thiet ke gieng khoan nuoc

Đồ án môn học khoan nớc Sinh viên: Phm Ngc Phụng §CCT K51 ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng Líp: Đồ án môn học khoan nớc Sinh viên: Phm Ngc Phụng §CCT K51 ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng Líp: Đồ án môn học khoan nớc Thiết kế cấu trúc giếng 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 vỊ thi c«ng II ThiÕt kÕ cÊu tróc, èng chèng, èng läc III Chän thiÕt kÕ vµ dơng khoan Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ ¸n m«n häc khoan níc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng IV Quy tr×nh kü thuËt khoan V KÕt cÊu giÕng khai thác, kỹ thuật an toàn 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nớc - Đảm bảo lu lợng, đảm bảo an toàn cho ngời thiết bị suốt thời gian thi công Chơng II Thiết kế cấu trúc giÕng, cÊu tróc èng chèng, èng läc Chän ph¬ng 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 - 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nớc - 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 thiÕt kÕ cÊu tróc èng läc) + §êng kÝnh èng khai thác: Phụ thuộc vào đờng kính máy bơm khai th¸c ThiÕt kÕ èng läc a Chän chiỊu 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) 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng Lớp: ĐCCT K51 Đồ án môn học Thiết kÕ cÊu tróc giÕng khoan níc Víi ®êng kÝnh èng 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 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 Cấu trúc ống Yêu cầu kỹ thuật Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn học khoan níc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng Φ219 Líp phđ 2 sét mầu xanh sám 13 22 Cát hạt mịn hạt trung Sét mầu xanh xám dẻo Sạn cát hạt thô 37 46 15 Sạn cuội sỏi, 114 Cuội sỏi 70 24 Chơng III Chọn thiết bị dụng cụ khoan Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn học khoan níc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng I ThiÕt bÞ 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 - Dïng cÇn Φ50 - èng chèng Φ 219, Φ 114 - èng läc qn líi Φ 114, - èng l¾ng 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn học ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng khoan níc - Dïng Chng 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 phÐp 50 ÷ 100 N (V/P) 150 ÷ 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 c«ng thøc P = p.D = 50 x 21,9 = 1.095kg * 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 cã sư dơng dung dÞch ta lÊy V = 1,4 ÷ 1,5m/s VËy 60V n = ––––– IID Trong ®ã n: Tốc độ vòng quay V/PSinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 10 Lớp: Đồ án môn học khoan nớc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng V: VËn tèc dïng 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 ®ã 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 - 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 Tỷ trọng: Độ khớp: T ứng xuất trợt tĩnh : Độ thải nớc B Độ lắng ngày đêm: Độ ổn định: C Độ dày vỏ sét: K Hàm lợng cát: Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 Giá trị 1,1 ữ 1,29/cm3 xo ÷ 25 s X0 ÷ 40 MG/cm2 10 ÷ 25 cm3/30’ ≤ 4% 0,02 ≤ 3mm ≤ 4% 11 Líp: Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nớc Tính toán lợng để sản xuất dung dịch - Tổng lợng nớc để sản xuất dung dịch cho 1m dung dÞch (Dïng níc ngät) δs- δd 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 cđa níc (19/cm3) (2,6 - 1,2) V= ( 2,6 - 1) = 0,88m3 Lợng sét cho 1m3 dung dịch T/m3 δs(δd - δn) 2,6 ( 1,2 - 1) V= ––––––––– = –––––––––– = 0,32 δs - δn (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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 12 Lớp: Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nớc + 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 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 träng: Gi¶m γ , gi¶m chiỊu cao cét chÊt láng, 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng 13 ĐCCT K51 Lớp: Đồ án môn häc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng khoan níc a- Chän 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 hƯ thèng Piston, b¬m tia, b¬m Ðp níc l· qua vòng, vòng xuyến giếng khoan Trong trình ta ®ång thêi chÌn sái Lu ý ®ỉ tõ tõ 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 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 14 Lớp: Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nớc - 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 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 Sinh viên: Phm Ngc Phng ĐCCT K51 15 Lớp: Đồ án m«n häc ThiÕt kÕ cÊu tróc giÕng khoan níc - 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: Phạm Ngọc Phụng §CCT K51 16 Líp: