Обґрунтування технологічних рішень улаштування розвідувально-експлуатаційної свердловини на воду в м. Дніпро

Abstract

Об’єктом дослідження є водозабірна свердловина як інженерна споруда децентралізованої системи господарсько-питного водопостачання. Предметом дослідження є технологічні та інженерні рішення конструкції і будівництва експлуатації водозабірної свердловини. Мета роботи – обґрунтування проєктних рішень щодо будівництва розвідувально-експлуатаційної водозабірної свердловини глибиною 133 м у тріщинуватих породах із забезпеченням надійного та якісного водопостачання. Для досягнення поставленої мети було визначено такі завдання: про-аналізувати гідрогеологічні умови району будівництва; дослідити особливості формування та залягання підземних вод у тріщинуватих породах; обґрунтувати вибір типу та конструкції свердловини; розробити технологію буріння з використанням промивки слабким глиняним розчином; визначити параметри обсадних колон і виконати розрахунок позатрубної цементації; здійснити підбір водопідіймального обладнання; запроєктувати наземне облаштування свердловини; розрахувати зони санітарної охорони водозабору; проаналізувати за-ходи з охорони праці та безпеки під час бурових робіт; виконати техніко-економічне обґрунтування проєкту. Методологічна основа дослідження ґрунтується на використанні методів гідрогеологічного аналізу, інженерних розрахунків, порівняльного аналізу технічних рішень, а також нормативних підходів до проєктування водозабір-них споруд. У роботі обґрунтовано застосування безфільтрової конструкції свердло-вини в умовах тріщинуватих порід, що забезпечує ефективне надходження води до стовбура свердловини. Передбачено виконання позатрубної цементації для герметизації затрубного простору та запобігання перетокам вод між гори-зонтами. Технологія буріння із застосуванням слабкого глиняного розчину дозволяє забезпечити стійкість стінок свердловини та якість виконання робіт. Виконано підбір насосного обладнання – занурювального насоса 4SR1.5m/17 фірми «Pedrollo» з потужністю електродвигуна 0,75 кВт, який забезпечує продуктивність до 1,0 м³/год. Запроєктовано оголовок свердловини та захисний колодязь. Розраховано зони санітарної охорони водозабору з виділенням відповідних поясів. Наукова новизна та отримані результати полягають у комплексному обґрунтуванні конструкції безфільтрової свердловини для умов тріщинуватих порід, удосконаленні підходів до вибору технології буріння та забезпеченні надійного захисту підземних вод від забруднення. Практичне значення роботи полягає в можливості використання запропонованих технічних рішень при проєктуванні та будівництві водозабірних свердловин у складних гідрогеологічних умовах. Реалізація проєкту забезпечить стабільне водопостачання та раціональне використання підземних водних ресурсів. Загальна кошторисна вартість будівництва свердловини становить 1751,246 тис. грн, що свідчить про економічну доцільність реалізації проєкту.

Obiektom doslidzhennia ye vodozabirna sverdlovyna yak inzhenerna sporuda detsentralizovanoi systemy hospodarsko-pytnoho vodopostachannia. Predmetom doslidzhennia ye tekhnolohichni ta inzhenerni rishennia konstruktsii i budivnytstva ekspluatatsii vodozabirnoi sverdlovyny. Meta roboty – obgruntuvannia proiektnykh rishen shchodo budivnytstva rozviduvalno-ekspluatatsiinoi vodozabirnoi sverdlovyny hlybynoiu 133 m u trishchynuvatykh porodakh iz zabezpechenniam nadiinoho ta yakisnoho vodopostachannia. Dlia dosiahnennia postavlenoi mety bulo vyznacheno taki zavdannia: pro-analizuvaty hidroheolohichni umovy raionu budivnytstva; doslidyty osoblyvosti formuvannia ta zaliahannia pidzemnykh vod u trishchynuvatykh porodakh; obgruntuvaty vybir typu ta konstruktsii sverdlovyny; rozrobyty tekhnolohiiu burinnia z vykorystanniam promyvky slabkym hlynianym rozchynom; vyznachyty parametry obsadnykh kolon i vykonaty rozrakhunok pozatrubnoi tsementatsii; zdiisnyty pidbir vodopidiimalnoho obladnannia; zaproiektuvaty nazemne oblashtuvannia sverdlovyny; rozrakhuvaty zony sanitarnoi okhorony vodozaboru; proanalizuvaty za-khody z okhorony pratsi ta bezpeky pid chas burovykh robit; vykonaty tekhniko-ekonomichne obgruntuvannia proiektu. Metodolohichna osnova doslidzhennia gruntuietsia na vykorystanni metodiv hidroheolohichnoho analizu, inzhenernykh rozrakhunkiv, porivnialnoho analizu tekhnichnykh rishen, a takozh normatyvnykh pidkhodiv do proiektuvannia vodozabir-nykh sporud. U roboti obgruntovano zastosuvannia bezfiltrovoi konstruktsii sverdlo-vyny v umovakh trishchynuvatykh porid, shcho zabezpechuie efektyvne nadkhodzhennia vody do stovbura sverdlovyny. Peredbacheno vykonannia pozatrubnoi tsementatsii dlia hermetyzatsii zatrubnoho prostoru ta zapobihannia peretokam vod mizh hory-zontamy. Tekhnolohiia burinnia iz zastosuvanniam slabkoho hlynianoho rozchynu dozvoliaie zabezpechyty stiikist stinok sverdlovyny ta yakist vykonannia robit. Vykonano pidbir nasosnoho obladnannia – zanuriuvalnoho nasosa 4SR1.5m/17 firmy «Pedrollo» z potuzhnistiu elektrodvyhuna 0,75 kVt, yakyi zabezpechuie produktyvnist do 1,0 m³/hod. Zaproiektovano oholovok sverdlovyny ta zakhysnyi kolodiaz. Rozrakhovano zony sanitarnoi okhorony vodozaboru z vydilenniam vidpovidnykh poiasiv. Naukova novyzna ta otrymani rezultaty poliahaiut u kompleksnomu obgruntuvanni konstruktsii bezfiltrovoi sverdlovyny dlia umov trishchynuvatykh porid, udoskonalenni pidkhodiv do vyboru tekhnolohii burinnia ta zabezpechenni nadiinoho zakhystu pidzemnykh vod vid zabrudnennia. Praktychne znachennia roboty poliahaie v mozhlyvosti vykorystannia zaproponovanykh tekhnichnykh rishen pry proiektuvanni ta budivnytstvi vodozabirnykh sverdlovyn u skladnykh hidroheolohichnykh umovakh. Realizatsiia proiektu zabezpechyt stabilne vodopostachannia ta ratsionalne vykorystannia pidzemnykh vodnykh resursiv. Zahalna koshtorysna vartist budivnytstva sverdlovyny stanovyt 1751,246 tys. hrn, shcho svidchyt pro ekonomichnu dotsilnist realizatsii proiektu.