Методика гідрогеологічних досліджень

Методика гідрогеологічних досліджень

"Методика гідрогеологічних досліджень"

Вступ

гідромінеральний водоносний горизонт

Товариство з обмеженою відповідальністю “Острозький завод мінеральної води” (ТОВ “ОЗМВ”) програмою розвитку виробництва передбачає розширення асортименту гідромінеральної продукції на базі якісної прісної води глибокозалягаючих водоносних горизонтів. Для реалізації указаної програми необхідна матеріальна база видобутку води, якою може стати власна експлуатаційна свердловина.

Листом від 27 червня 2004 р. № ТОВ “ОЗМВ” звернулось з проханням до Рівненської геологічної експедиції обґрунтувати можливість та скласти проектно-кошторисну документацію на спорудження в межах території заводу експлуатаційної свердловини для видобутку прісної води, як гідромінеральної бази для подальшого розвитку заводу.

Місце спорудження свердловини вибране спеціальною комісією у відповідності вимогам до даного виду капітального будівництва.

Заявлена потреба у воді становить 10 м3/годину, або 240 м3/добу. Якість води повинна відповідати вимогам діючих нормативних документів.

Проектно-кошторисна документація складена у Рівненській геологічній експедиції згідно існуючим державним вимогам.

Проектом передбачено спорудження свердловини № 2 на відстані 145 м від діючої свердловини № 68, з якої видобувається мінеральна вода “Острозька”, з виключенням їх взаємодії.

Конструкцією проектної свердловини передбачено перекриття горизонту ґрунтових вод кондуктором із труб діаметром 377 мм до глибини 15,0 м з цементацією позатрубного простору. В процесі подальшого буріння горизонт міграції мінеральних вод буде перекритий колоною труб Ø 244,5 мм до глибини 140 м з цементацією позатрубного простору.

З метою виключення змішування некондиційних підземних вод, які можуть мати прояв у туфогенній товщі, стовбур свердловини закріплюється колоною труб Ø 168 “впотай” з цементуванням в інтервалі 140-290 м, до розкриття горбашівського водоносного горизонту.

По завершенню бурових робіт будуть проведені комплекс геофізичних робіт, дослідні гідрогеологічні відкачування води, її хімічний аналіз та комплекс робіт природоохоронного напрямку.

За результатами робіт “Замовнику” буде передана свердловина та паспорт на неї з відповідними рекомендаціями.

1.Фізико-географічні умови району проектних робіт

Древнє м. Острог у 2000 році відзначило 900-річчя від дня заснування. Воно знаходиться у крайній південно-східній частині Рівненської області.

Специфічні орографічні особливості території міста напевно визначили його назву. Основна частина міста розкинулась на лівобережжі, на злитті річок Вілії і Горині.

На даній ділянці у сучасному рельєфі утворився гострий ріг Гощанського плато Волинської лесової височини, який з півдня омивається р. Світенькою, яка під Острогом впадає у р. Вілію, а східна частина, де р. Горинь різко змінює свій напрямок з субширотного на меридіальний, до неї впадає р. Вілія. Утворена гідрографічна мережа з трьох боків омиває високий виступ лесового плато.

Рельєф міста значно розчленований. Абсолютні позначки вододільної ділянки міста 255 м, а положення рівня в р. Горині - 189 м. Перепад рельєфу у 66 м на віддалі 0,5 км забезпечує колоритний краєвид міста з східної околиці.

Острозький завод мінеральної води, гідромінеральною базою якого є мінеральна лікувально-столова вода “Острозька” розташований в межах тилового шву долини р. Вілії і уступу лесового плато, на вулиці Князів Острозьких.

Свердловина № 2 знаходиться у підніжжя лесового плато. Міська забудова відсутня, що забезпечує надійні санітарно-захисні умови ділянки родовища.

1.1 Клімат

Район досліджень знаходиться в зоні помірно-континентального клімату, формування якого обумовлене впливом повітряних мас, що поступають з Атлантики. Для даної території характерна підвищена вологість повітря, помірна температура, значна кількість атмосферних опадів.

Характеристика метрологічних умов наводиться за даними Рівненської метеостанції.

Температура

Середня річна температура за період 1945-2000 роки становила 6,90С. Абсолютний максимум становить +330С, а мінімум -360С. Амплітуда коливання температури становить 690С. Найхолодніший місяць - січень з середньомісячною температурою -5,40С, а найтепліший липень з середньомісячною температурою +18,50С. Перехід температур через 00С відбувається близько 15 березня весною і 1 грудня зимою. Таким чином, тривалість періоду з додатними температурами становить 260 днів. Глибина промерзання ґрунту коливається від 20 до 60 см, в окремі, найбільш холодні роки (1946 рік) - до 146 см. Стійке промерзання ґрунту відбувається на протязі близько 110 днів.

