ГОСТ 23278-78 (1986), часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3

очистка скважины от шлама;

закрепление и нивелирование нулевой точки;

проведение проверки и тарировки измерительной аппаратуры;

сборка и установка тампона в скважину на намеченную глубину;

замер в обводненных грунтах восстановившегося до статического уровня воды в опробуемом интервале и в стволе скважины над тампоном;

сборка распределительного устройства и производство всех необходимых соединений (при использовании мерных баков проверка правильности их установки и работы кранов);

проведение пробного нагнетания с заданным для испытаний напором воды в течение 10-15 мин для установления надежности изоляции опытного интервала и проверки работы насосов и герметичности всех соединений.

3.2. При подготовке к испытанию с тремя ступенями напора пробное нагнетание воды необходимо выполнять с напором 10 м. Надежность изоляции интервала при напоре, заданном для второй ступени, надлежит проверять в ходе испытания.

Изоляцию опытного интервала следует считать выполненной, если во время пробного нагнетания подъем уровня воды над тампоном не происходит (в необводненных грунтах ствол скважины над тампоном остается сухим) или составляет к концу пробного нагнетания не более 2% от величины напора в опытном интервале.

3.3. При неудовлетворительной изоляции опытного интервала тампон следует переставить на 0,5-1,0 м вверх или вниз по стволу скважины и повторить пробное нагнетание воды.

3.4. Перед началом испытания необходимо заполнить журнал испытания (приложение 5.4).

4. Проведение испытания

4.1. При проведении испытания надлежит выполнить следующие операции:

создание в опытном интервале заданного напора и поддержание его постоянным в течение всего испытания (ступени) с фиксацией начала испытания в журнале;

замеры (через каждые 5 или 10 мин) объема воды, поступающего в опытный интервал, и контроль за постоянством напора, а при нагнетании воды без избыточного давления над устьем скважины - динамического уровня в опытном интервале;

контроль за надежностью изоляции опытного интервала путем замера уровня воды в стволе скважины над тампоном в начале, середине и конце испытания (ступени напора);

контроль за работой измерительной аппаратуры и ведение журнала.

4.2. Замеры уровня воды необходимо производить с точностью: ±1 см при глубине уровня до 10 м и ±0,1% от глубины измерения при глубине уровня более 10 м.

4.3. Испытание при заданном напоре воды следует выполнять непрерывно. В испытаниях с тремя ступенями напора перерывы для перехода от одной ступени напора к другой должны быть сведены до минимума.

4.4. Нагнетания воды с напором 10 м и с тремя ступенями напора (п. 1.7) необходимо проводить до получения установившегося расхода при данной величине напора. Расход воды следует считать установившимся, если при данном постоянном напоре его величина практически не меняется в течение 1 ч при нагнетании в фильтрационно неустойчивые грунты и в течение 30 мин во всех остальных случаях.

4.5. Продолжительность нагнетания воды с напором 100 м следует принимать 10 мин. За расчетную величину расхода следует принимать средний расход за это время.

Если напор воды 100 м не может быть достигнут, то нагнетание допускается проводить при меньшем напоре, но не менее 50 м. Величину расхода воды в этом случае при напоре 100 м следует определять путем линейной экстраполяции величины расхода при напоре, достигнутом при испытании.

4.6. При применении тампонов, конструкция которых не позволяет замерять напор нагнетаемой воды непосредственно в опытном интервале, в расчетную величину напора необходимо вводить поправку на потери напора в колонне нагнетательных труб, если величина этих потерь, определенная тарировкой, составляет более 5% от величины напора, заданного при испытании.

4.7. Для своевременного контроля за ходом нагнетания воды и установления его продолжительности в процессе испытаний с напором 10 м и тремя ступенями напора необходимо строить графики изменения расхода воды и напора во времени и .

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

Метод измерения расхода воды в скважине

(расходометрия)

1. Условия проведения испытания

1.1. Скважины для проведения испытаний следует выбирать из числа пройденных с учетом геологических и гидрогеологических условий.

1.2. Скважины, выбранные для проведения испытаний, должны отвечать следующим требованиям:

диаметр должен быть не менее 38 мм;

должны вскрывать полностью неоднородные водоносные горизонты;

стенки их должны быть устойчивы и очищены от шлама и глинистого раствора.

Проведение испытания в неустойчивых грунтах с установкой в них фильтра допускается только после предварительного их исследования геофизическими методами (гамма-каротаж, электрокаротаж, резистивиметрия, кавернометрия).

В скважинах, не полностью вскрывающих исследуемый пласт, испытания следует проводить только для выявления мест водопритока (водопоглощения) подземных вод и определения их дебита.

