Как установить на даче колонку для воды: Как дачникам избежать штрафа за неуплату водного налога — Российская газета

Содержание

Какую скважину лучше бурить на даче, а какая скважина лучше для дома

Отдыхать на даче и пользоваться сантехникой можно, даже если на участке нет водопровода. Вы можете заказать бурение, чтобы обеспечить хозяйство питьевой водой. Прочитав эту статью, вы узнаете, какую скважину лучше бурить на даче.

Когда нужно бурить скважину на воду?

Бурить скважины для добычи воды можно на любом этапе освоения участка. Желательно делать это, когда дачный дом еще не построен:

Буровая машина сможет беспрепятственно заехать на выбранное место.

У рабочих на строительной площадке будет доступ к водоснабжению.

Водопроводные трубы можно завести в дом на этапе монтажа фундамента.

Работу на обустроенной территории проводить сложнее. Но задача не является невыполнимой. Для работы в стесненных условиях компания ЭКОБУР применяет малогабаритные установки. Мини буровые машины могут работать на благоустроенной территории. Во время обустройства проводится подключение здания к водопроводу через готовый фундамент.

Сезонных ограничений для работы не существует. Вы можете вызвать бригаду и в дачный сезон, и зимой. Чтобы почва быстрее восстановилась, работать лучше зимой, когда земля покрыта снегом. Работа малогабаритной установки наносит меньше вреда газону.

Какие скважины существуют?

На территории Московской области залегает 2 типа пород, которые подходят для добычи воды:

Песок (песчаник).

Известняк.

Первый песок находится на глубине 10-40 метров. Дебит горизонта: 300-500 литров воды за час. Запас воды в песке находится в форме отдельных линз. В некоторых районах Московской области водоносного песка почти нет. Песчаные скважины работают в среднем 5-10 лет. Для скважины на песок требуется установка фильтра.

Глубокий песчаник залегает на уровне от 40 до 100 метров. Бурение на этот горизонт проводится в северных районах Подмосковья. В других районах вероятность обнаружить его намного меньше. Глубокий песчаник может давать 2000-2500 литров воды за час. Срок службы источника: от 20 лет.

На территории Подмосковья залегают 6 артезианских горизонтов. Границы водоносных горизонтов пересекаются. Пробуривать скважины на известняк можно где угодно. Питьевая вода на участке гарантированно будет найдена. Возможный уровень залегания горизонтов: от 20 до 200 метров. Скважина на воду будет служить не менее 50 лет.

Абиссинские скважины-иглы: плюсы и минусы

Абиссинские колодцы предназначены для добычи воды из неглубокого песка. Особенностью этого типа конструкции является узкий ствол. Максимальная глубина скважины: 15 м. Диаметр обсадной трубы: 25-40 мм.

Обсадная труба заканчивается наконечником с фильтрующей частью. Фильтр ставится на границе песка и суглинка. Для подъема воды используется поверхностный насос.

Дебит горизонта: до 1500 литров воды в час. Количество воды меняется в зависимости от сезона. Абиссинский колодец может обеспечить 1-2 точки водозабора. Срок эксплуатации скважины-иглы: до 15 лет. Ежегодно следует проводить чистку ствола, чтобы избежать заиливания.

Забивать абиссинский колодец можно на мягких грунтах, к которым относятся:

глина;

глина с песком;

суглинок;

плывун.

Абиссинские колодцы на каменистых почвах нельзя делать самостоятельно. Если игла попадет на валун, она сломается. Для разрушения валунов требуются профессиональные инструменты.

Если на участке нет водоносного песка на глубине до 15 метров, то бурить абиссинский колодец не имеет смысла. В иглу будут поступать грунтовые воды, которые загрязнены и не пригодны для питья.

Скважины на песок – когда можно пробуривать, а когда нет?

Песчаные скважины стоит пробуривать на второй или третий водонос. Рекомендованная глубина: 20-40 м. Чем глубже залегает водоносный песок, тем выше качество воды. Добытая из глубокого песка вода по качеству не уступает артезианской.

До начала работы стоит проверить возможность бурения на песок по карте. В некоторых районах водоносный песок встречается редко. Пробуривать на песок нельзя в зонах, которые соседствуют с источниками загрязнения: агрокомплексами, полигонами ТБО, автомагистралями и т.д.

Преимущества песчаной скважины:

Низкая стоимость работы.

Пробуривать можно за 1-2 дня.

Экономия при установке насоса.

Возможность консервации на зиму.

Дебит скважины зависит от типа породы. Крупнофракционный песок или песчано-гравийная смесь дают больше воды. Подобные скважины медленнее заиливаются, потому что в составе воды нет мелких песчинок. Но в конструкции все равно требуется установка фильтра. Для подъема воды на поверхность служит погружной насос.

Артезианские скважины – лучшее решение для загородного дома

Создание артезианской скважины — лучшее решение для дачи или частного дома, где хозяева проживают постоянно. Источник будет обеспечивать хозяйство большим количеством воды. Цена создания артезианской скважины выше, чем песчаной. Но вложения в эту работу окупятся за время службы источника.

Преимущества артезианской скважины для дома:

Дебит: 3000-5000 и более литров за час.

Способность обеспечить 5-10 точек водозабора.

Стабильный напор в любой сезон.

Минимальная стоимость одного литра.

Низкий уровень загрязнения.

Срок эксплуатации: не менее 50 лет.

В составе артезианской воды может содержаться избыток железа и солей жесткости. Встречаются примеси газов: фтора и сероводорода. Чтобы избавиться от примесей, нужно установить систему фильтров. Стандартная система водоочистки состоит из обезжелезивателя и умягчителя.

В конструкции скважины может не быть фильтра. В пласте известняка нет мелких частиц породы, которые могли бы вызвать заиливание ствола. В ходе обустройства устанавливается погружной насос. Установка проводится ниже статического зеркала воды.

Как выбрать место для новой скважины

Для бурения нужна ровная площадка, удаленная от других объектов не менее чем на 5 м. Для работы обычной буровой установки требуется не менее 4*9 кв. м. свободного пространства. Малогабаритная буровая установка занимает 2,1*1,5 м свободной площади.

Поиск водяной линзы

Бурение скважины на известняк можно провести в любом месте участка. Прежде чем пробуривать скважины на песок, следует оценить вероятность наличия водяной линзы на глубине.

Место, где залегает водяная линза, можно определить по следующим признакам:

Более густая и зеленая растительность.

Обильное выпадение росы по утрам.

В жаркую погоду на этом месте отдыхают животные.

Оставленные в почве шарики силикагеля хорошо разбухают.

С целью разведки можно пробуривать грунт садовым буром. На наличие водяной линзы укажет влажный грунт на глубине от 2-3 м. Разведочное погружение — самый точный метод поиска воды в песке. Мы советуем использовать эту методику для поиска.

Санитарно-гигиенические требования

При выборе месторасположения скважины следует учитывать СНиП. Минимальное расстояние от скважины до других объектов приведено в таблице:

Категория объекта	Минимальное расстояние до устья (м)
Высокие деревья	3
Граница территории	3-4
Жилое здание	4
Проселочная дорога	5
Крупный водоем (пруд, озеро, река)	10
Хозяйственная постройка (гараж, летняя кухня)	15
Огород или сад, где используются удобрения	20
Септик, выгребная яма, компостная яма	30-50
Огород или сад, где используются удобрения	20
Септик, выгребная яма, компостная яма	30-50
Водохранилище	30
Железная дорога, крупная автотрасса	300

Соблюдать требования СНиП нужно, чтобы избежать загрязнения скважины. Это особенно важно, если для добычи воды используется неглубокий горизонт. Соблюдать требования нужно и чтобы не было проблем с регистрацией новой скважины.

Варианты благоустройства новой скважины

Обустройство — это комплекс работ, целью которых является организация водоснабжения дома. Эта услуга включает установку скважинной техники, подключение здания к водопроводу, создание вывода на полив.

Компания ЭКОБУР предлагает несколько пакетов обустройства. Каждый пакет включает готовую схему установки техники и смету, рассчитанную под ключ. Любой из вариантов относится к одной из перечисленных групп:

С установкой оголовка. Насос крепится к оголовку, которые закрывает устье. Гидробака и автоматики в системе нет. Воду можно использовать только для полива растений. Вариант с оголовком также называется летним благоустройством.

С установкой адаптера. На обсадную колонну крепится адаптер. Он перенаправляет поток в водопроводную трубу. Здание подключено к системе водоснабжения. Гидроаккумулятор и блок автоматики находятся в здании. Систему водоснабжения можно использовать зимой.

С установкой кессона. Гидробак и блок автоматики устанавливаются в кессоне, который находится под землей. Оборудование надежно защищено от замерзания, попадания пыли и воды. Металлический кессон служит 25-35 лет. Пластиковый кессон служит от 50 лет.

Если вы пользуетесь дачей только летом, и бываете там не часто, можно выбирать обустройство с оголовком или адаптером. Эти схемы подходят для тех, кто хочет сэкономить на монтаже техники.

Экологичное бурение от компании ЭКОБУР

Компания ЭКОБУР устанавливает системы водоснабжения под ключ. Мы составляем проект для скважины, проводим бурение и устанавливаем скважинную технику. Заказчики получают готовый автономный водопровод.

Почему клиенты выбирают нашу компанию:

Заключение официального договора.

Составление точной сметы под ключ.

Выезд в любую точку Московской области.

Большой автопарк буровой техники.

Работают опытные инженеры с сертификацией.

Гарантия на услуги до 10 лет.

Главное отличие ЭКОБУР от других компаний — использование полностью экологичных методов работы. Мы бурим с заботой о вашей воде и ландшафтном дизайне. Гарантируем, что мы найдем воду или не возьмем деньги за работу.

Подведем итоги

При выборе типа скважины следует учитывать потребности дома и особенности местности. Чтобы узнать, на какой горизонт лучше бурить на вашем участке, оставьте заявку на сайте. Консультант подскажет, какой вид скважины вам подойдет, и рассчитает смету под ключ.

Скважину или колодец лучше сделать на участке? — Реальное время

Колодец или скважина: недостатки и преимущества

Очень редко бывает так, чтобы участок был подключен к централизованному водоснабжению. Решать вопрос добычи воды для хозяйства в таком случае можно двумя основными способами: выкопать колодец или обустроить скважину. Что будет удобнее обустроить на вашем участке — решать вам.

Дедовский метод — колодец

Колодец — это своеобразная шахта, в среднем глубиной 10—15 метров, в которой накапливается вода из ближайшего водоносного горизонта. Принципиальным отличием от скважины становится диаметр — минимум метр. Именно благодаря диаметру колодец обретает свое главное свойство — он заполняется водой. А добывается эта вода разным путем — чаще всего в современном мире используют насос, который подает ее на-гора, но право на существование имеет и старорежимная вертушка с цепью и ведром (правда, сейчас такая экзотика практически не используется).

Шахта колодца обустраивается бетонными кольцами с пазовым соединением или ровными стенками. От того, насколько хорошо закрыты стыки, будет зависеть герметичность колодца. Причем это касается и впуска воды внутрь шахты, и вытекания из нее. Иногда бетонную шахту делают и монолитной — как правило, такие армированные кольца отливают сверху, по мере выкапывания. Кстати, здесь кроется еще одно отличие колодца от скважины — скважину бурят, а колодец — выкапывают (реже, если вдруг вы решили строиться на скале, выдалбливают или выбивают).

Достоинства и недостатки колодца

Каждый сам определяет, каким образом ему удобнее организовывать водоснабжение на участке. Кому-то лучше со скважиной, а кто-то решается на колодец. Перечислим объективные достоинства колодца по сравнению со скважиной.

Фото: ivd.ru

Возможность обустроить на любом грунте. Выкопать (или выдолбить) колодец можно везде — тип грунта влияет только на скорость этого процесса или его трудоемкость. А под скважину иглу можно забить в песок или в супесь — с глиной или тем более камнем будет гораздо сложнее.
Неприхотливость в плане насоса: в колодец можно установить самый простой и дешевый насос, тогда как в скважину придется ставить насосную станцию. А если вдруг отключится электричество — воду из колодца можно будет спокойно набирать с помощью ведра и веревки.
Высокая производительность и больший дебит — даже слабый водоносный слой благодаря большому диаметру шахты не станет проблемой: вода ведь накапливается в шахте, и ее вполне хватит для хозяйственных нужд. А при равных характеристиках водоносного горизонта производительность колодца всегда выше.
И наконец, декоративность. Колодец на участке при определенной доле фантазии можно декорировать и превратить в домик, мельницу или в другой объект ландшафтного дизайна.

Есть, конечно, у колодца и минусы. И самый жирный из них — трудоемкость и дороговизна обустройства. Кольца стоят денег, работа по выкапыванию стоит дорого, особенно если у вас плотный и сложный грунт.

Фото: expert-h3o.ru

Что такое скважина

Водяная скважина — еще один популярный способ организации частного водоснабжения. По причине простоты устройства она даже чаще востребована, чем колодец. А отличается она от него технологией обустройства (ее бурят, а колодец копают) и диаметром (диаметр обсадной трубы у скважины варьируется от 9 до 17 см — так что тут вода накапливаться точно не будет, и каждый раз вы будете брать воду прямо из водоносного горизонта).

Скважины бывают разных типов, в зависимости от породы и глубины залегания.

Скважину на песок часто называют абиссинской. Она закладывается на глубину до 15 метров, а еще она очень узкая: всего 25—40 мм в диаметре. Такие скважины называют еще иглами — на конце трубы, которой пробивают грунт, есть острый стальной наконечник. «Абиссинки» вам хватит на семью, если водоносный горизонт довольно сильный. А если дебит горизонта низкий, абиссинскую скважину можно дополнить накопительным резервуаром (но это дополнительные сложности).

Скважина на известь — глубинная артезианская. Их питают от водоносных слоев, расположенных в известняковых породах, их залегание начинается примерно на 50 метрах от поверхности земли (но умельцы умудряются пробуриться и на 100 метров).

Осторожно: российское законодательство в области недропользования разрешает использовать подземные воды из любых горизонтов, но есть нюансы. Во-первых, суточный объем использования не должен быть выше 100 кубометров воды (столько вылить, честно скажем, будет сложно). Во-вторых, вода не должна будет использоваться для коммерческих нужд (ну то есть кафе в палисаднике открыть не получится). И в-третьих (и самых коварных), этот водоносный горизонт не должен быть источником централизованного водоснабжения. При этом речь идет о водозаборах из песчаных слоев — потому что артезианскую скважину на известняк можно бурить только по лицензии. А частник по этому же закону не имеет права на получение такой лицензии. Получается, что если вы выбрали скважину, то убедитесь, во-первых, что из вашего водоносного горизонта не питается какой-нибудь симпатичный поселок неподалеку, а во-вторых, все-таки лучше обойтись «абиссинкой» — использование артезианской воды может привести к штрафу.

Фото: remoo.ru

Плюсы и минусы скважин по сравнению с колодцами

Рассмотрим абиссинскую скважину. У нее, по сравнению с колодцами, есть несколько ощутимых преимуществ.

