Đồ án Thiết kế giếng khoan nước

EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Lời nói đầu Khoan khai thác nớc vấn đề quan trọng việc khai thác tài nguyên khoáng sản Để phục vụ cho đời sống sinh hoạt phục vụ sản xuất cho nhà máy khu công nghiệp Vì nhiệm vụ quan trọng, lỗ khoan nớc mà em thiết kế lỗ khoan xác định rõ vị trí không gian, cấu tạo tầng chứa nớc nh cấu trúc địa chất mà lỗ khoan khoan qua Qua đánh giá trữ lợng khai thác theo yêu cầu để phục vụ đắc lực cho nhiệm vụ khai thác nớc cung cấp phần sau: Đề án gồm phần sau: I Khái quát thi công II Thiết kế cấu trúc, ống chống, ống lọc III Chọn thiết kế dụng cụ khoan IV Quy trình kỹ thuật khoan V Kết cấu giếng khai thác, kỹ thuật an toàn Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Chơng I: Khái quát phơng án thi công I Đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn Từ 2m lớp đất phủ Từ 2- 6m Sét mầu xanh xám Từ 13m cát hạt mịn, hạt trung Từ 13 22m Sét mầu xanh xám dẻo Từ 22 37m sạn cát hạt thô Từ 37 46m sạn sỏi Từ 46 70 cuội sỏi II Đặc điểm thi công Đây giếng khoan khai thác nớc có đờng kính 219 ữ 114mm Đây giếng sử dụng lâu dài thi công phải đảm bảo chất lợng kỹ thuật Chèn sỏi xung quanh ống lọc bơm thổi rửa sử lý nớc tốt đảm bảo cho nhu cầu sinh hoạt công nghiệp - Yêu cầu đảm bảo tiến độ, kỹ thuật - Đảm bảo lu lợng, đảm bảo an toàn cho ngời thiết bị suốt thời gian thi công Chơng II Thiết kế cấu trúc giếng, cấu trúc ống chống, ống lọc Chọn phơng pháp khoan Đây giếng khoan có đờng kính 219 ữ 114mm - Căn vào cột địa tầng thực tế chiều sâu giếng khoan - Căn vào máy móc thiết bị có sẵn công ty ta chọn phơng pháp khoan xoay khoan Rôto chọn máy khoan XY42 Yêu cầu cấu trúc Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc - Căn vào phơng án khoan cấu trúc địa tầng: Lu lợng khai thác ta chọn ống chống có đờng kính 114mm dầy 4mm Cơ sở thiết kế cấu trúc - Dựa vào cột địa tầng thực tế: Hệ tầng đề tứ QI.: QII - Dựa vào chiều sâu giếng 70m - Đờng kính ống lọc ống khai thác phù hợp với 36m3/h máy bơm hút nớc Ta có: Đờng kính khoan theo cấu trúc nh sau: Từ 0mữ36m đờng kính khoan 219m Từ 36mữ70 đờng kính khoan 114 Chọn máy bơm: - Căn vào lu lợng khai thác ta chọn máy bơm điện chìm bảng Bơm thổi rửa lỗ khoan máy nén khí - Lu lợng Q = 36m3/h - Xác định thông số cấu trúc + Chiều sâu giếng phụ thuộc vào độ sâu lớn tầng chứa nớc đặt ống khai thác + Phần nhận nớc giếng phụ thuộc vào phần có độ thấm nớc lớn (phần đợc thiết kế cấu trúc ống lọc) + Đờng kính ống khai thác: Phụ thuộc vào đờng kính máy bơm khai thác Thiết kế ống lọc a Chọn chiều dài đờng kính ống lọc - Căn vào lu lợng yêu cầu khai thác 36m3/h - Căn vào đờng kính máy bơm hút nớc giếng - Căn vào cột địa tầng thực tế: Ta lấy nớc tầng Tầng sạn sỏi tầng sạn cát hạt thô (từ 37m ữ 46m) Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Chọn