Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 1 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 2 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước LỜI NÓI ĐẦU Khoan khai thác nước là một vấn đề quan trọng trong việc khai thác tài nguyên khoáng sản. Để phục vụ cho đời sống sinh hoạt và phục vụ sản xuất cho các nhà máy khu công nghiệp. Vì vậy nhiệm vụ của nó là rất quan trọng, lỗ khoan nước mà em thiết kế là lỗ khoan đã xác định rõ vị trí không gian, cấu tạo tầng chứa nước như cấu trúc địa chất mà lỗ khoan khoan qua. Qua đó đánh giá trữ lượng khai thác theo yêu cầu để phục vụ đắc lực cho nhiệm vụ khai thác nước cung cấp phần sau: ĐỀ ÁN GỒM 5 PHẦN SAU: I. Khái quát về thi công. II. Thiết kế cấu trúc, ống chống, ống lọc. III. Chọn thiết kế và dụng cụ khoan. IV. Quy trình kỹ thuật khoan. V. Kết cấu giếng khai thác, kỹ thuật an toàn. Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 3 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG I. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN. Từ 0 – 2m là lớp đất phủ Từ 2- 6m là Sét mầu xanh xám Từ 6 – 13m là cát hạt mịn, hạt trung. Từ 13 – 22m là Sét mầu xanh xám dẻo. Từ 22 – 37m là sạn cát hạt thô. Từ 37 – 46m là sạn sỏi. Từ 46 – 70 là cuội sỏi. II. ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG Đây là giếng khoan khai thác nước có đường kính Φ219 ÷ 114mm. Đây là giếng sử dụng lâu dài vì vậy khi thi công phải đảm bảo chất lượng kỹ thuật. Chèn sỏi xung quanh ống lọc bơm thổi rửa sạch sử lý nước tốt đảm bảo cho nhu cầu sinh hoạt công nghiệp. - Yêu cầu đảm bảo đúng tiến độ, đúng kỹ thuật - Đảm bảo lưu lượng, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong suốt thời gian thi công. CHƯƠNG II. THIẾT KẾ CẤU TRÚC GIẾNG, CẤU TRÚC ỐNG CHỐNG, ỐNG LỌC. 1. Chọn phương pháp khoan. Đây là một giếng khoan có đường kính Φ219 ÷ 114mm. - Căn cứ vào cột địa tầng thực tế chiều sâu giếng khoan. Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 4 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước - Căn cứ vào máy móc thiết bị có sẵn ở trong công ty ta chọn phương pháp khoan xoay bằng khoan Rôto và chọn máy khoan XY42. 2. Yêu cầu đối với cấu trúc - Căn cứ vào phương án khoan cấu trúc địa tầng: Lưu lượng khai thác ở đây ta chọn ống chống có đường kính Φ114mm dầy 4mm. 3. Cơ sở thiết kế cấu trúc. - Dựa vào cột địa tầng thực tế: Hệ tầng đề tứ Q I. : Q II - Dựa vào chiều sâu của giếng 70m - Đường kính ống lọc ống khai thác phù hợp với 36m 3 /h của máy bơm hút nước. Ta có: Đường kính khoan theo cấu trúc như sau: Từ 0m÷36m đường kính khoan Φ219m. Từ 36m÷70 đường kính khoan Φ114. 4. Chọn máy bơm: - Căn cứ vào lưu lượng khai thác ta chọn máy bơm điện chìm trong bảng. Bơm thổi rửa lỗ khoan bằng máy nén khí. - Lưu lượng Q = 36m 3 /h - Xác định thông số cơ bản của cấu trúc. + Chiều sâu của giếng phụ thuộc vào độ sâu lớn nhất của tầng chứa nước đặt ống khai thác. + Phần nhận nước của giếng phụ thuộc vào phần có độ thấm nước lớn nhất (phần này được thiết kế cấu trúc ống lọc) + Đường kính ống khai thác: Phụ thuộc vào đường kính của máy bơm khai thác. 5. Thiết kế