2. Аппаратура

2.1. В комплекте оборудования для проведения испытания должны быть:

устройство для спуска расходомера в скважину при отсутствии каротажной станции;

устройство для откачки или налива воды;

скважинный расходомер с наземным измерительным пультом;

уровнемер;

каверномер-профилемер;

пакерная насадка.

2.2. Аппаратура, применяемая для испытаний, должна удовлетворять следующим основным требованиям:

порог чувствительности расходомера - не более 0,005 л/с;

диапазон измеряемых расходов (через водоканал прибора) - 0,005-1,0 л/с;

погрешность измерения расхода потока через прибор - не более 2,5%;

погрешность измерения уровня при глубине измерения до 10 м - не более ±1 см;

погрешность при глубине измерения более 10 м - не более 0,1% от глубины измерения.

3. Подготовка к испытанию

3.1. Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

проверка комплектности оборудования;

монтаж устройства для откачки или налива воды в скважину;

прокачка (предварительная) скважины с последующим восстановлением уровня до статического;

монтаж схемы измерения;

измерение каверномером-профилемером истинного диаметра скважины по всему исследуемому интервалу (М 1:1) и одновременное уточнение фактического забоя скважины;

установка поискового шага (с учетом кавернограммы) наблюдений расходомером.

3.2. Перед началом испытания следует заполнить журнал испытаний (приложение 5.5).

4. Проведение испытания

4.1. При проведении испытания следует выполнить следующие операции:

замер установившегося уровня воды;

налив или откачка воды из скважин;

спуск расходомера до забоя скважины с последовательной установкой прибора в заданных точках;

замеры расходов воды (при спуске расходомера);

замеры уровня воды одновременно с замером расхода;

определение направления потока воды (вверх - вниз) одновременно с замером расхода;

контроль в процессе проведения испытания за работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний.

4.2. Испытание необходимо выполнять сначала в невозбужденной скважине, а затем в скважине, возбуждаемой с помощью откачки или налива с постоянным расходом на устье.

4.3. Измерения расхода воды необходимо выполнять дискретно, с шагом измерений 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 и 10,0 м, обеспечивающим возможность измерения расхода воды против каждого водоносного горизонта (зоны) не менее чем в трех точках.

4.4. Продолжительность одного измерения должна обеспечить точность измерения расхода воды через сечение скважины 10%.

4.5. Прибор не следует располагать против глубоких каверн.

4.6. Точку записи расхода воды следует относить к середине скважинного прибора.

4.7. График воды (расходограмму) в возбужденной скважине следует регистрировать на стадии квазистационарного режима фильтрации.

4.8. Принимаемая частота замеров уровня воды при возбуждении скважины должна обеспечить надежное выделение прямолинейного участка на графике зависимости понижения (повышения) уровня воды от логарифма времени.

4.9. В пределах интервалов с резкими изменениями расхода, не связанных с изменением диаметра скважины, следует проводить детальные измерения, шаг измерений при этом выбирается в пределах от 0,1 до 1,0 м в зависимости от мощности фильтрующих зон, необходимой точности границ отбивки и степени расчленения зоны по фильтрующим свойствам.

4.10. В процессе испытания необходимо проводить контрольные измерения, число которых должно быть не менее 10% от всех выполненных измерений. Точки контрольных замеров следует выбирать равномерно по стволу скважины (в пределах водоупорных участков) и в удалении от мест резкого изменения диаметра скважин. По результатам контрольных измерений следует вычислить погрешность измерения, которая должна быть не более 2,5%.

4.11. Для своевременного контроля за ходом испытания и текущей интерпретации результатов следует строить график зависимости от понижения уровня воды от логарифма времени.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

Метод нагнетания воздуха в скважины

1. Условия проведения испытания

1.1. Испытание методом нагнетания воздуха следует производить по технологической схеме:

кустовой - в сложных гидрогеологических условиях; для ответственных объектов при необходимости получения данных высокой точности;

одиночной - в простых гидрогеологических условиях; на ранних стадиях изысканий.

1.2. Местоположение пунктов испытаний, количество нагнетаний, расположение наблюдательных скважин (пьезометров) и интервалы скважин для испытаний надлежит определять проектом производства работ.

1.3. При кустовой схеме испытания наблюдательные пьезометры необходимо располагать на расстоянии от центральной скважины:

первый пьезометр - не менее 1,0 м;

последний пьезометр - не более 8,0 м.

1.4. Нагнетание воздуха для определения проницаемости грунта следует проводить с постоянной величиной расхода или с постоянной величиной давления, в зависимости от принятой расчетной схемы.