Опади

Територія характеризується значною кількістю опадів. Середньорічна їх величина за багаторічний період спостережень становить 569 мм. Середньомісячна кількість опадів за багаторічний період спостережень розподіляється наступним чином (таблиця 1.1.)

Таблиця 1.1.

За холодний період року, в багаторічному розрізі, випадає біля 115 мм опадів, а за теплий - 481 мм. З наведених даних видно, що за теплий період року випадає близько 80% річної величини опадів, котрі беруть участь в поповнені запасів підземних вод.

Стійкий покрив снігу лягає в кінці другої декади грудня та характеризується великою несталістю, коливаючись від 0,1 до 0,7 м. Схід снігового покриву спостерігається в кінці лютого - на початку березня. Середній запас вологи в снігові - 28-35 мм. Зимою часто спостерігаються відлиги та випадання опадів у вигляді дощу. В 1988-1989рр. були багатосніжні зими.

Вітер

Переважаючими для даної території є вітри південно-західного напрямку. Швидкість вітру, в середньому за рік, складає 3,1 м/сек. Число днів з сильним вітром (більше 15 м/сек.) коливається від 10 до 35 в рік.

Вологість повітря

Найменша відносна вологість повітря спостерігається в травні 69%, а найбільша - в листопаді - 89%. Середньорічна вологість - 79%. Максимальна абсолютна вологість спостерігається в липні (15,2 мб), мінімальна - в січні (4 мб). Середньорічне значення абсолютної вологості складає 9 мб.

1.2 Гідрографія

Гідрографічна мережа району досліджень належить до басейну р. Прип’ять. Її густота складає 0,3 км/км2 . Основною водною артерією на ділянці є ріка Горинь з її притоками. Виток її знаходиться на території Волино-Подільського плато біля села Волиця, з абсолютною відміткою 345 м, а впадає вона в ріку Прип’ять на відмітці 127 м. Перепад висот витоку над устям складає 218 м. Довжина її складає 659 км, площа водозбору 27700 км2. Середній похил водної поверхні - 0,00033.

В процесі свого формування р. Горинь виробила в корінних породах долину значних розмірів, шириною від 1 до 4 км. На окремих ділянках чітко просліджується перша надзаплавна тераса, яка перевищує сучасну заплаву на 10-15 м. Заплава шириною 0,5-1,5 км характеризується рівною поверхнею з абсолютними позначками 185-187 м. Більша частина заплави меліорована і використовується для вирощування трав. Русло меандрує, є багато стариць. Висота берегового уступу в районі м. Острога 66 м, ширина русла 25-40 м. Глибина ріки змінюється від 1 м на перекатах до 5 м на плесах. Швидкість течії 0,3-1,5 м/сек.

Характеристика гідрологічних умов приводиться по водомірному посту “Оженіно” на р. Горинь, який знаходиться в 10 км нижче м. Острога. Спостереження на ньому проводяться з 1945 року. За даними багаторічних спостережень, максимальний підйом рівня води над нулем графіка (абсолютна відмітка нуля графіка - 187,07 м) становить 321 см (24.03.47 р), мінімальний - 7 см (25.06.87 р). Таким чином, амплітуда коливання рівня становить 314 см. При підйомі рівня на 160 см починається вихід води на заплаву, а при 185-190 см заплава повністю покривається водою. Необхідно відмітити, що в останні 15 років, в зв’язку з щорічним поповненням Нетішінського водосховища водами р. Горинь, змінився режим стоку. Так; в 1992-1995 роках заплава не затоплювалась, зате в 1996 і 2000 році була затоплена повністю. Середньорічні витрати ріки зменшились від 30 м3/с до 20 м3/с. Скорочення стоку, особливо при повені, в свою чергу призвело до постійного недонасичення алювіальних відкладів долини, тобто змінився баланс ґрунтових вод.

За даними багаторічних спостережень мінімальна літня (за 30 діб) витрата р. Горинь 95% забезпеченості становить 5,4 м3/с. Значення середньорічної витрати 95% забезпеченості складає 13,6 м3/с, що свідчить про значні водні ресурси району.

Річка Вілія впадає у р. Горинь на східній околиці м. Острога. Витоки її знаходяться на північних схилах Кременецького кряжу Волино-Подільської височини.

Русло р. Вілії має звивистий характер, а її водність збільшується за рахунок впадання лівих та правих притоків: р.р. Крутянки, Куми, Світеньки та інших чисельних безіменних водотоків.