Простота. Конструкцию из наконечника, трубы и фильтры можно собрать самостоятельно, а забивается тонкая труба в грунт (особенно в песчаный) и вовсе проще простого. С многодневным выкапыванием колодца не сравнить.
Скорость. Этот пункт вытекает из предыдущего: пробить скважину иглой можно за день. В случае с колодцем это розовые фантазии.
Дешевизна. Абиссинская скважина обходится куда дешевле колодца (разумеется, если водоносный горизонт достаточно многоводный и не приходится устраивать накопительные емкости в земле).

Минусы мы уже рассматривали при разборе колодцев: из «абиссинки» воду нужно будет качать насосом, ее практически невозможно быстро устроить в глинистом или скальном грунте (придется пробивать шурф, что по трудозатратам от колодца не особенно отличается). И еще нужно очень тщательно соблюдать технологию, обязательно обращая внимание на фильтрующий элемент.

Надежнее и долговечнее всего — артезианские скважины, но они теперь практически вне закона.

Фото: бурсервис39.рф

Где лучше выкопать колодец или пробурить скважину

Поскольку из своего домашнего водозабора вы будете брать воду для питья, то нужно соблюсти все положенные нормативы по его расположению.

От фундамента дома — 3—5 метров, за исключением случаев, когда водозабор организовывается внутри периметра.

От курятников, свинарников, коровников и прочих «домиков для животных» — не менее 30 метров.
От гаражей и сараев — не менее одного метра.
От деревьев — не менее четырех метров.
От кустарников — не менее одного метра.
От бани, прачечной или туалета — не менее 50 метров. Эта норма самая строгая, но это обусловлено тем, что вам все-таки нужна чистая вода.
От локальных очистных сооружений закрытого типа — не менее 20 метров.
От забора и проезжей части — не менее пяти метров.
От соседского забора — не менее одного метра.

Людмила Губаева

Недвижимость Татарстан

Бурение скважин на воду в Тюмени: Цена, стоимость, прайс-лист

Точно определим место
и глубину бурения до метра

Получите скважину за 24 часа!

Оплата по факту получения скважины

Круглогодичная гарантия на 3 года

Качественное бурение от 1700 ₽ за метр

Стоимость бурения 1 погонного метра скважины в Тюмени 1700 руб. На цену бурения ощутимо влияют такие факторы, как местность, район участка, на котором располагается объект, глубина бурения и прочее. Вы можете повлиять на стоимость работ, выбрав необходимый диаметр обсадной трубы:

Диаметр обсадной трубы, мм	Стоимость 1 п/м скважины, руб
140	1700
160	1800

* — Цена бурения скважины зависит от выбора диаметра трубы и сезона бурения (в летнее или зимнее время),
подробности по телефону +7 3452 930-317

Используем проверенные материалы, а именно:

Труба питьевая (Без вторичного сырья) — сертификат;

Сетка для фильтров (Без Китая и мукомольного производства) — образец;

Специализированная песчано-гравийная отсыпка для фильтра (без щебня) — образец;

В цену бурения скважины включено

Подготовка участка для выполнения всех работ

Снабжение технической водой объекта для производства буровых работ

Непосредственно бурение скважины и ее промывка

Стоимость обсадной трубы (диаметр выбирается заказчиком по рекомендации буровиков)

Спуск обсадной колонны с фильтром

Обсыпка фильтра специальной песчано-гравийной смесью – мы не используем щебень, предпочитая более экологичные специализированные материалы

Прокачка скважины компрессором высокого давления до визуально чистой воды

Точное определение всех характеристик скважины: глубина, объем воды, статический уровень и пр.

После окончания всех работ выдается паспорт скважины и гарантийный сертификат на 3 года.

Гарантия подразумевает работу скважины без уменьшения дебита, указанного в паспорте и подачу воды без механических примесей (песка) в течении 3 лет использования.

В случае наличия механических примесей или уменьшения дебита, ремонт за наш счет в любой сезон.

Получите бесплатную консультацию по скважине
и простой алгоритм как определить лучшее место
для бурения скважины

Получить консультацию

Простая и понятная схема работы

Бесплатная консультация специалиста

Встретиться и определить место
для скважины

Заключить
договор
без аванса

Оплатить работы
и получить
питьевую воду

Стоит отметить, что низкая цена у конкурентов обусловлена низким качеством работ и используемых материалов, как следствие плохое качество воды и короткий срок службы скважины. В нашей компании цена и качество имеют оптимальный баланс, все клиенты нашей компании довольны сделанным выбором. Убедиться в этом можно на странице отзывов.

Все специалисты компании имеют опыт работы более 20 лет, что позволяет выполнять буровые работы на высочайшем уровне. Наша современная техника и лучшие материалы позволяют добиться непревзойденного качества скважины, которая прослужит десятки лет.

Расчет стоимости скважины

Получить консультацию

как самому пробурить скважину на песок

Благоустроенная скважина на даче — условие практически обязательное для комфортного отдыха, ведь централизованный водопровод за городом организован далеко не всегда. Однако буровые работы стоят дорого, а ожидаемый результат владельцам участка не гарантирован. Желание сэкономить и руководить процессом побуждает многих дачников заняться бурением скважины самостоятельно. Выполнить эту задачу сложно, но вполне возможно.

Глубоко ли вода на вашем участке?

Для начала следует определиться с типом скважины, выяснив, насколько глубоко залегает в конкретной местности водоносный пласт. Возможностей для этого несколько:

гидрологические карты;
разведочное бурение;
опрос соседей.

Первое, как и консультации инженера-гидролога, можно получить в профильных ведомствах. К разведочным бурильным работам обращаются лишь в крайнем случае, поскольку это удовольствие дорогое. Чаще всего владельцы участка просто расспрашивают своих соседей, которые уже являются счастливыми обладателями действующей водяной скважины или колодца, о характеристиках объекта.

Подробнее по этому вопросу читайте в статье: Как найти воду для скважины — обзор 5-ти способов поиска + метод биолокации в подробностях.

Немного о видах водяных скважин

По результатам оценки глубины водоносного пласта владельцам дачи придется выбирать из трех вариантов:

вода залегает близко, на глубине до 12 метров — абиссинский колодец;
водоносный слой не глубже 50 метров — скважина «на песок»;
вода находится очень глубоко, до 200 метров — скважина «на известняк».

Близкое к поверхности пролегание водоносного слоя встречается редко. Счастливые владельцы такого участка могут сделать скважину-иглу, на создание которой понадобится всего один день или даже несколько часов. Технология создания абиссинского колодца состоит в том, что грунт как бы прокалывают довольно тонкой трубой: всего 1-1,5 дюйма. На конце трубы устанавливают конусовидный фильтр, который облегчает проникновение сквозь толщу грунта. Сверху монтируется всасывающий насос. Однако воды из абиссинского колодца поступает немного, поэтому может понадобиться сооружение еще одного источника воды этого типа. Компактные формы абиссинского колодца позволяют пробурить такую скважину даже в подвале дома.

Скважина «на известняк», т. е. артезианская, также встречается не часто. Этот вариант хорош тем, что позволяет получать большое количество очень чистой воды. Но своими силами успешно пробурить такую скважину практически невозможно, понадобится привлекать бригаду с профессиональным бурильным оборудованием. Кроме того, артезианские источники воды необходимо лицензировать в соответствующих органах. Обратите внимание, что если под дачным участком пролегает слой артезианской воды, имеет смысл обсудить с соседями совместную оплату услуг бригады, поскольку такая скважина может с легкостью обеспечить водопотребление нескольких домовладений одновременно.