1.5. Нагнетание воздуха необходимо проводить в пусковой интервал скважины, изолированный сверху и снизу от остальной части ствола уплотнительными устройствами. Длину пусковых интервалов следует принимать в зависимости от расчетной схемы с учетом литологического состава грунтов, их фильтрационной однородности и мощности отдельных прослоев, но не менее 1 м.

1.6. Уплотнительные устройства надлежит устанавливать:

по кустовой схеме испытания - от кровли пласта до верха рабочих частей центральной и наблюдательной скважин, от подошвы пласта до низа рабочих частей центральной и наблюдательной скважин;

по одиночной схеме сверху и снизу испытываемого интервала - длиной не менее 3 м.

При глубине расположения исследуемого слоя грунта менее 3 м от земной поверхности, длину уплотнительного устройства (сверху) следует принимать равной расстоянию от земной поверхности до верха рабочих частей пускового интервала и наблюдательных пьезометров.

При расположении в одной наблюдательной скважине нескольких ярусных пьезометров длину уплотнительного устройства между ними следует принимать не менее 1 м.

1.7. Скважины для проведения испытания надлежит бурить способами, исключающими глинизацию и кольматацию стенок. Способы бурения с промывкой водой допускаются только в неразмываемых скальных грунтах. В песчаных и глинистых грунтах для устранения нарушений ствола скважины вследствие бурения надлежит разбуривать скважину расширителем с целью удаления уплотненного слоя грунта толщиной не менее 1/6 диаметра скважины.

Диаметр скважины для нагнетания воздуха должен быть:

в грунтах, не требующих разбуривания расширителями, - не менее 91 мм;

в грунтах, разбуриваемых расширителями, - не более 150 мм.

1.8. Центральная и наблюдательные скважины должны быть обеспечены надежной изоляцией от атмосферных осадков.

1.9. При совмещении проведения различных видов полевых работ в одной скважине (прессиометрия, искиметрия, нагнетание или налив воды и др.) нагнетание воздуха следует проводить в первую очередь. В грунтах со слабыми структурными связями при испытаниях по зонам не допускается размещать пусковой интервал нагнетания на участках ствола скважины в пределах интервала расположения уплотнительных устройств для предыдущего опыта.

2. Аппаратура

2.1. В комплекте оборудования для проведения испытания должны быть:

источник сжатого воздуха;

устройства для нагнетания, распределения сжатого воздуха и регулирования его расхода и давления;

устройства для измерения расхода, давления и температуры сжатого воздуха;

уплотнительное устройство для изоляции пускового интервала центральной скважины и пьезометра наблюдательной скважины;

устройство для автоматического запора сжатого воздуха в пусковом интервале опытной скважины;

устройство для контроля герметизации нагнетательной и измерительных магистралей.

2.2. Схема установки для нагнетания воздуха в скважину должна обеспечивать измерение следующих параметров:

расхода сжатого воздуха, нагнетаемого в скважину;

давления сжатого воздуха в системе измерения расхода в пусковом интервале и в рабочих частях пьезометров;

температуры сжатого воздуха в пусковом интервале и в системе измерения расходов.

2.3. Измерительные устройства и приборы должны обеспечивать погрешность замера не более:

при измерении расхода - 3%;

при измерении давления - 2,5% (для давлений в диапазоне 0-0,10 кгс/см) и 1% (для давлений более 0,10 кгс/см);

при измерении температуры - 0,1°С.

2.4. Уплотнительные устройства для изоляции интервалов в центральной скважине и наблюдательном пьезометре (пусковой интервал и рабочая часть пьезометра) должны обеспечивать надежную изоляцию интервалов при усилиях прижатия поверхности этих устройств к грунту не более 4,5 кгс/см, при максимальном давлении нагнетания 1,5 кгс/см.

2.5. Уплотнительные устройства должны обеспечивать сборку интервалов уплотнения необходимой длины в соответствии с п. 1.6.

При применении пневматических тампонов с эластичными оболочками длина каждой секции должна быть не менее 1 м, а их конструкция должна обеспечивать сборку интервала уплотнения необходимой длины (п. 1.6).

2.6. Спуск уплотнительных устройств и подачу воздуха в пусковой интервал скважины следует производить с помощью труб (замкового, муфтового или ниппельного соединения), внутреннее проходное сечение которых должно быть не менее 200 мм .

Соединения нагнетательных труб между собой и с уплотнительными устройствами, а также соединения последних должны обеспечивать свободный проход (спуск) датчика устройства для измерения температуры воздуха в пусковом интервале центральной скважины.