ống lọc a. Chọn chiều dài và đường kính ống lọc - Căn cứ vào lưu lượng yêu cầu khai thác 36m 3 /h - Căn cứ vào đường kính máy bơm hút nước trong giếng - Căn cứ vào cột địa tầng thực tế: Ta lấy nước tại 2 tầng. Tầng sạn sỏi và tầng sạn cát hạt thô (từ 37m ÷ 46m) Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 5 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Chọn ống lắng: Đề phòng các vật liệu cơ học có thể vào giếng khoan và lắng xuống đáy giếng. Ta chọn kích thước ống lắng như sau: Chiều dài là 4m đường kính ống là 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 lượng lỗ theo hàng: 34 lỗ - Số lượng lỗ theo cột: 33 lỗ ∑ Tơ trên 1 mét: 33x 34 = 1122 lỗ Độ lỗ hổng ống lọc là 34,8% Dựa trên cơ sở, kích thước hạt sỏi đổ xuống lỗ khoan 2-8mm lượng sỏi đổ vào chiếm 60% tương ứng với các phần tử đất đá vậy ta chọn ống lọc: ø 114 là hợp lý. 6. Chọn đường kính ống khai thác. - Căn cứ vào lưu lượng khai thác yêu cầu đường kính ngoài của máy bơm. Ta chọn đường kính ống lọc và ống khai thác. Với đường kính ống lọc là 114mm. 7. Cấu trúc giếng khoan khai thác. * Mô tả cấu trúc giếng khoan. Từ 0,0m ÷ 35m đường kính lỗ khoan là 219mm chống ống đường kính 36,5m. Từ 35m ÷70m Đường kính lỗ khoan là 114m Chống ống 114mm trám sét khô viên Chống ống lọc 10m. ống lắng 4m Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 6 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Cấu trúc lỗ khoan, ống chống và ống lọc khoan khai thác CHIỀ U DÀY CỘT CHÂN LỚP CHIỀ U DÀY LỚP CỘT ĐỊA TẦNG MÔ TẢ ĐẤT ĐÁ CẤU TRÚC GIẾNG CẤU TRÚC ỐNG YÊU CẦU KỸ THUẬT 0 2 6 13 22 37 2 4 7 9 15 Lớp phủ sét mầu xanh sám Cát hạt mịn và hạt trung Sét mầu xanh xám dẻo Sạn cát hạt thô Sạn sỏi, cuội Φ219 Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 7 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước 46 70 9 24 Cuội sỏi Φ114 CHƯƠNG III CHỌN THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN I. THIẾT BỊ KHOAN. Cơ sở lựa chọn: - Căn cứ vào chiều sâu khoan - Căn cứ vào đường kính khai thác. - Ta chọn phương pháp khoan xoay phá mẫu. - Chọn máy khoan XY42 II. DỤNG CỤ PHÁ HUỶ VÀ CÁC DỤNG CỤ ĐI KÈM. 1 Dụng cụ phá huỷ. - Yêu cầu: Phá toàn đáy. - Do địa tầng chủ yếu là cát, cuội sỏi,. Vậy ta chọn dụng cụ phá huỷ là choòng cánh và lưỡi khoan (hợp kim và kim cương). 2. Dụng cụ đi kèm - Dùng cần Φ50 - Ống chống Φ 219, Φ 114 - Ống lọc quấn lưới Φ 114, - Ống lắng Φ 114 - Dụng cụ cứu chữa sự cố đi kèm Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 8 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước CHƯƠNG IV QUY TRÌNH KỸ THUẬT KHOAN. - Khoan mở lỗ. Trước khi khoan mở lỗ cần phải kiểm tra lại góc phương vị và độ lệch của cần chủ động. + Đào một hố có kích thước 0,5 x 0,5m + Áp lực đóng nhỏ bằng 1/2 áp lực tính toán + Tốc độ vòng quay số 1 + Lưu lượng nước rửa: Q= 80 ÷ 90 l/p’ + Khoan một đoạn L = 6m - Khoan 2 cấp đường kính: Φ 219, Φ 114 - Dùng Choòng cánh để khoan đất: Từ 0,0m ÷ 37,0m + Các thông số chế độ khoan áp dụng khoan qua tầng cát, cuộn sỏi được sử dụng. Theo bảng P cho phép N (V/P) V(m/s) Choòng cánh 50 ÷ 100 150 ÷ 200 0,25 ÷ 0,3 Theo