Для создания абиссинского колодца в грунт забивается тонкая полуторадюймовая труба с наконечником-фильтром. Компактные размеры и простая технология позволяют устроить такую скважину в подвале дома или сделать дополнительный источник воды на дачном участке

Чаще всего вода пролегает на горизонте в пределах пятидесятиметровой глубины. Такая скважина может быть выполнена даже начинающими бурильщиками одним из методов, разработанных для подобных ситуаций. Каких? Читаем дальше.

Какой способ бурения выбрать?

Для таких масштабных бурильных работ понадобится специальная установка, которую можно изготовить самостоятельно. Тип установки зависит от выбранного метода бурения:

ударно-канатное;
шнековое;
роторное.

Чтобы сделать агрегат, способный создать узкую скважину глубиной несколько десятков метров, помимо обычных инструментов понадобится дрель, болгарка и сварочный аппарат. Неопытным мастерам рекомендуется приобрести навыки работы с этими сложными устройствами. Хотя создание самодельной бурильной установки потребует немало времени и сил, устройство можно будет эффективно использовать и в дальнейшем, например, при монтаже свайного фундамента. Некоторые умельцы с такой установкой начали собственный бизнес по устройству водяных скважин на соседних дачах.

Вариант #1 — ударно-канатная установка

Рабочий инструмент такой конструкции — довольно тяжелый патрон и желонка, укрепленные на тросе. Трос с грузом подвешивают вертикально на специальной станине. Грунт разбивают с помощью патрона и вынимают желонкой, пока глубина шурфа не достигнет водоносного слоя. Вес патрона должен составлять не менее 80 кг. Вручную такие устройства сейчас практически не используют, операции выполняют с помощью роторного мотора, который поднимает и опускает канат с грузом.

Для создания ударно-канатной бурильной установки понадобится желонка и патрон с заостренными краями, а также трос, рама, на которой будет укреплен груз, и мотор для управления тросом

Нижний край патрона рекомендуется наточить, а также закрепить на нем несколько острых треугольных элементов, чтобы повысить эффективность работы. Сначала в земле делают отверстие подходящего диаметра с помощью обычного садового бура, а затем начинают работу с патроном и желонкой. Ударно-канатное бурение вполне эффективно как на легких, так и на глинистых грунтах.

Интересный вариант такой установки представлен на видео:

Вариант #2 — шнековая бурильная установка

При работе этого устройства грунт вынимают с помощью специального бура, который делают из 100-миллиметровой стальной трубы. К ее нижнему концу приваривают пару витков шнека диаметром примерно 200 мм. По краям шнека устанавливают два наклонных стальных ножа. Сверху монтируют съемную ручку, также изготовленную из отрезка стальной трубы.

Для изготовления бура к металлической трубе приваривают несколько витков металла с заостренными краями. По мере углубления ствола скважины трубу наращивают до необходимой длины

По мере углубления конструкции в грунт основную трубу наращивают с помощью резьбового соединения или муфты. Устройство закрепляют с помощью вышки-треноги, сделанной из дерева или металла. Для выемки довольно тяжелой трубы из шурфа рекомендуется использовать лебедку с электромотором.

Вот пример проведения работ по шнековому бурению с одновременным проведением обсадки:

Вариант #3 — установка для роторного бурения

Это самый сложный, но и самый надежный вариант установки для бурения скважин. Самостоятельно можно сделать только раму для такого устройства, а прочие элементы, такие как буровая штанга, вертлюг, лопастной бур, мотопомпа и мотор-редуктор, рекомендуется приобрести у надежного производителя. С помощью такой установки можно осуществлять бурение с промывкой, ударное, вращательное бурение и т. д. Возможность подавать раствор, который размывает грунт и облегчает его выемку, увеличивает скорость бурильных работ в несколько раз.

Пример работы:

Обратите внимание, что если кто-то из соседей уже имеет опыт самостоятельного бурения скважины, имеет смысл поинтересоваться возможностью одолжить уже готовое буровое оборудование.

Порядок работ при бурении «песочной» скважины

Как и любое важное дело, бурение скважины следует начинать с составления проекта-схемы. Для начала нужно выбрать подходящее место для скважины. Оно должно располагаться довольно близко к дому и как можно дальше от источников потенциального загрязнения: септика, мест содержания домашнего скота и птицы, бани, берега водоема и т. п. Следует учесть не только уже существующие объекты, но и те, которые еще планируется построить на участке, поскольку перенести скважину на новое место будет, мягко говоря, проблематично.

Когда план составлен, наступает время начать его выполнение. Для этого необходимо:

Нанести разметку для будущих работ.
Выкопать по разметке шурф, в который будет входить инструмент для бурения (желонка, шнек, бур и т.п.).
Установить бурильное оборудование.
Произвести бурение в соответствии с выбранной технологией.
Опустить в шурф фильтровую колонку, которая представляет собой конструкцию из фильтра, отстойника и трубы.
Засыпать песком или щебнем пространство между наружными стенками обсадной трубы и грунтом.
Загерметизировать верх трубы и с помощью насоса закачать в нее воду, чтобы промыть фильтр.
Откачать воду из скважины с помощью желонки или шнекового насоса.
После того, как вода стала чистой, опустить в скважину погружной насос с помощью страховочного троса.
Подключить к насосу шланг или водопроводную трубу.
Установить на трубу вентиль, которым регулируется подача воды.
Выполнить гидроизоляцию выступающей над поверхностью части обсадной трубы.
Оборудовать скважинное устье кессоном и приварить его к оголовку.
Уложить водопроводные трубы, ведущие к дому, в предназначенные для них траншеи.
Выполнить наружную обсыпку кессона грунтом и бетонную отмостку.

Это общий порядок работ, в зависимости от условий в него могут быть внесены необходимые изменения.

Правильно обустроенный кессон предотвращает намокание или промерзание оборудования скважины. Очень удобны в монтаже промышленные модели кессонов, выполненные из прочного пластика

Обзор популярных ошибок новичков

Как известно, грунт неоднороден и состоит из разных пластов. Чтобы успешно провести скважину через них, рекомендуется использовать различные методы бурения:

песчаные горизонты лучше всего преодолевать с помощью бура-ложки с одновременной промывкой буровым раствором или обычной водой;
для бурения твердого песка рекомендуется использовать долото;
на плывунах наиболее эффективным считается использование желонки;
для бурения глины лучше использовать змеевик, подойдет также желонка или бур-ложка;
твердые породы бурят в два этапа: сначала долбят с помощью долота, затем производят выемку грунта;
галечные и гравийные пласты также проходят с помощью поочередного применения долота и желонки;
в большинстве случаев подача в шурф воды облегчает бурение и ускоряет его.

Следует помнить, что размеры шурфа должны быть немного больше, чем наружный диаметр обсадной трубы. Выбирая насос для скважины также необходимо учитывать, что минимальный просвет между внутренней стенкой трубы и насосом должен составлять не менее 5 мм, оптимально — 10 мм.

О том, что бурильщики достигли водоносного слоя, свидетельствует состояние грунта. Если из скважины появляется влажный грунт, значит, вода близко. Вскоре после этого буровой инструмент пойдет заметно легче, чем ранее, когда бур попадет в водоносный слой. Следует продолжать работы до тех пор, пока бурение не будет снова затруднено, т. е. пока не будет достигнут водоупорный слой. Только после этого можно прекратить бурение.