2.7. Скважность соединительных фильтров, устанавливаемых между уплотнительными устройствами (при применении двойных уплотнительных устройств), должна быть не менее:

для пусковых интервалов центральных скважин - 5%;

для наблюдательных скважин - 1%.

2.8. При применении соединительных фильтров датчик давления следует устанавливать на наружной поверхности соединительного фильтра.

2.9. При применении в качестве уплотнительных устройств пневматических тампонов давление разжатия последних необходимо определять на тарировочном стенде.

Для текущего контроля давления разжатия пневматических тампонов магистрали должны быть подключены к соответствующим измерителям давления.

3. Подготовка к испытанию

3.1. Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

очистка скважин от шлама, уточнение глубины центральной скважины и наблюдательных пьезометров и определение глубин расположения пускового интервала скважин, рабочих частей пьезометров и колонны труб для спуска и установки уплотняющих устройств;

проверка и подготовка измерительной аппаратуры;

сборка уплотняющих устройств, соединительных фильтров, измерительных магистралей и их спуск в скважину на заданную глубину;

подключение распределительно-регулирующего устройства к источнику сжатого воздуха;

разжатие уплотняющих устройств;

проверка герметичности нагнетательной и измерительной магистралей;

корректировка "нуля" приборов для измерения давления;

проведение контрольных наблюдений за изменением температуры, снижением давления в интервалах центральной скважины и наблюдательных пьезометрах до атмосферного.

3.2. Перед началом испытания необходимо заполнить журнал испытания (приложение 5.6).

4. Проведение испытания

4.1. При проведении испытания следует выполнить следующие основные операции:

включение нагнетательного оборудования и производство нагнетания воздуха с фиксацией начала испытания в журнале;

замеры расхода, давления, температуры воздуха (нагнетаемого);

контроль в процессе проведения испытания разжатия уплотняющих устройств, работы измерительной аппаратуры;

ведение журнала с фиксацией в нем изменений природных условий, влияющих на ход проведения испытаний (атмосферное давление, температура воздуха, осадки и т.д.);

прекращение нагнетания;

производство наблюдений после прекращения испытания за снижением (восстановлением) давления в центральной скважине и наблюдательных пьезометрах.

4.2. Испытание надлежит проводить не менее чем при трех ступенях расхода или давления воздуха и в этом случае необходимо принимать следующие ступени давления:

I - 0,3 кгс/см;

II - 0,6 кгс/см;

III - 0,9 кгс/см.

Дальнейшее увеличение давления воздуха следует осуществлять ступенями по 0,3 кгс/см до максимального - 1,5 кгс/см.

В неустойчивых грунтах или при расходах воздуха, превышающих пределы измерения прибора, давление воздуха на каждой ступени следует уменьшить в 10 раз.

4.3. Испытания следует проводить по стабилизации расхода или давления воздуха на каждой ступени при времени стабилизации не менее 30 мин.

Стабилизацию расхода или давления воздуха следует считать достигнутой, если их изменения в процессе испытания не превысят 1% от измеряемой величины.

4.4. Продолжительность испытания по кустовой и одиночной схемам следует определять числом ступеней испытания и его длительностью на каждой ступени. Продолжительность испытания по кустовой схеме должна быть не менее 8 ч, по одиночной - не менее 1 ч.

4.5. Частоту измерений расхода и давления воздуха в процессе испытания необходимо определять, исходя из продолжительности испытания и условия построения временных графиков прослеживания повышения давления воздуха (при ) и расхода воздуха (при ). Измерения расхода воздуха следует производить в те же сроки, что и замеры давления.

4.6. Наблюдения в процессе испытания за давлением, расходом и температурой воздуха надлежит осуществлять в такой последовательности (для центральной скважины и наблюдательных пьезометров), чтобы промежутки между замерами по одним и тем же приборам были равны.

4.7. Наблюдения за снижением (восстановлением) давления воздуха в пусковом интервале центральной скважины и в пьезометрах после окончания испытания следует проводить с частотой, обеспечивающей представительный график прослеживания снижения давления.

4.8. Ликвидацию скважин необходимо осуществлять после полевой обработки результатов испытания и проверки всех полученных данных.

4.9. Для своевременного контроля хода нагнетания и текущей интерпретации его результатов надлежит строить графики:

изменения давления воздуха во времени в центральной скважине и пьезометрах ;

расхода в центральной ;

зависимости расхода воздуха для пускового интервала опытной скважины от давления в пусковом интервале .

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.1

Рекомендуемое

ОБЛОЖКА ЖУРНАЛА

(первая страница)