ống lắng: Đề phòng vật liệu học vào giếng khoan lắng xuống đáy giếng Ta chọn kích thớc ống lắng nh sau: Chiều dài 4m đờng kính ống 114mm Các thông số cấu trúc ống lọc d = 20mm - Khoảng cách lỗ đục theo hàng a = 10mm - Khoảng cách lỗ dục theo cột b = 10mm - Số lợng lỗ theo hàng: 34 lỗ - Số lợng lỗ theo cột: 33 lỗ Tơ mét: 33x 34 = 1122 lỗ Độ lỗ hổng ống lọc 34,8% Dựa sở, kích thớc hạt sỏi đổ xuống lỗ khoan 2-8mm lợng sỏi đổ vào chiếm 60% tơng ứng với phần tử đất đá ta chọn ống lọc: ứ 114 hợp lý Chọn đờng kính ống khai thác - Căn vào lu lợng khai thác yêu cầu đờng kính máy bơm Ta chọn đờng kính ống lọc ống khai thác Với đờng kính ống lọc 114mm Cấu trúc giếng khoan khai thác * Mô tả cấu trúc giếng khoan Từ 0,0m ữ 35m đờng kính lỗ khoan 219mm chống ống đờng kính 36,5m Từ 35m ữ70m Đờng kính lỗ khoan 114m Chống ống 114mm trám sét khô viên Chống ống lọc 10m ống lắng 4m Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Cấu trúc lỗ khoan, ống chống ống lọc khoan khai thác Chiề u dày cột châ n lớp Chiề u dày lớp Cột địa tầng Mô tả đất đá Cấu trúc giếng Yêu cầu kỹ thuật 219 Lớp phủ Cấu trúc ống sét mầu xanh sám 13 22 Cát hạt mịn hạt trung Sét mầu xanh xám dẻo Sạn cát hạt thô 37 15 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc 46 Sạn cuội sỏi, 114 Cuội sỏi 70 24 Chơng III Chọn thiết bị dụng cụ khoan I Thiết bị khoan Cơ sở lựa chọn: - Căn vào chiều sâu khoan - Căn vào đờng kính khai thác - Ta chọn phơng pháp khoan xoay phá mẫu - Chọn máy khoan XY42 II Dụng cụ phá huỷ dụng cụ kèm Dụng cụ phá huỷ - Yêu cầu: Phá toàn đáy - Do địa tầng chủ yếu cát, cuội sỏi, Vậy ta chọn dụng cụ phá huỷ choòng cánh lỡi khoan (hợp kim kim cơng) Dụng cụ kèm - Dùng cần 50 - ống chống 219, 114 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc - ống lọc quấn lới 114, - ống lắng 114 - Dụng cụ cứu chữa cố kèm Chơng IV Quy trình kỹ thuật khoan - Khoan mở lỗ Trớc khoan mở lỗ cần phải kiểm tra lại góc phơng vị độ lệch cần chủ động + Đào hố có kích thớc 0,5 x 0,5m + áp lực đóng nhỏ 1/2 áp lực tính toán + Tốc độ vòng quay số + Lu lợng nớc rửa: Q= 80 ữ 90 l/p + Khoan đoạn L = 6m - Khoan cấp đờng kính: 219, 114 - Dùng Choòng cánh để khoan đất: Từ 0,0m ữ 37,0m + Các thông số chế độ khoan áp dụng khoan qua tầng cát, cuộn sỏi đợc sử dụng Theo bảng Choòng cánh P cho phép 50 ữ 100 N (V/P) 150 ữ 200 V(m/s) 0,25 ữ 0,3 Theo công thức áp dụng thông qua khoan (1) áp lực chiều trục P = p.D Trong P: áp lực chiều trục P: áp lực cho phép D: Đờng kính choòng + áp lực xác định cho cấp tơng ứng Theo công thức P = p.D = 50 x 21,9 = 1.095kg Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc * Tốc độ vòng quay dụng cụ * Lu lợng nớc rửa + Trọng khoan phá đáy lợng nớc rửa quan trọng không VCH giảm Mức độ rửa phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ dòng rửa lên khoảng không