Погружной насос для дачной скважины необходимо опустить на правильную глубину. Если устройство расположено слишком высоко, вода не будет поступать в достаточном объеме, а слишком низкое положение приведет к быстрому заиливанию песком

Бывает, что недавно пробуренная скважина вдруг перестает функционировать. Это может говорить о низком качестве проведенных работ. И новички, и профессионалы нередко совершают ряд ошибок во время бурения. Вот самые частые из них:

Перебуривание, т. е. бурение на чрезмерную глубину, в результате чего труба «проскочила» водоносный слой. Чтобы исправить ситуацию, следует либо приподнять уже имеющуюся трубу до нужного уровня, либо вставить внутрь трубы новую трубу меньшего диаметра, а старую вынуть полностью или частично.
Неполная посадка обсадной трубы в шурф, в результате чего не достигается необходимый дебет скважины. Это происходит из-за грунта обвалившегося в ствол при выемке бурового инструмента. Грунт следует вынуть желонкой (промывание не поможет) и осадить трубу.
Недобур, т. е. труба опушена на недостаточную глубину. Скважину добуривают до правильной глубины и внутрь уже имеющейся обсадной трубы вставляют новую, снабженную фильтром.
Насос опущен слишком низко, в результате скважина заилена песком. Насос вынимают, песок выбирают желонкой, насос устанавливают правильно.

Чтобы установить погружной насос правильно, его следует опустить на минимальную глубину. Затем медленно погружать, проверяя состояние воды каждые 20-50 см. Когда пойдет песок — достигнуто неправильное положение, насос необходимо поднять до того уровня, на котором поступала чистая вода.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Бурение скважин на воду в Москве и Московской области

Технологии бурения

Чтобы пробурить скважину, используются:

— автомобиль с буровой установкой;
— бортовая машина с емкостью для воды буровым инструментом и обсадными трубами;
— КУНГ для проживания буровой бригады на время бурения.

Бурение скважин на воду начинается с выкапывания зумпфа – углубления в земле для сбора гидросмеси (вроде колодца-отстойника). Мы используем технологию, предусматривающую промывку скважины. В процессе бурения разрушается порода и образуется шлам. Его необходимо подымать на поверхность при помощи циркуляции бурового раствора, иначе бур не сможет продвигаться вниз.

Фрагменты пород удаляются с помощью воды, поднимаемой из скважины насосом. Используется вода, которая находится в зумпфе. Минимальные размеры последнего: длина и ширина – 0,7 м, глубина – 0,8 м. Расстояние от скважины до зумпфа – не более 1 м. Между ними – соединительная канава.

Бурение выполняется шарошечными долотами различного диаметра. После прохождения грунтовых пород, песка глины камней щебенки, забуриваясь на несколько метров в известняковый слой, в скважину опускают одинарную либо двойную обсадную колонну, изолирующую верхние горизонты. Это важный технологический момент, от которого зависит качество и долговечность источника. Поэтому компанию по бурению скважин на воду необходимо выбирать очень тщательно.

После бурения и фиксации скважины обсадными трубами скважину промывают и осваивают водоносный горизонт до визуально чистой воды, которая должна быть без примесей, песка и глины. Работы занимают от одного до нескольких дней. Срок зависит от вида и глубины скважины, от характера грунта и геологических особенностей конкретного участка. После освоения скважины на воду можно приступать ко второму этапу, связанному с обустройством скважины насосным оборудованием.

Этапы бурения скважин

Бурение скважин установкой под воду в Москве и Московской области выполняется в несколько этапов после рассмотрения клиентской заявки и определения следующих аспектов:

— назначение и конструкция скважины;
— проектная глубина;
— технология бурения;
— используемая техника;
— требуемая производительность скважины.

На старте сотрудничества решаются организационные вопросы – возможность подъезда к объекту, наличие источника электропитания, площадки для бурения и т. п.

Перечислим основные этапы нашей работы.

— Согласование даты бурения и стоимости.
— Выезд буровой бригады на участок.
— Заключение договора, получение предоплаты.
— Заезд техники.
— Бурение под скважину.
— Опытная откачка.
— Сдача воды и глубины заказчику.
— Расчет за скважину по договору.
— Составление и выдача паспорта скважины и квитанции об оплате.

Если у вас есть вопросы, позвоните нам и получите исчерпывающую консультацию специалистов.
Это очень удобно – заранее получить четкие ответы и оценить перспективы водоснабжения участка

Условия оказания услуги в компании «АкваБур»

Бурение скважин под воду требует обеспечения подъездных путей. Минимальный размер участка 4×12 м, минимальная ширина ворот – 3 метра. Работе техники не должны мешать провода, элементы крыши и прочие конструкции – высота мачты установки достигает 10 м. Площадку следует очистить от мусора.

Бурение скважин на воду в Москве

Мы работаем с частными и юридическими лицами. У нас в распоряжении собственный парк спецтехники – даже в сезон компания имеет возможность реагировать на заявки оперативно.

Мы получили огромный опыт, пробурив более 2500 скважин. Жители столицы и области выбирают нас по следующим причинам.

— Мы – компания по бурению скважин на воду в Москве, гарантирующая результат. У нас за много лет сложилась честно заработанная репутация.
— Строго соблюдаем технологии бурения. В штате – только специалисты с большим опытом, которые хорошо ориентируются в профильных нюансах.
— Мы используем качественные сертифицированные материалы – в соответствии с ТУ и ГОСТ. Пластик и сталь, отвечающие требованиям к трубам для питьевого водоснабжения.
— Самостоятельно изготавливаем обсадные трубы. Параметры элементов стандартизированы, что гарантирует долговечность конструкции.
— Специалисты компании не только бурят, но и выполняют все сопутствующие работы по водоснабжению под ключ. Это позволяет контролировать процесс и упрощает решение задачи.
— У нас бурение водяных скважин на воду недорого. При этом прайс вполне отвечает гарантированному качеству.

Бурение скважин на воду в Московской области

Бурение скважин на воду (Московская область и не только) – наша специализация. Огромный опыт позволил нам хорошо изучить геологические разрезы. Понимание географических и гидрологических нюансов дает возможность оперативно оценивать конкретный объект, экономить время и деньги заказчика.

Опыт работы в региональных условиях позволяет специалистам более эффективно использовать спецоборудование и современные технологии строительства и бурения скважин на воду в Москве и Московской области. Уже через несколько дней у вас будет чистая вода!

Профессионалы «АкваБур» реализовали сотни объектов под ключ – ознакомьтесь с многочисленными отзывами о нашей работе. Очень важно обратиться к специалистам, которые делают свое дело по уму и гарантируют результат. Есть немало способов схалтурить, поэтому необходимо сотрудничать только с проверенной фирмой по бурению скважин.

У нас в приоритете качество исполнения.

— Используем двойную обсадную колонну из первичных материалов (металл + пластик). Недобросовестные компании удешевляют услугу, применяя трубы, изготовленные из вторсырья с нарушениями технологий бурения скважин, – это снижает долговечность и такая вода опасна для здоровья.
— Соединяем трубы с помощью конус-резьбы. Не рекомендуем экономить и выполнять сварку. Это ведет к коррозии, отсутствию герметичности и искажению обсадной колонны.
— Применяем только качественное оборудование. Даем гарантию монтажные работы и на все компоненты системы, которые приобретены у нас.

Стоимость бурения скважин

Услуга «бурение скважин» включает в себя много аспектов, опирающихся на соблюдение стандартов. К сожалению, на рынке немало фирм, выполняющих бурение скважин буровой установкой в Московской области, нарушая технологии.

Мы бурим в соответствии со всеми необходимыми техническими и юридическими нормами. Поэтому даем реальную гарантию на свою работу. Перед тем как заказать бурение скважин на воду, вы можете рассчитать стоимость самостоятельно с помощью онлайн-калькулятора.