Терасовий рівень на якому розташована свердловина № 68 практично ніколи не затоплюється русловими водами. Ділянка свердловини з боку заплави відгороджена від неї земляною дамбою.

Вода ріки Горині використовується на поповнення водою технологічного водосховища (ставок-охолоджувач ХАЕС), яке здійснюється насосною станцією в період повеней по з'єднуючому каналу. Проектна площа водного дзеркала 20 км2, об’єм води - 120 млн.м3, корисний об'єм - 81млн.м3. Ставок-охолоджувач побудований в 1986 році. Вперше заповнений водою 27.03.87 р. на 01.01.1999 р. площа дзеркала становила 19,35 км2, об'єм води становив 109,25 млн.м3, абсолютна позначка рівня води - 202,57 м.

гідромінеральний водоносний горизонт

2. Геологічна будова

Район ділянки ТОВ “ОЗМВ”, де розташована свердловина № 2 знаходиться на південно-західній околиці Східноєвропейської платформи, в межах західного схилу Українського кристалічного щита.

В зв'язку з загальним зануренням кристалічного фундаменту на південний захід, відклади верхнєпротерозойського та палеозойського осадового чохла залягають моноклінально та занурюються в тому ж напрямку під кутом 1-3°.

Внаслідок досить густої мережі розривних порушень кристалічний фундамент має блокову будову та занурюється на захід сходинкою. Враховуючи, що інтенсивні рухи земної кори відбувались в палеозої, осадово-тектонічні утворення, що накопичились раніше, на окремих блоках були розмитими та зміщеними, що обумовило їх складне залягання.

Незважаючи на довгочасові рухи земної кори в рифеї, венді та палеозої, на карті домезозойських відкладів досить чітко простежується субмеридіальне залягання геологічних напластувань рифею, венду і палеозою та загальне їх занурення на південний захід в сторону Львівської палеозойської западини. Під мезозойську поверхню вони виходять у вигляді смуг шириною від 2 до 12 км. В геологічній будові району робіт приймають участь вулканогенно-осадові породи платформенного чохла, що містять в собі породи рифейського, вендського, палеозойського, мезозойського та кайнозойського віку.

2.1 Протерозойська акротема - РR

Дані утворення в районі робіт мають повсюдний розвиток. Залягають вони на глибині 680 м. В літологічному відношенні кристалічні породи представлені гранітами, мігматитами, діоритами, плагіомігматитами.

Середнєверхньоифейська еритема -R2-3

Поліська серія - R2-3pl

Осадово-теригенні утворення поліської серії мають повсюдне поширення. Представлені вони кварцовими пісковиками жовтувато-сірого, сірого та червоно-бурого забарвлення, переважно дрібно та тонкозернистого складу. В піщаній товщі зустрічаються прошарки аргілітів та алевролітів червоно-бурих тонів, потужністю 0,5-3,5 м. Загальна потужність відкладів змінюється від 160 м на сході території до 400 м на заході. Глибина залягання покрівлі поліських відкладів збільшується в тому ж напрямку. В районі м. Славути Хмельницької області вони залягають на глибині 65 м, а в районі м. Острог - на глибині 335 м. Залягають породи безпосередньо на утвореннях кристалічного фундаменту, а перекриваються теригенно-осадовими породами венду.

Вендська система -V

Волинська серія - V1vl

До волинської серії відноситься складно побудована осадово-пірокластична товща, в складі якої виділяють горбашівську і бабинську свити.

Горбашівська свита - V1grb

Відклади горбашівської свити виходять під мезо-кайнозойські породи у вигляді смуги шириною 3-5 км на сході території. Далі на захід вони сходинкою занурюються на глибину до 370 м, де перекриваються відкладами бабинської свити.

Літологічно відклади представлені перешаруваннями польовошпатово-кварцових пісковиків від дрібно до крупнозернистих, місцями гравелистих, не відсортованих, погано зцементованих, рожево-сіporo, бурого, червоного і жовтого кольорів середньою потужністю 45 м.

Бабинська свита - V1bb

Вулканогенні утворення бабинської свити виходять у вигляді смуги ши-риною до 12 км під мезо-кайнозойські відклади в східній частині району робіт. В районі Острога вони перекриваються відкладами могилів-подільської серії. Глибина залягання свити змінюється від 10 м на сході до 180 м на заході. Літологічно свита представлена товщею різноуламкових туфів потужністю від 25 до 150 м.

Верхній відділ -V2

В районі робіт відклади верхнього відділу венду представлені могилів-подільською і канилівською серіями.