công thức áp dụng thông qua từng khoan. (1) Áp lực chiều trục P = p.D Trong đó P: áp lực chiều trục P: áp lực cho phép D: Đường kính của choòng + Áp lực xác định cho 2 cấp tương ứng Theo công thức P = p.D = 50 x 21,9 = 1.095kg * Tốc độ vòng quay của dụng cụ * Lưu lượng nước rửa Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 9 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước + Trọng khoan phá đáy lượng nước rửa rất quan trọng nếu không V CH sẽ giảm. Mức độ rửa sạch phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ dòng rửa đi lên ở khoảng không ngoài cần, chọn V theo bảng I Tốc độ vòng quay có thể tính theo vận tốc dài. Khoan bằng choòng và có sử dụng dung dịch ta lấy V = 1,4 ÷ 1,5m/s Vậy 60V n = ––––– IID Trong đó n: Tốc độ vòng quay V/P - V: Vận tốc dùng m/s (cm/s) D: Đường kính choòng: cm Lấy V - 0,23 m/s trong trường hợp V nhỏ thì cần phải giảm tác dụng và rửa giếng một cách định kỳ. (1) Q: Cần thiết được xác định theo V Q= 0,785 (D 2 - d 2 ) V Trong đó Q: l/s V: dm/s D: φ lỗ khoan: dm D: φ cần khoan: dm Q CT = 0,755 (2,19 2 - 0,73 2 ) x 2,0 = 6,7 l/s Thông thường sử dụng Q = Q Max của máy bơm * Công tác rửa máy khoan Để đảm bảo cho lỗ khoan không bị sập lở trong suốt quá trình khoan. - Vì khoan phá toàn đáy, do vậy phải sử dụng dung dịch có chất lượng, đảm bảo vận chuyển mùn khoan và giữ cho mùn khoan ở trạng thái lơ lửng thì dung dịch cần phải đảm bảo các thông số sau: Qua địa tầng thực tế cho thấy sử dụng dung dịch Bentônit Bảng các thông số: Thông số Giá trị Tỷ trọng: γ 1,1 ÷ 1,29/cm 3 Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 10 [...]... thi công giếng khoan ta cần: + Sét khô: 29,28m3dd x 0,32 = 9,37 tấn Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng 11 Lớp: ĐCCT K51 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước + Lượng nước đi điều chế: 29,28 x 0,88 = 25,77m3 + Dùng hoá phẩm đi điều chế dung dịch: Xôđa Na2, CO3, sút NaOH CHƯƠNG V KẾT CẤU GIẾNG KHAI THÁC, KỸ THUẬT AN TOÀN Công tác này được thực hiện sau khi khoan đủ chiều sâu, đường kính thiết kế I CÔNG... nước KẾT LUẬN Qua quá trình học tập và nỗ lực của bản thân, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo : Khai thác nước tầng đệ tứ: Mục đích cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân Trong bản đồ án này tôi đã viết lên được toàn bộ nội dung của phương pháp khoan xoay bằng Rôto để khai thác nước có đường kính giếng tương đối lớn, chiều sâu trung bình - Phương pháp làm sạch giếng khoan, vùng cận đấy giếng bằng bơm ép nước. .. giếng khoan nước Đường kính các hạt chiếm 60% lượng đổ vào tương ứng với đường kính các phần tử đất đá b- Cách chèn: Sau khi kết cấu ống xong, thả cần khoan có hệ thống Piston, bơm tia, bơm ép nước lã qua vòng, vòng xuyến của giếng khoan Trong quá trình này ta đồng thời chèn sỏi Lưu ý đổ từ từ c- Lượng sỏi cần thiết để chèn V= (VLK - VôL)α Trong đó: V: Thể tích sỏi VLK: Thể tích của lỗ khoan đến đoạn... lỗ khoan, phát hiện những bất bình thường, để kịp thời xử lý - Các dụng cụ khoan phải để đúng nơi quy định, các bộ phận truyền động của máy móc phải được che chắn tốt, đảm bảo an toàn, khoan trường phải sạch sẽ - Hệ thống chiếu sáng phải lắp đúng quy định, đủ ánh sáng, không chói mắt công nhân trong khi làm việc Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng 13 Lớp: ĐCCT K51 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước. ..Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Độ khớp: T xo ÷ 25 s X0 ÷ 40 MG/cm2 ứng xuất trượt tĩnh : θ Độ thải nước B 10 ÷ 25 cm3/30’ Độ lắng ngày đêm: β ≤ 4% Độ ổn định: C 0,02 Độ dày vỏ sét: K ≤3mm Hàm lượng cát: π ≤4% Tính toán lượng để sản xuất dung dịch - Tổng lượng nước để sản xuất dung dịch cho 1m 3 dung dịch (Dùng nước ngọt) δs- δd V= T/m3 –––––– δs - δn Trong... THẢI NƯỚC, GỌI DÒNG VÀ CHÈN SỎI, SÉT 1- Mục đích: Giảm tỷ trọng: Giảm γ, giảm chiều cao cột chất lỏng, xử lý vùng cận đáy giếng 2- Phương pháp: có 3 phương pháp: + Phương pháp thổi đồng tâm + Phương pháp thổi vòng xuyến (thổi song song) + Phương pháp thổi tràn 3- Phương pháp chèn sỏi a- Chọn sỏi: Dựa trên cơ sở δ < d60 Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng 12 Lớp: ĐCCT K51 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan. .. 1,29/cm3) δn:: Trọng lượng riêng của nước (19/cm3) (2,6 - 1,2) V= ( 2,6 - 1) = 0,88m3 Lượng sét cho 1m3 dung dịch T/m3 δs(δd - δn) 2,6 ( 1,2 - 1) V= ––––––––– = –––––––––– = 0,32 δs - δn (2,6 - 1) - Lượng dung dịch sử dụng cho giếng khoan: V = KVLK Trong đó: V: Lượng dung dịch cần sản xuất: m3 VLK: Thể tích lỗ khoan K: Hệ số kể đến sự hao hụt của dung dịch trong khi khoan và hố chứa, hố lắng: lấy K =... người và thiết bị, mọi công nhân khi làm việc trên công trình phải chấp hành triệt để quy trình, quy phạm về an toàn lao động - Tất cả công nhân làm việc trên khoan trường đều phải học tập quy trình, quy phạm về an toàn lao động theo định kỳ - Công tác kiểm tra, bảo dưỡng, vận hành máy móc thiết bị phải đúng quy trình kỹ thuật - Trong quá trình khoan, kíp trưởng phải thường xuyên theo dõi tiến độ khoan, ... chuẩn bị - Tiến hành kiểm tra chiều sâu thật chính xác với cột ống kết cấu - Bơm rửa sạch mùn khoan ở đáy lỗ khoan - Kiểm tra lại toàn bộ cột ống khai thác và ống lọc + Về độ thẳng + Về chống ống: Mối ghép bằng hàn, do vậy cần lưu ý  Bề mặt tiếp xúc giữa các ống phải thật bằng phẳng và được sang phanh  Xếp sắp thứ tự ống, thả xuống lỗ khoan tính từ dưới lên + Kiểm tra lại độ thẳng đứng của tháp, sự... còn phải học tập thật nhiều hơn nữa nhằm tiếp thu tri thức mới để phục vụ trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Tôi kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, các bạn trong lớp và các đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cùng các thầy trong bộ môn khoan khai thác đã giúp đỡ tôi hoàn thành môn học này Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng 14 Lớp: ĐCCT K51 . Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Sinh viên: Phạm Ngọc Phụng Lớp: ĐCCT K51 1 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Sinh viên:. K51 5 Đồ án môn học Thiết kế cấu trúc giếng khoan nước Chọn ống lắng: Đề phòng các vật liệu cơ học có thể vào giếng khoan và lắng xuống đáy giếng. Ta chọn