Как заказать услугу

Чтобы заказать бурение скважины, позвоните по указанному телефону, закажите обратный звонок или воспользуйтесь специальной формой. Сайт по бурению скважин – не единственная наша интернет-площадка. Кроме официального сайта «АкваБур», вы найдете нас и в социальных сетях. Обращайтесь к нам за помощью удобным для вас способом.

Если вам требуется бурение скважин на воду или необходима консультация – мы к вашим услугам. Специалисты всегда готовы подсказать, ответить на вопросы и обсудить детали сотрудничества.

Наши сертификаты

Наши партнеры

Что такое водяной столб?

Что означает столб воды?

Водяной столб — это альтернативный способ измерения давления. Это измерение определяется как давление, создаваемое водяным столбом размером 1 на 1 дюйм с заданной высотой. Например, если давление на поверхность равно 2 дюймам водяного столба, это означает, что давление на нее эквивалентно столбу воды квадратного дюйма (1 дюйм2) с высотой 2 дюйма.

Плотность (или удельный вес) воды составляет 0,036 фунта на кубический дюйм. Следовательно, давление 1 дюйма водяного столба составляет 0,036 фунта на квадратный дюйм или 1/28 фунта на квадратный дюйм. Другими словами, столб воды высотой 28 дюймов создаст давление, эквивалентное 1 фунту на квадратный дюйм.

Водные столбы полезны для количественной оценки низкого давления. Например, вместо того, чтобы выражать давление в 0,072 фунта на квадратный дюйм, в некоторых приложениях может быть удобнее выражать это же давление как 2 дюйма водяного столба.

Trenchlesspedia объясняет толщину воды

Другой способ определения водяного столба — это давление, необходимое для поднятия столба воды размером 1 дюйм x 1 дюйм на 1 дюйм.Эта единица измерения давления идеальна для оборудования с низким рабочим давлением, такого как системы улавливания паров. Водяной столб также лучше всего подходит для выражения мельчайших перепадов давления в трубопроводах и валах.

Первые измерения водяного столба проводились с помощью относительно простых устройств, известных как манометры (водяные трубки). Однако часто используются современные инструменты, такие как циферблаты или цифровые датчики.

Как концепция водяного столба используется в бестраншейной промышленности?

Давление, создаваемое водяным столбом, используется при установке герметизируемых на месте футеровок трубопровода (CIPP).Вкладыши труб сначала пропитывают в вакууме специальной смолой, которая позволяет ей прилипать к внутренней поверхности трубы. Затем футеровка переворачивается (выворачивается наизнанку) в основную трубу с использованием гидростатического давления, создаваемого водяным столбом.

Помимо разворачивания и переворачивания пропитанной смолой лайнера, давление водяного столба прижимает лайнер к стенкам трубы. Это гарантирует, что между трубой и смолой будет надлежащее соединение. Это прижимающее действие также обеспечивает вдавливание смолы в трещины, стыки и другие неровности.

% PDF-1.7
%
1749 0 объект
>
эндобдж

xref
1749 77
0000000016 00000 н.
0000003500 00000 н.
0000003823 00000 н.
0000003877 00000 н.
0000004007 00000 н.
0000004413 00000 н.
0000004463 00000 н.
0000004528 00000 н.
0000005455 00000 н.
0000006128 00000 н.
0000006757 00000 н.
0000007028 00000 н.
0000007688 00000 н.
0000007945 00000 н.
0000008547 00000 н.
0000009034 00000 н.
0000009285 00000 п.
0000009873 00000 п.
0000010268 00000 п.
0000058465 00000 п.
0000089249 00000 п.
0000124669 00000 н.
0000124726 00000 н.
0000140759 00000 п.
0000141017 00000 н.
0000141408 00000 н.
0000215322 00000 н.
0000303780 00000 н.
0000304286 00000 н.
0000305434 00000 н.
0000305707 00000 н.
0000306012 00000 н.
0000306063 00000 н.
0000306138 00000 п.
0000306218 00000 н.
0000306382 00000 н.
0000306439 00000 н.
0000306597 00000 н.
0000306653 00000 п.
0000306803 00000 н.
0000306859 00000 н.
0000307031 00000 н.
0000307087 00000 н.
0000307195 00000 н.
0000307251 00000 н.
0000307359 00000 н.
0000307415 00000 н.
0000307517 00000 н.
0000307573 00000 н.
0000307762 00000 н.
0000307818 00000 н.
0000307932 00000 н.
0000308082 00000 н.
0000308229 00000 н.
0000308285 00000 н.
0000308419 00000 н.
0000308539 00000 н.
0000308661 00000 н.
0000308717 00000 н.
0000308839 00000 н.
0000308895 00000 н.
0000309005 00000 н.
0000309061 00000 н.
0000309177 00000 н.
0000309233 00000 н.
0000309351 00000 п.
0000309407 00000 н.
0000309464 00000 н.
0000309600 00000 н.
0000309657 00000 н.
0000309714 00000 н.
0000309769 00000 н.
0000309881 00000 н.
0000309938 00000 н.
0000309995 00000 н.
0000003285 00000 н. I ڤ I & MM44-? ڦ ov إ />

Frontiers | Анализ динамического отклика платформы куртки, интегрированной с устройством

качающегося водяного столба

Введение

По мере развития общества спрос на энергию продолжает расти, запасы традиционной нефтехимической энергии, такой как уголь и нефть, сокращаются, а энергетический кризис усиливается (Cheng et al., 2009). В то же время, загрязнение окружающей среды и требования к защите постепенно увеличиваются. В последние годы туман становится все больше и больше, что свидетельствует о важности развития чистой энергетики. Океан, на который приходится 70% площади поверхности Земли, богат чистой энергией. Среди них энергия океанских волн — это вид энергии, преобразованный ветровой энергией. Ветер дует через океан и передает энергию морской воде посредством взаимодействия моря и воздуха, образуя волны и сохраняя энергию в виде потенциальной энергии (потенциал водной массы на удалении от уровня моря) и кинетической энергии (движение воды) ( Лю и Ма, 2018).Волновая энергия имеет широкое распространение и высокую плотность энергии. Он имеет периодический закон, который удобен для стандартизованной разработки и использования (Tidwell and Weir, 2006). Энергия волн, которая является энергией самого высокого качества в океане, может быть преобразована в электричество при правильном использовании.

Существует множество типов устройств преобразования энергии волн, более тысячи патентов. В настоящее время устройства преобразования волновой энергии вышли на стадию индустриализации и демонстрации практического применения; за последние десятилетия в мире были созданы демонстрационные устройства преобразования волновой энергии, более 30 практических устройств, а некоторые устройства уже вошли в стадию коммерческой эксплуатации (Gao, 2012), например, волновая электростанция мощностью 500 кВт, созданная в Португалии, со средним показателем мощность 124 кВт и максимальная 525 кВт, волновая электростанция мощностью 500 кВт, построенная в Норвегии, и LIMPET500, построенная в Шотландии, Великобритания, расположенная на острове Айлей, с плотностью потока энергии 15–25 кВт / м (Yu, 1993; Teixeira et al., 2013; Цзи, 2017). В настоящее время многие страны Азии, Европы и Америки стремятся исследовать и разрабатывать передовые технологии для различных устройств преобразования волн. В настоящее время обычно используемые типы преобразователей волновой энергии (WEC) включают колеблющийся водяной столб (OWC), преобразователи пульсации колебательных волн (OWSC), механическую передачу, гидравлическую и перепускную (Scruggs, 2009; Renzi and Dias, 2013; Michele et al. , 2017, 2019a; Микеле и Ренци, 2019).