Могилів-подільська серія - V2mg

Відклади могилів-подільської серії залягають трансгресивно на вулканогенних утвореннях бабинської свити. У вигляді смуги шириною 10 -13 км вони виходять під мезо-кайнозойські відклади. Далі на захід - перекриваються породами канилівської серії. У складі серії виділяють чарторийську v2чr, розничську v2r2 і колківську v2kl свити. Відклади могилів-подільської серії характеризуються непостійністю потужностей окремих свит, їх зовнішніх ознак (забарвлення, гранулометричного складу), що затруднює їх однозначне розчленування при документації свердловини.

У основі серії залягають вулканоміктові конгломерати і гравеліти з прошарками пісковиків і аргілітів. Середня і верхня частина розрізу виражені переважно чергуванням аргілітів і алевролітів з прошарками дрібнозернистих пісковиків потужністю 1-1,5 м. Потужність серії змінюється від 10 до 150 м. Глибина залягання відкладів v2mq у свердловині № 68 від 10 до 176 м.

Канилівська серія V2kn

В районі робіт відклади канилівської серії зустрічаються у вигляді смуги шириною 10-12 км західніше м. Острог. Представлені вони осадово-теригенними утвореннями - аргілітами, алевролітами з прошарками пісковиків загальною потужністю до 50 м. Глибина залягання покрівлі відкладів змінюється від 4,5 м в долинах рік до 30 м в межах Рівненського плато.

Четвертинна система - Q

Четвертинні відклади в районі досліджень мають повсюдне поширення. Представлені вони нижнім, середнім, верхнім і сучасним відділами алювіального, еолово-делювіального, елювіального, флювіогляціального, озерно-льодовикового і болотного генезису. Літологічно вони складаються із пісків різної крупності, супісків, суглинків, торфу, загальною потужністю до 10 м.

За геоморфологічним районуванням, район робіт знаходиться в межах Острозької акумулятивної рівнини, яка входить до складу Малого Полісся. Поверхня рівнини похило-хвиляста, має загальний нахил з південного сходу на північний захід, глибина розчленування до 30-40 м. Характерними рисами території є наявність покривних пісків, заболоченість, широкий розвиток еолових форм рельєфу, незначна глибина розчленування.

Теперішня морфоскульптура рельєфу сформувалася в пліоценовому періоді. В геоморфологічній будові району робіт велику роль відіграє р. Горинь і її притоки. В долинах рік повсюдно розвинута заплава, часто заболочена. Перша надзаплавна тераса сформована на висоті 7-12 м над рівнем ріки.

Друга надзаплавна тераса знаходиться на висоті 15-32 м над рівнем ріки. Поверхня її покрита лесовими (або лесоподібними) суглинками.

Третя надзаплавна тераса висотою 28-35 м має обмежене поширення. За своїм походженням вона ерозійно-акумулятивна. Алювіальні відклади перекриті потужною товщею лесів, що сприяє утворенню балок і ярів.

До форм техногенного походження відносяться кар’єри, меліоративні канали, ставок-охолоджувач АЕС та інше.

3. Гідрогеологічні умови

За схемою гідрогеологічного районування, запропонованою Дніпропетровським відділенням ІМР і затвердженою Мінгео УРСР, район робіт розташований в межах Волино-Подільського артезіанського басейну. Кліматичні умови району характеризуються значною кількістю атмосферних опадів, помірними температурами і надлишковою вологістю повітря, що зумовлює заболоченість території. Живлення підземних вод відбувається, в основному, за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, в меншій мірі - поверхневих вод. За походженням підземні води інфільтраційні. За даними попередніх робіт, проведених з метою оцінки водоносних горизонтів, для централізованого водопостачання міст Острога і Нетішина виділяються наступні найбільш значимі водоносні горизонти і комплекси, які характеризуються різними умовами живлення, фільтрації і розвантаження:

водоносний комплекс четвертинних відкладів;

водоносний горизонт відкладів канилівської - могилів-подільської серій венду;

водоносний горизонт відкладів бабинської свити;

водоносний горизонт відкладів горбашівської свити;

водоносний горизонт відкладів поліської серії.

3.1 Водоносний комплекс четвертинних відкладів -Q

Ґрунтові води четвертинних відкладів мають майже повсюдне поширення, але у північній частині території, в межах лесового плато, де ґрунтові води здреновані, водоносний горизонт розповсюджений лише в заболоченій долині ріки Світеньки і її притоків, обрамляючи схили вододільних ділянок. Водовміщуючими породами є різні за крупністю піски, супіски водно-льодовикового, озерно-болотного і алювіального генезису потужністю до 10 м. У зв'язку з фаціальною неоднорідністю, в розрізі часто присутні прошарки суглинків і глин, які не витримані в плані і утворюють локальні та місцеві водотривкі товщі. За рахунок них нижні водоносні горизонти мають незначний напір. Глибина залягання дзеркала ґрунтових вод змінюється від кількох десятків сантиметрів в заплавах річок і болотах до 5-9,5 метрів на вододілах.

