РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАТРУБНОЙ РЕАГЕНТНОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ПРОМЫВКИ ГРАВИЙНЫХ ФИЛЬТРОВ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН

Целью работы являлось изучение темпов декольматации зернистого слоя гравийной обсыпки скважины при создании в нем промывного потока реагента с заданными гидродинамическими параметрами и определение общей продолжительности обработки. Рассмотрено радиальное движение раствора реагента при нагнетании его снаружи контура гравийной обсыпки фильтра, направленное к оси скважины в условиях квазиустановившегося режима фильтрации при равенстве расхода закачки и откачки реагента из скважины.

Закольматированный грунт гравийной обсыпки схематизирован в виде пористого кольцевого цилиндра с внешним радиусом, равным радиусу контура гравийной обсыпки, высотой, равной длине фильтра, совершенной по степени вскрытия пласта скважины. Внутренний радиус цилиндра равен радиусу фильтра. Задана начальная насыщенность грунта кольматантом. Принято, что через наружную боковую поверхность кольцевого цилиндра равномерно по всей высоте подается реагент с заданным расходом. Прифильтровая зона задана однородной, движение – квазиустановившимся.

Составлена система уравнений: объединенного уравнения движения и сохранения массы и обобщенного уравнения кинетики, описывающих кинетику растворения кольматанта в режиме осуществления затрубной промывки кольцевой гравийной обсыпки скважины с учетом изменения структуры пористой среды. Получено аналитическое решение системы уравнений, которое позволяет рассчитать в процессе выщелачивания концентрацию солей в реагенте и определить удельный объем отложений в точке гравийной обсыпки в любой момент времени в процессе закачки реагента. Получена аналитическая зависимость для расчета продолжительности полной регенерации слоя зерен грунта на внешнем контуре гравийной обсыпки. Для расчета продолжительности полной регенерации всей толщи обсыпки предложено разбить период регенерации на ряд фаз последовательного выноса солей из грунта. Продолжительность одной фазы принята равной времени прохождения реагентом кольцевого участка. Каждая фаза рассчитывается отдельно, так как начальный удельный объем отложений во входном сечении изменяется после каждой фазы, что требует корректировки граничных условий. Методика поэтапного расчета продолжительности регенерации до достижения требуемой степени декольматации реализована на ЭВМ

затрубная реагентная циркуляционная промывка, гравийный фильтр, водозаборная скважина

1. Специальные работы при бурении и оборудовании скважин на воду / Д. Н. Башкатов [и др.]. – М. : Недра, 1988. – 268 с.

2. Ивашечкин, В. В. Циркуляционная регенерация водозаборной скважины, оснащенной затрубной системой реагентной промывки / В. В. Ивашечкин, П. А. Автушко // Мелиорация. – 2010. – № 1 (63). – С. 70–77.

3. Аксельруд, Г. А. Экстрагирование. Система «твердое тело – жидкость» / Г. А. Аксельруд. – Л. : Химия, 1974. – 256 с.

4. Орадовская, А. Е. Фильтрационное выщелачивание дисперснораспределенного гипса из песчано-глинистых пород / А. Е. Орадовская // Растворение и выщелачивание горных пород. Сер. Инженерная гидрогеология. – М., 1957. – С. 46–83.

5. Гаврилко, В. М. Фильтры буровых скважин / В. М. Гаврилко, В. С. Алексеев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1985. – 334 с.

6. Минц, Д. М. Гидравлика зернистых материалов / Д. М. Минц, С. А. Шуберт. – М.: МКХ РСФСР, 1955. – 111 с.

7. Тугай, А. М. Продуктивнiсть водозабiрних свердловин в умовах кольматажу / А. М. Тугай, О. Я. Олеiйник, Я. А. Тугай. – Харкiв : ХНАМГ, 2004. – 240 с.

8. Коммунар, Г. М. Внутрипластовая очистка подземных вод для целей водоснабжения : дис. … д-ра техн. наук : 05.23.04 / Г. М. Коммунар. – М., 1987. – 469 с.

9. Алексеев, В. С. Массоперенос в водонасыщенных горных породах / В. С. Алексеев, Г. М. Коммунар, Б. С. Шержуков // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. гидрогеология и инженерная геология. – М., 1989. – Т. 11. – 144 с.

10. Веригин, Н. Н. О кинетике растворения солей при фильтрации воды в грунтах / Н. Н. Веригин // Растворение и выщелачивание горных пород. Сер. Инженерная гидрогеология. – М., 1957. – С. 84–113.