cần, chọn V theo bảng I Tốc độ vòng quay tính theo vận tốc dài Khoan choòng có sử dụng dung dịch ta lấy V = 1,4 ữ 1,5m/s Vậy 60V n = IID Trong n: Tốc độ vòng quay V/PV: Vận tốc dùng m/s (cm/s) D: Đờng kính choòng: cm Lấy V - 0,23 m/s trờng hợp V nhỏ cần phải giảm tác dụng rửa giếng cách định kỳ (1) Q: Cần thiết đợc xác định theo V Q= 0,785 (D2 - d2) V Trong Q: l/s V: dm/s D: lỗ khoan: dm D: cần khoan: dm QCT = 0,755 (2,192 - 0,732) x 2,0 = 6,7 l/s Thông thờng sử dụng Q = QMax máy bơm * Công tác rửa máy khoan Để đảm bảo cho lỗ khoan không bị sập lở suốt trình khoan Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc - Vì khoan phá toàn đáy, phải sử dụng dung dịch có chất lợng, đảm bảo vận chuyển mùn khoan giữ cho mùn khoan trạng thái lơ lửng dung dịch cần phải đảm bảo thông số sau: Qua địa tầng thực tế cho thấy sử dụng dung dịch Bentônit Bảng thông số: Thông số Giá trị Tỷ trọng: 1,1 ữ 1,29/cm3 Độ khớp: T xo ữ 25 s ứng xuất trợt tĩnh : X0 ữ 40 MG/cm2 Độ thải nớc B 10 ữ 25 cm3/30 Độ lắng ngày đêm: 4% Độ ổn định: C 0,02 Độ dày vỏ sét: K 3mm Hàm lợng cát: 4% Tính toán lợng để sản xuất dung dịch - Tổng lợng nớc để sản xuất dung dịch cho 1m dung dịch (Dùng nớc ngọt) s- d V= T/m3 s - n Trong đó: s: Trọng lợng riêng sét khô (2,3 ữ 2,69/cm3) d: Trọng lợng riêng dung dịch (1,1 ữ 1,29/cm3) n:: Trọng lợng riêng nớc (19/cm3) (2,6 - 1,2) V= ( 2,6 - 1) = 0,88m3 Lợng sét cho 1m3 dung dịch T/m3 s(d - n) 2,6 ( 1,2 - 1) V= = = 0,32 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc s - n (2,6 - 1) - Lợng dung dịch sử dụng cho giếng khoan: V = KVLK V: Lợng dung dịch cần sản xuất: m3 Trong đó: VLK: Thể tích lỗ khoan K: Hệ số kể đến hao hụt dung dịch khoan hố chứa, hố lắng: lấy K = V = x 0,785 x (D12 x L1 + D22 x L22) Vậy để thi công giếng khoan ta cần: + Sét khô: 29,28m3dd x 0,32 = 9,37 + Lợng nớc điều chế: 29,28 x 0,88 = 25,77m3 + Dùng hoá phẩm điều chế dung dịch: Xôđa Na2, CO3, sút NaOH Chơng V Kết cấu giếng khai thác, kỹ thuật an toàn Công tác đợc thực sau khoan đủ chiều sâu, đờng kính thiết kế I Công tác chống ống Đợc tiến hành nh sau: 1- Công tác chuẩn bị - Tiến hành kiểm tra chiều sâu thật xác với cột ống kết cấu - Bơm rửa mùn khoan đáy lỗ khoan - Kiểm tra lại toàn cột ống khai thác ống lọc + Về độ thẳng + Về chống ống: Mối ghép hàn, cần lu ý Bề mặt tiếp xúc ống phải thật phẳng đợc sang phanh Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 10 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Xếp thứ tự ống, thả xuống lỗ khoan tính từ dới lên + Kiểm tra lại độ thẳng đứng tháp, hoạt động tời, dây cáp, chống nâng, thả II Phơng pháp phục hồi độ thải nớc, gọi dòng chèn sỏi, sét 1- Mục đích: Giảm tỷ trọng: Giảm , giảm chiều cao cột chất lỏng, xử lý vùng cận đáy giếng 2- Phơng pháp: có phơng pháp: + Phơng pháp thổi đồng tâm + Phơng pháp thổi vòng xuyến (thổi song song) + Phơng pháp thổi tràn 3- Phơng pháp chèn sỏi a- Chọn sỏi: Dựa sở < d60 Đờng kính hạt chiếm 60% lợng đổ vào tơng ứng với đờng kính phần tử đất đá b- Cách chèn: Sau kết cấu ống xong, thả cần khoan có hệ thống Piston, bơm tia, bơm ép nớc lã qua vòng, vòng xuyến giếng khoan Trong trình ta đồng thời chèn sỏi Lu ý đổ từ từ c- Lợng sỏi cần thiết để chèn V= (VLK - VôL) Trong đó: V: Thể tích sỏi VLK: Thể tích lỗ khoan đến đoạn cần chèn VôL: Thể tích ống lọc ống lắng đoạn cần chèn : Hệ số lấy = 1,2 III- Công tác an toàn lao động Để đảm bảo an toàn lao động trình thi công cho ngời thiết bị, công nhân làm việc công Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 11 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc trình phải chấp hành triệt để quy trình, quy phạm an toàn lao động - Tất công nhân làm việc khoan trờng phải học tập quy trình, quy phạm an toàn lao động theo định kỳ - Công tác kiểm tra, bảo dỡng, vận hành máy móc thiết bị phải quy trình kỹ thuật - Trong trình khoan, kíp trởng phải thờng xuyên theo dõi tiến độ khoan, tình trạng máy móc, tình trạng lỗ khoan, phát bất bình thờng, để kịp thời xử lý - Các dụng cụ khoan phải để nơi quy định, phận truyền động máy móc phải đợc che chắn tốt, đảm bảo an toàn, khoan trờng phải - Hệ thống chiếu sáng phải lắp quy định, đủ ánh sáng, không chói mắt công nhân làm việc Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 12 Lớp: EBOOKBKMT.COM Cng ng chia s ti liu hc Kết luận Qua trình học tập nỗ lực thân, dới hớng dẫn thầy giáo : Khai thác nớc tầng đệ tứ: Mục đích cung cấp nớc sinh hoạt cho nhân dân Trong đồ án viết lên đợc toàn nội dung phơng pháp khoan xoay Rôto để khai thác nớc có đờng kính giếng tơng đối lớn, chiều sâu trung bình - Phơng pháp làm giếng khoan, vùng cận giếng bơm ép nớc phơng pháp elipst Đồ án không tránh khỏi sai sót thiếu kinh nghiệm Qua thấy phải học tập thật nhiều nhằm tiếp thu tri thức để phục vụ giai đoạn công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Tôi kính mong đợc đóng góp ý kiến thầy cô, bạn lớp đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy giáo, thầy môn khoan khai thác giúp đỡ hoàn thành môn học Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 13 Lớp: ... lu lợng, đảm bảo an toàn cho ngời thiết bị suốt thời gian thi công Chơng II Thiết kế cấu trúc giếng, cấu trúc ống chống, ống lọc Chọn phơng pháp khoan Đây giếng khoan có đờng kính 219 ữ 114mm -... Chơng III Chọn thiết bị dụng cụ khoan I Thiết bị khoan Cơ sở lựa chọn: - Căn vào chiều sâu khoan - Căn vào đờng kính khai thác - Ta chọn phơng pháp khoan xoay phá mẫu - Chọn máy khoan XY42 II... dân Trong đồ án viết lên đợc toàn nội dung phơng pháp khoan xoay Rôto để khai thác nớc có đờng kính giếng tơng đối lớn, chiều sâu trung bình - Phơng pháp làm giếng khoan, vùng cận giếng bơm ép