Дебіти свердловин і колодязів, пройдених у четвертинних відкладах, складають від 0,1 до 1 л/с при зниженнях рівня до 7 метрів. Коефіцієнт фільтрації четвертинних відкладів змінюється від 0,05 до 4,5 м/добу.

За хімічним складом води переважно гідрокарбонатно-кальцієві або гід-рокарбонатно-натрієво-кальцієві з мінералізацією до 0,8 г/дм3, помірної жорсткості.

В цілому комплекс характеризується малою водопроникністю, невеликою потужністю, невисокою якістю підземних вод. Враховуючи ці характеристики і той факт, що комплекс незахищений від поверхневого забруднення, він не придатний для централізованого водопостачання. Частково використовується для індивідуального водопостачання в сільських населених пунктах.

Живлення горизонту атмосферне, в долинах рік паводково-атмосферне. Розвантаження відбувається за рахунок відтоку в нижчезалягаючі горизонти та в долини рік місцевої гідрографічної мережі.

Відсутність витриманих водоупорів в підошві комплексу обумовлює тісний гідравлічний зв'язок з нижчезалягаючими горизонтами.

3.2 Водоносний комплекс відкладів канилівської-могилів-подільської серії венду - V2kh+mg

Водоносний комплекс, поширений в західній частині території, об’єднує водоносні горизонти, які сформовані у відкладах канилівської ї могилів-подільської серій. Колекторами підземних вод є пісковики, алевроліти різноманітного забарвлення і гранулометричного складу, що утруднює їх візуальний розподіл на окремі горизонти. За даними розвідувальних робіт верхньовендські відклади в верхній частині розрізу складені переважно чергуванням аргілітів і алевролітів з рідкими прошарками дрібнозернистих пісковиків. В середньому, потужність верхньої малопроникної товщі складає біля 50 м. Нижче в розрізі алевроліти і аргіліти замінюються на дрібно і середньозернисті пісковики, які є основним колектором підземних вод. Потужність їх, становить в середньому 45 м. Далі в розрізі йде чергування прошарків пісковиків з аргілітами і алевролітами.

Водопровідність комплексу нерівномірна по площі і по розрізу. Дебіти свердловин змінюються від 0,28 до 1,5 л/с при зниженні 5-13 м. П'єзометричні рівні в непорушених умовах встановлюються на глибині -+0,65-6,5 м. В районі м. Острога води комплексу хлоридні натрієві з мінералізацією від 2 до 3,1 г/дм3.

Живлення комплексу проходить за рахунок атмосферних опадів шляхом перетікання води з крейдяного водоносного горизонту на вододілах, розвантаження - в долинах рік в алювіальні відклади.

3.3 Водоносний горизонт відкладів бабинської свити -V1bb

На ділянках глибокого залягання потужної товщі туфів, де вони практично монолітні, утворюється водоупор для горбашівського водоносного горизонту, на якому вони залягають.

За хімічним складом води переважно гідрокарбонатно-натрієві з мінералізацією 0,3-0,6 г/дм3. Живлення горизонту верхньої тріщинуватої зони бабин-ських туфів в межах схилів долин і плато здійснюється за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, через водопроникні покривні відклади. В долині ріки Горинь проходить розвантаження горизонту в алювіальні або крейдяні відклади. Горизонт не має перспективи для організації централізованого водопостачання.

3.4 Водоносний горизонт відкладів горбашівської свити - V1grb

Водоносний горизонт в відкладах горбашівської свити має практично повсюдне поширення. За винятком північно-східної частини території досліджень. У зв'язку із загальним зануренням осадового чохла на південний захід глибина залягання покрівлі горизонту змінюється від 305 до 315 м. Колектором підземних вод є різнозернисті дезінтегровані пісковики середньою потужністю 45 м. Залягають вони на дрібнозерзнистих пісковиках поліської серії, а перекриваються туфами бабинської свити.

Статичні рівні в свердловинах змінюються від 0,44 м на межиріччі р.р. Горині-Вілії до 30 м. Води горизонту повсюдно напірні. Величина напору змінюється від 46 м на сході до 290 м на заході. Дебіти свердловин змінюються від 0,56 л/с до 22,2 л/с при зниженнях до 35 м.

За хімічним складом вода переважно гідрокарбонатно-натрієва з мінералізацією 0,2 - 0,9 г/дм3, із загальною жорсткістю від 0,2 до 7,17 мг-екв/дм3.