Конструкции OWC

были впервые предложены Йошио Масуда в 1940 году и использовались в навигационном буе (Falcão, 2009).Основываясь на теории линейных волн и гипотезе твердого тела, Эванс (1976, 1982) упростил водяной столб ВНК до жесткого поршня, колеблющегося с одной степенью свободы, и впервые предложил теоретическую модель гидродинамики ВНК. В настоящее время как наиболее коммерческая форма разработки ВЭК, большое количество исследований сосредоточено на повышении гидродинамической эффективности устройств ВНК, обычно путем изменения геометрической формы и структуры устройств ВНК с использованием численных и экспериментальных методов.Ambli et al. (1982) предложили разновидность мультирезонансного устройства с колеблющимся водяным столбом с портом, добавленным перед воздушной камерой, а влияние резонансной волны на падающую волну и водяной столб в воздушной камере изучается с помощью модельных испытаний. Корде (1991) усовершенствовал традиционное устройство OWC, так что волны могут достигать резонанса в устройстве, тем самым преодолевая недостаток, заключающийся в том, что собственный период традиционного устройства OWC меньше периода волны, а эффективность преобразования энергии волны низкая.Боккотти (2006) предложил новый тип U-образной структуры OWC, собственный период которой больше, а эффективность использования энергии волны выше по сравнению с традиционным устройством OWC. Дизаджи и Саджадиан (2011) изучали влияние геометрических параметров ВНК на эффективность преобразования энергии волн с помощью лоткового испытания, включая углы передней и задней стенки воздушной камеры, положение и диаметр выпускной трубы для воздуха, а также ширину. воздушной камеры в положении трубы.Chang et al. (2016) разработали эксперимент по исследованию влияния угла задней стенки, передней стенки и ширины камеры на гидродинамические характеристики устройств OWC. Он и Хуанг (2017) изучали характеристики отверстий для моделирования нелинейного отбора мощности ВНК. Гидродинамические характеристики группы ВНК, установленных вдоль вертикального прямого берега, были оценены Zheng et al. (2019). Ning et al. (2019) проанализировали эффективность преобразования энергии волн ВНК при различных конфигурациях ступенчатого дна.He et al. (2019) приняли решение о локальном увеличении осадки задней стенки ВНК с опорой на сваи для увеличения отвода энергии волн и уменьшения передачи волн. Математическая модель разработана для анализа гидродинамики нового ВНК с коаксиальной цилиндрической структурой в гибридной ветроэнергетической системе Микеле и др. (2019b), и их аналитические результаты показали отличное согласие с экспериментальным анализом Perez-Collazo et al. (2018).

В отличие от устройств OWC с одной камерой, предполагается, что значительное увеличение извлечения энергии может быть достигнуто с помощью двухкамерных устройств.Двухкамерные устройства были установлены на плавучем волноломе для извлечения волновой энергии He et al. (2012, 2013). Двухкамерный OWC-WEC, который имеет две субкамеры с общим отверстием, был предложен Ning et al. (2017), и было изучено влияние геометрии камеры на изменение высоты поверхности и объема водяного столба в двух подкамерах. He et al. (2017) впервые точно измерили мощность волны плавающего ВНК с более широкой камерой в экспериментах и обсудили характеристики отбора мощности плавучего волнолома с двухкамерными устройствами.Ахмед и др. (2018) исследовали гидродинамические характеристики различных двухкамерных морских стационарных ВНК-ВЭК, используя хорошо проверенные 2D- и 3D-модели вычислительной гидродинамики (CFD), основанные на усредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье – Стокса (RANS) и объемных метода жидкости (VOF) и сравнивает результаты с однокамерными устройствами OWC. Ning et al. (2018) предложили новый цилиндрический OWC-WEC с двойными камерами для эффективного сбора энергии волн на глубокой воде и исследовали его гидродинамические характеристики с помощью аналитической модели, основанной на теории линейного потенциального потока и метода разложения по собственным функциям.

Как высокозатратный энергетический ресурс, повышение эффективности волновых преобразователей энергии является одним из важных способов снижения эксплуатационных расходов. Применяя концепцию разделения затрат, некоторые исследования были сосредоточены на интеграции ВЭС в прибрежные и морские сооружения, такие как волнорезы, пристани или вдоль участков побережья, представляя эффективный способ значительно увеличить использование энергии волн. Интеграция ВНК в кессонный волнорез позволяет вырабатывать электроэнергию, рассеивая волны (He and Huang, 2014, 2016).Для этой комбинированной структуры Boccotti (2007), Boccotti et al. (2007), Ши и Ян (2010) и Цинь и др. (2013) провели соответствующие исследования. Саркар и др. (2015) и Michele et al. (2016) провели исследования гидродинамики и характеристик ВСК с прямым берегом. He et al. (2016) обсудили характеристики как извлечения энергии волн, так и потерь энергии, вызванных вихрями, для объединенного волнореза ВНК. Поскольку морские платформы переходят в более глубокий океан, проблема потребления электроэнергии для работы морских платформ требует решения.Интеграция WEC в платформы может преобразовать энергию волны чистой энергии в электрическую, обеспечить электроэнергию для нормальной эксплуатации платформы, повысить экономические выгоды от добычи нефти и облегчить текущую ситуацию с нехваткой энергии. В настоящее время, если взять, например, платформу-оболочку, концепции конструкции интегрированного устройства в основном имеют следующие типы: устройство OWC, устройство колеблющегося плавучего буя и устройство перекрытия (Ji, 2017).

В этой статье предлагается интегрированное устройство OWC, интегрированное в платформу оболочки, и проводится анализ динамического отклика.Во-первых, предлагается концептуальный дизайн интегрированного устройства и создается конечно-элементная модель ANSYS на основе платформы оболочки. Проведен расчет ветровой, волновой и токовой нагрузки, а также уточнена методика расчета динамического отклика конструкции. Затем модель функции оптимизации используется для исследования оптимальных структурных параметров устройства OWC. Волновая сила и ее коэффициент полезного действия преобразования волновой энергии устройства OWC получают путем задания ряда чертежей устройства и радиусов камеры.На основе оптимальной целевой функции с наименьшей волновой силой и максимальной эффективностью преобразования волновой энергии ВНК получены оптимальные конструктивные параметры устройства ВНК. Наконец, устройство OWC с оптимальными структурными параметрами интегрируется в платформу рубашки, и проводятся динамические реакции при различных условиях нагрузки, а также результаты сравниваются с платформой оболочки без интегрирующего устройства OWC.

Концептуальная модель интегрированного устройства OWC на платформе оболочки

Концептуальный дизайн

В этом документе предлагается интегрированное устройство преобразования OWC для платформы оболочки Даляньского технологического университета.Структурная схема показана на рисунке 1, где для удобства рисования фактический наклонный угол ножек платформы куртки не показан, а наклонный угол очень мал, что очень мало влияет на волновые нагрузки интегрированного устройства. Устройство разделено на две части: платформу куртки и устройство преобразования волновой энергии. Устройство преобразования энергии волн состоит из воздушной камеры и турбогенератора. Воздушная камера представляет собой комбинацию цилиндрического кольцевого тела и полусферического кольцевого тела одинакового радиуса; верхняя часть полусферного кольцевого корпуса снабжена патрубком с вентиляционным отверстием, который соединен с устройством воздушной турбины, которое вращается в том же направлении под действием двухстороннего воздушного потока; верхняя часть воздушной камеры приварена к свайному фундаменту, что максимально ограничивает пространство воздушной камеры.Устройство, описанное в этой статье, может улавливать волновую энергию на 360 °; таким образом, скорость поглощения волновой энергии может быть улучшена. Фиксированная конструкция используется для обеспечения устойчивости устройства. Таким образом, можно интегрировать устройство в платформу куртки, которая может обеспечивать электричеством работу и производственный процесс.

