.

Estruturalmente, a cabeça é composta por duas partes, que são conectadas após a eletrobomba ser imersa no poço. Para fazer isso, um flange é colocado no invólucro, pressionando-o na superfície da terra, um anel de borracha é instalado e um segundo flange com uma bomba elétrica suspensa é colocado no topo, fixando-o imóvel com parafusos.

Arroz. 7 cabeças

Adaptador

O adaptador permite conectar uma bomba elétrica centrífuga de superfície ou estação de bombeamento a um poço através de uma tubulação, se estiverem localizadas a alguma distância. Ao mesmo tempo, as tubulações estão localizadas no subsolo, o que exclui seu congelamento no inverno, a segunda vantagem dessa conexão é o aumento da profundidade de imersão da tubulação de pressão no poço, baixando-a abaixo do nível do solo, o que nas bombas de superfície não excede 9 metros.

O adaptador é feito na forma de duas partes, uma das quais com uma tubulação de pressão conectada está localizada no canal do poço e a segunda com uma tubulação de água conectada a ela está localizada no exterior. Ambas as partes são conectadas através das paredes do tubo de revestimento usando roscas e uma junta de borracha isolante.

Arroz. 8 Adaptador - dispositivo estrutural

poço do caixão

Um poço de caixão é usado nos casos em que a eletrobomba e os equipamentos de bombeamento para automatizar sua operação estão localizados próximos à cabeça do poço. Normalmente o poço é feito na forma de um anel de concreto, aprofundado no solo, às vezes são usadas estruturas plásticas ou metálicas soldadas, cobertas com impermeabilização betuminosa. Para evitar a penetração de água subterrânea no fundo do poço ao longo do poço, o fundo do poço é coberto com uma mesa de cimento-areia.

Normalmente, uma estação de bombeamento ou controle automático de uma bomba elétrica profunda é colocada nos poços de caixão: um acumulador hidráulico, um interruptor de pressão e marcha lenta, um manômetro. Além do isolamento das águas subterrâneas, o caixão oferece proteção contra o congelamento não só da cabeça do poço, mas de toda a adutora, que, quando utilizada, fica no subsolo.

Arroz. 10 caixão bem

Princípio de funcionamento e variedades

O princípio de funcionamento da automação de uma eletrobomba de fundo de poço é baseado na alteração dos parâmetros físicos da água na linha e na fonte de captação de água. A bomba para um poço com automação é desligada e ligada quando a pressão muda, a altura da coluna d'água na fonte, a velocidade do fluido na tubulação ou seu desaparecimento na linha.

Ao usar bombas elétricas submersíveis, unidades de controle separadas e um acumulador hidráulico são instalados na tubulação; em modelos modulares mais modernos, todos os dispositivos são combinados em uma unidade.

Ao usar unidades de superfície, todos os elementos de controle são montados em uma estrutura, o módulo é chamado de estação de bombeamento - é muito mais conveniente usá-lo do que instalar independentemente todos os elementos em uma linha.

Quais fatores afetam o projeto de um poço de água

O projeto corretamente escolhido de um poço de água para água determina suas características mais importantes, que incluem:

Preço do poço de água.
Cuidado com o trabalho realizado, sua qualidade.
Manutenibilidade.
Composição e propriedades da água produzida.
Débito do dispositivo.

Os fatores dos quais o projeto da estrutura depende incluem:

Características hidrogeológicas da área onde o dispositivo está sendo construído.
Débito obrigatório.

Dependência da hidrogeologia no projeto de um poço de água

Dependendo da hidrogeologia, pode haver tais opções de dispositivos:

Um poço de entrada de água com um único revestimento, onde a coluna de revestimento também está operacional. É usado para construção em rochas estáveis, rasas, não superiores a 35 metros, arenosas. Para reduzir o custo do dispositivo, é possível usar tubos de revestimento de plástico. A coluna de revestimento é abaixada no aquífero em dois metros.

Dispositivo de caixa única com seção de orifício aberto. É mais frequentemente usado para pequenos poços em calcário. Neste caso, o revestimento atravessa a rocha solta e depois encosta no calcário. Depois disso, um poço aberto vai a uma profundidade de até dez metros a partir do início da camada de calcário.
Poço artesiano com tubo de produção de plástico. Por design, é o mesmo que o segundo. É usado em edifícios onde o nível da água é alto.
Poço artesiano com duplo revestimento. Um invólucro de aço atravessa todas as camadas que se encontram acima do aquífero, o outro entra profundamente no aquífero. Usado quando o nível da água está baixo.
Poço artesiano com vários tubos de revestimento e um condutor. É feito no caso de geologia difícil, quando há camadas instáveis, areia movediça. O primeiro tubo é feito com o maior diâmetro, e a guia para os demais tubos é a carcaça.

Colunas de revestimento

O invólucro é um sistema de tubos especiais. Tais elementos podem ser o primeiro e o último. Eles são diferenciados pela funcionalidade. As colunas de revestimento destinam-se a um propósito - isolar as paredes do poço durante a perfuração de várias influências externas. Em primeiro lugar, a pressão no poço é levada em consideração. Para que o espaço anular seja isolado de forma confiável, é necessário preencher o espaço entre as colunas de revestimento com uma solução líquida de concreto.

Existe uma divisão especial das colunas de revestimento por finalidade. Vale a pena considerar cada tipo de tais produtos com mais detalhes. Eles têm certas vantagens e desvantagens que devem ser consideradas.