Водоносний горизонт горбашівської свити на даній території експлуатується груповими водозаборами міст Острог, Нетішін із загальним водовідбором біля 30 тис. м3/добу. Живлення горизонту відбувається за рахунок перетоку трьох вищезалягаючих горизонтів.

3.5 Водоносний горизонт відкладів поліської серії - R 3-2 р1

Водоносний горизонт відкладів поліської серії має повсюдне поширення.

Залягає він на глибині від 110 м в районі м. Нетішина до 380 м в районі м. Острога. Водовміщуючими породами є дрібнозернисті пісковики з прошарками аргілітів і алевролітів загальною потужністю від 160 до 400 м. Залягає він на породах фундаменту, а перекривається горбашівським водоносним горизонтом, з яким він зв'язаний гідравлічно. Дебіти свердловин становлять 2-6,7 л/с при зниженні 8-10 м. Водопровідність горизонту змінюється від 20 до 300 м2/д. За хімічним складом води гідрокарбонатні кальцієві з мінералізацією 0,25-0,5 г/дм3. Води горизонту експлуатуються сумісно з горбашівським водоносним горизонтом.

4. Вибір водоносного горизонту для водозабезпечення

Враховуючи геолого-гідрогеологічні умови проектної ділянки спорудження свердловини, її призначення - вода питна та замовлену кількість - 240 м3/добу, найбільш доцільним є використання водоносного горизонту відкладів горбашівської серії нижнього венду в інтервалі 305-335 м, потужністю 30 м, води якого в відповідають вимогам ГОСТ 2874-82 „Вода питна”і забезпечать заявлену кількість.

4.1 Бурові роботи

При спорудженні свердловини № 2 необхідно обмежити вплив споруджуваної свердловини №2 на циркуляцію мінеральних вод в інтервалі 60-140 м, для чого після розкриття цього горизонту необхідно відразу же перекрити його трубами.

Виходячи з вище викладеного, конструкція свердловини проектується у наступному вигляді:

–   кондуктор;

–       потайна колона.

Внутрішній діаметр потайної колони:

, де - діаметр водоприймальної частини свердловини;  мм

- зазор між буровим наконечником і трубами.

Приймається =10 мм

мм

Згідно стандарту приймаються труби обсадні діаметром 168,3 мм, товщина стінки - 7 мм, внутрішній діаметр - 154,3 мм, маса 1 п. м труби - 27,8 кг.

Діаметр бурового наконечника під проміжну колону:

, де  - зовнішній діаметр труб, мм =151 мм

 - зазор між трубами і стінками свердловини, мм.

Рекомендується - 20-40 мм.

Приймається з врахуванням цементування труб - 25 мм.

 мм

Згідно стандарту приймається буровий наконечник діаметром 215,9 мм.

Внутрішній діаметр експлуатаційної колони:

Згідно стандарту приймаються труби діаметром 244,5 мм, товщина стінки - 7,0 мм, внутрішній діаметр - 230,5 мм, маса 1 п. м труби - 41,1 кг

Діаметр бурового наконечника під обсадну колону з врахуванням цементування:

Згідно стандарту приймається буровий наконечник Ø 320 мм.

Внутрішній діаметр кондуктора:

Згідно стандарту, для кондуктора приймаються труби діаметром 377 мм, товщина стінки - 9,0 мм, внутрішній діаметр - 359,3 мм, маса 1 п. м труби - 87,7 кг.

Діаметр бурового наконечника під кондуктор:

Згідно стандарту приймається буровий наконечник діаметром 444,5 мм.

Виходячи із фізико-механічних властивостей гірських порід, представлених у розрізі, приймаються довжини обсадних колон та глибини посадки їх башмаків (Таблиця 4.1):

Таблиця 4.1.

Вибір способу буріння і бурової установки

Виходячи із проектної глибини і прийнятої конструкції свердловини, приймається наступний спосіб буріння:

·        механічне роторне колонкове буріння з відбором керну діаметром 93 мм з метою уточнення геологічного розрізу в інтервалі 0,0 -340,0 м;

·        розширення ствола свердловини трьохшарошечними долотами до проектних діаметрів.

Для спорудження свердловини у відповідності з параметричним рядом і призначенням приймається самохідна бурова установка 1БА-15В, технічна характеристика якої:

спосіб буріння - роторний

глибина буріння - 500 м;

вантажопідйомність мачти:

номінальна - 125 кН

максимальна - 200 кН;

висота мачти - 18 м;

частота обертання ротора - 65; 130; 245 об/хв;

максимальна подача насоса - 865 л/хв

максимальний тиск насоса - 6,3 МПа

силовий привід - дизель ЯМЗ-236

Вибір бурових наконечників

Виходячи із прийнятого способу буріння свердловини, фізико-механічних властивостей гірських порід розрізу, типу бурової установки і конструкції свердловини, проектом приймається:

для буріння колонковим способом з відбором керну - твердосплавні коронки

для буріння під обсадні колони - трьохшарошечні долота

В залежності від категорії гірських порід по буримості і діаметра свердловини приймаються наступні бурові наконечники:

Таблиця 4.2.

Враховуючи конструкцію свердловини № 68, з якої видобувається мінеральна вода „Острозька”, пробуреної на глибину 300 м і конструкції експлуатаційних свердловин, що функціонують у м. Острозі, проектом передбачається наступна технологія спорудження свердловини № 2:

. Після монтажу устаткування на площадці приготувати глиняного розчину в кількості 20 м3.

. Забурку і буріння свердловини виконувати згідно геолого-технічному наряду бурильною колоною діаметром 50 мм з колонковою трубою діаметром 89 мм, армованою коронкою СА6-93, з підйомом керну до глибини 15,0 м (алеврито-суглинисті відклади лесового покриву верхньоантропогенового періоду).

. Розбурка свердловини під кондуктор Ø 377 мм і наступних колон проводити згідно геолого-технічному наряду з застосуванням направляючої УБТ.

. Перед опусканням кондуктора і наступних колон ствол свердловини додатково проробити і промити.

. Труби кондуктора і наступних колон зварювати ручною електродуговою зваркою за ДЕСТ 5264-80 електродами Е42А з катетом шва 5 мм з накладанням трьох пластинчатих бандажів розміром не менше 80 х 200 х 7 мм.

. Після обсадки виконати цементування кондуктора і наступних колон з застосуванням верхньої цементувальної пробки згідно розрахунків на повну висоту. Тривалість ОЗЦ - 72 години.

Для з’єднання колони обсадних труб з буровим інструментом до верхньої труби приварити муфту відповідного діаметра труб за ГОСТ 632-80.

. Після закінчення затвердіння цементу розбурити цементну пробку, ствол свердловини промити від залишків цементного каменю.

. Забурку ствола свердловини в обсадні колоні кожний раз проводити з центратором для забезпечення концентричності.

. Подальше буріння проводити колонковим способом діаметром 93 мм з відбором керну до з наступним розширенням ствола свердловини до проектних значень.

. Для досягнення мінімальної дії впливу буріння свердловини № 2 на циркуляцію мінеральних вод інтервал 0,0-140,0 перекрити обсадними трубами Ø 244,5 мм, з подальшою їх цементацією відповідно п.п. 3-7.

. Опускання „потайної” колони проводити на ліво-правому переході відповідно п.п. 3-7.

. Розкриття водоносного горизонту проводити з промивкою чистою водою.

. Після розширення ствола до проектного діаметра провести інтенсивну проробку і промивку водоприймальної частини свердловини.

. При монтажі ерліфта в якості водопідйомних труб використати труби діаметром 127 мм., опущеними на глибину 75 м; для подачі повітря використати бурильні штанги діаметром 50 мм.

. При проведенні дослідної відкачки забезпечити дезинфікацію ерліфтного обладнання, герметичність повітряних з’єднань, наявність відтарованих ємностей для заміру дебіту, відвод води у каналізацію тощо.

. По закінченню робіт по спорудженню свердловини провести рекультивацію порушених земель.

4.1.1 Витрати часу на буріння свердловини

Свердловина № 2, глибиною 340 м за складністю спорудження відноситься до Ш групи. Буріння буде виконуватись з відбором керну 80 % по породах наступних категорій в кількості:

Ш категорія - 10,0 мкатегорія - 30,0 мІ категорія - 36,0 мП категорія - 264,0 м

Таблиця 4.1.1

5. Дослідно-фільтраційні роботи

Завершальним серед комплексу робіт по спорудженню експлуатаційної свердловини є проведення дослідних гідрогеологічних робіт для оцінки її продуктивності водовидобутку.

Проектом передбачається проведення дослідних гідрогеологічних робіт із застосуванням ерліфта. В якості водопідйомних труб використовуються труби діаметром 127 мм., опущені на глибину 75 м; для подачі повітря використовуються бурильні штанги діаметром 50 мм.

5.1 Розрахунок ерліфта

Глибина занурення змішувача ерліфта визначається за залежністю:= kh

де k - емпіричний коефіцієнт занурення= 2 ÷ 2,5. Приймається k = 2- глибина динамічного рівня, м; h=32 м

Кількість повітря, необхідна для підйому 1 м3 води:

 м3/м3

- глибина занурення змішувача, м; =64 м

- глибина динамічного рівня, м; =32 м

- дослідний коефіцієнт; при k=2 =11,5

 м3/м3

Повна витрата повітря:

де - проектний дебіт свердловини, =10 м3/хв.

м3/хв.

Робочий тиск повітря:

р=0,1[h×(k-1)+5], атм

р=0,1[32×(2-1)+5] = 3,7 атм

Прийнятим розрахункам задовольняє компресор НВ-10, технічна характеристика якого:

–   максимальна подача повітря - 0,187 м3/с = 11 м3/хв.:

–       максимальний робочий тиск - 7 атм.

5.2 Витрати часу на дослідно-фільтраційні роботи

Тривалість дослідної відкачки визначається фіксуванням квазистаціонарного режиму, тобто досягнення стабільного дебіту при стабільному положенні динамічного рівня води у свердловині.

Практично це відбувається протягом 3-х діб (10,3 бр.зм.). По завершенню відкачки передбачається відновлення рівня води протягом 1 доби (3,43 бр.зм.).

Перед закінченням відкачки проводиться відбір проб води на хімічний та бактеріологічний аналізи. Окремо відбирається 1 л води у скляну тару з застосуванням консерванту для визначення вмісту заліза. Всього 4 проби.

Витрати часу на дослідно-фільтраційні роботи складуть ( ЗУКН - 4 т. 5.17 ш. 214):

х 0,77 = 3,08 бр.зм.

6. Геофізичні дослідження в свердловині

При спорудженні свердловин для питного водопостачання обов’язковим є проведення комплексу геофізичних досліджень, метою яких є встановлення природного гама-фону у водоносному та інших горизонтах, визначення природних та наведених електричних полів, фактичних параметрів конструкції свердловини (глибини, діаметрів та розташування у просторі), якості цементажу, зон водопритоку та їх інтенсивність, проведення термометрії.

Витрати часу на проведення каротажних робіт з урахуванням переїздів каротажної станції складають:

1.  Витрати часу на переїзди - 0,664 заг.зм.

2.      Виконання геофізичних досліджень:

основний комплекс - 0,245 заг.зм.

метод - 0,034 заг.зм.

витратометрія - 0,558 заг.зм.

Разом: - 0,837 заг.зм.

Витрати часу на проведення геофізичних досліджень становлять:

,664 + 0,837 = 1,5 заг.зм.

7. Лабораторні роботи

Для визначення якості питної води для використання ТОВ “ОЗМВ”, за 0,5 бр.зм. до завершення дослідної відкачки будуть відібрані проби для проведення наступних аналізів:

-    бактеріологічного - 1 л. - Острозька райСЕС;

         визначення заліза - 0,5 л. - Рівненська ГЕ

         спектральний аналіз сухого залишку ЦЛ ПДРГП “Північгеологія”.

Висновок

Спорудження експлуатаційної гідрогеологічної свердловини № 2 в умовах м. Острога відноситься до складної категорії геологорозвідувальних робіт. Це зумовлено складністю геолого-гідрогеологічних особливостей зони активного водообміну і, в першу чергу, розвитком зони мінеральних вод, що приурочені до колківсько-розницької товщі теригенно-осадових утворень, перешаруванням водоносних та водотривких горизонтів та впливом регіональної Кременецько-Пержанської тектонічної зони тощо.

Враховуючи незначну потребу у воді (240 м3/добу), що зумовить невелику депресію у водоносному комплексі, прийняте рішення дозволяє спорудити експлуатаційну свердловину на території ТОВ “Острозький завод мінеральної води” з незначним зменшенням розмірів зони суворого санітарного режиму.

Список використаної літератури

.        Боревський Б.В., Самсонов В.Г., Язвин Л.С. Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек. - «Недра», 1979г.

.        ДКЗ України Інструкція із застосування класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр та родовищ питних і технічних підземних вод.

3.      Дробноход Н.И. Оценка запасов подземных вод - г. Киев, вища школа», 1982 г.

4.      Залеський І.І. Детальна розвідка лікувально-столової води ділянки Острозького родовища мінеральних вод Рівненської області - Фонди РГЕ, 2001, 129 с.

.        ТарасовЛ.В., Хвилюк А.С. Отчет о результатах поисков и предварительной разведки подземных вод для хозпитьевого водоснабжения пгт. Березно Ровенской области - УССР (1982-1984 гг.).

.        Туручко Л.И., Семенюк Н.С. Отчет по гидрогеологической и инженерно- геологической съемке м-ба 1 : 50 000 для целей мелиорации на территории листов М-35-30-В,Г;М-35-41-Г; М-35-42-А,В за 1984 г.

Додаток 1

Рис.

Додаток 2

Таблиця. Проектні гідрогеолого-технічні показники