Рисунок 1 . Эскиз устройства.

Экологическая нагрузка

Конечно-элементная модель опорной платформы создана, как показано на Рисунке 2, и основана на опорной платформе на нефтяном месторождении JZ-20 в Цзиньчжоу, провинция Ляонин в Китае.Нагрузки окружающей среды, включая ветер, волну и течение, рассчитываются в этом разделе, а затем они применяются в установленной модели конечных элементов для расчета динамических характеристик. По проектным данным высота от поверхности воды до верхней палубы платформы составляет 15 м, а устройство OWC устанавливается на опоры и погружается с глубиной осадки d .

Рисунок 2 . Конечно-элементная модель.

Ветровая нагрузка

Ветровые нагрузки f _ветер можно рассчитать по следующей формуле (Li, 2012):

fwind = 12ρACDAWUW2 (1)

где плотность воздуха ρ _A принята равной 1.293; A _W — площадь проекции конструкции перпендикулярно направлению ветра, принятая равной 1810,73 м. ² на основании проектных данных; U _W — средняя скорость ветра, которая обычно принимается на высоте 10 м над водной поверхностью; и C _D — коэффициент ветрового давления.

Волновая нагрузка

Игнорируя взаимодействие с оставшимися ВНК и платформой рубашки, волновая сила, действующая на один ВНК, как показано на рисунке 1, рассчитывается с помощью аналитических решений с использованием линейной теории потенциального потока и метода разложения по собственным функциям, на которые ссылаются установленные модель авторов (Zhou et al., 2018), что также похоже на Michele and Renzi (2019). Часть устройства преобразования волновой энергии под поверхностью воды может быть упрощена, как показано на рисунке 3. h — глубина воды; d — глубина осадки наружной стенки воздушной камеры; и R ₁, R ₂ и R ₃ — радиусы цилиндра, внутренней стенки и внешней стенки воздушной камеры. Выбрана декартова система координат, при этом в качестве координатной плоскости задана неподвижная водная поверхность, а ось ординат проходит через центр воздушной камеры.Расчетная область жидкости разделена на три подобласти: внешняя область Ω ₁, средняя область Ω ₂ и внутренняя область Ω ₃.

Рисунок 3 . Схема подводной части.

Воздух в камере считается изоэнтропическим и сжимаемым, и все переменные, зависящие от времени, считаются гармоническими. Таким образом, давление воздуха в камере p составляет:

p = Re [p0e-iωt] (2)

, где ω — угловая частота волны, p ₀ — комплексная амплитуда давления, Re [·] — действительная часть, t — время, а i = -1.

Турбина Уэллса установлена в верхней части воздушной камеры, и массовая скорость потока воздуха через турбину пропорциональна давлению воздуха, и в рамках линейной теории взаимосвязь между характеристиками турбины и массой воздуха поток:

q0 = (KDNρa-iωV0ca2ρa) p0 (3)

где q ₀ — амплитуда объемного потока воздуха, K — эмпирический коэффициент, зависящий от конструкции турбин OWC, D — диаметр ротора турбины, N — частота вращения турбина, В ₀ — объем воздуха в камере, c _a — скорость звука, а ρ _a — плотность воздуха.

Согласно линейной теории, объемный поток камеры представляет собой сумму объемных потоков в результате волнового излучения и дифракции. Волновое излучение вызывается волновым движением, вызванным исключительно колеблющимся давлением воздуха в камере. Дифракция волн вызывается рассеянием падающих волн, когда давление воздуха внутри и снаружи камеры одинаково. Таким образом, комплексная амплитуда объемного потока q ₀ составляет:

, где q _R и q _D — решения для излучения и дифракции соответственно.Для радиационного раствора можно получить коэффициент добавленной массы C и коэффициент демпфирования B (Evans, 1976, 1982), поэтому амплитуда объемного потока q _R составляет:

Подставляя уравнения (4) и (5) в уравнение (3), можно получить давление воздуха в камере:

p0 = qD [(KDNρa + B) -i (C + ωV0ca2ρa)] (6)

, где q _D — решение дифракции волны, а B и C могут быть получены путем решения проблемы излучения при единичном принудительном давлении.

Жидкость считается несжимаемой, невязкой и безвихревой; рассмотрено решение краевой задачи, показанной на рисунке 3. Для волны малой амплитуды потенциал скорости ϕ ( x, y, z, t ) вокруг конструкции удовлетворяет линеаризованному граничному значению:

∇2ϕ = 0, в Ω (7)

∂ϕ / ∂n = 0, на SB и SD (8)

∂ϕ∂t2 + g∂ϕ∂z = {0, −σRp / ρ, на SF на Si (9)

, где n — производная по нормали к соответствующей поверхности, а g — ускорение свободного падения.σ _R — это переключатель между дифракционным и радиационным решением. Для радиационного раствора устанавливается σ _R = 1, а амплитуда давления в камере составляет p ₀ = 1 в уравнении (2). Для дифракционного раствора задано значение σ _R = 0.

Под регулярной волной с падающей угловой частотой ω фактор времени можно отделить от потенциала скорости с помощью теории расширения возмущений:

ϕ (x, y, z, t) = Re [φ (x, y, z) e-iωt] (10)

Краевые задачи в вычислительных областях Ω ₁, Ω ₂ и Ω ₃ могут быть определены, соответственно, согласно уравнениям (7) — (10) и на основе линейной теории потенциального потока. и метод разложения по собственным функциям, можно получить потенциальную функцию в каждой расчетной области φ _i ( i = 1, 2, 3), а также дифракционные и радиационные компоненты φiD, φiR.Амплитуду объемного потока можно рассчитать с помощью интегрирования по свободной поверхности:

qD = ∬si∂φ3D∂zdS (11)

qR = −B + iC = ∬si∂φ3R∂zdS (12)

, где φ3D и φ3R — дифракционная и радиационная составляющие φ ₃.

Тогда волновую силу на устройстве OWC можно рассчитать:

F = ∫sBpndS = ∫sB − ρ (∂ϕ / ∂t) ndS = ∫sB − iρωϕndS = Re [(fx, fy, fz) e − iωt] (13)

Текущая нагрузка

Предполагая, что текущий профиль однороден, текущие нагрузки f _ток можно рассчитать по следующей формуле (Li, 2012):

fcurrent = 12ρcCDAcUc2 (14)

где ρ _c — плотность жидкости, принятая равной 1,025 кг / м ³; A _c — площадь проекции конструкции, перпендикулярная направлению тока, принятая на основе проектных данных равной 93 м. ²; U _c — скорость течения; и C _D — текущий коэффициент лобового сопротивления.

Расчет динамического отклика

Направления ветра и волн лежат в положительном направлении оси X . Глубина, в шесть раз превышающая диаметр сваи ниже линии бурового раствора, считается жестким фиксированным ограничением. Динамический расчет платформы куртки проводится в рабочих условиях (скорость ветра 19,6 м / с, скорость течения 1,5 м / с, высота волны 1,8 м, период волн 5,4 с) и экстремальных условиях (скорость ветра 31,7 м / с, скорость течения 2.0 м / с, высота волны 4,4 м, период волны 8,1 с), которые получены из проектных данных JZ-20. Программное обеспечение ANSYS используется для расчета характеристик смещения, скорости и ускорения верхнего узла платформы кожуха (как показано на рисунке 2). Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1 . Динамические реакции при различных условиях нагрузки.

Согласно таблице 1, в рабочем состоянии смещение, вызванное ветровой нагрузкой, составляет ~ 75% от общего смещения, вызванного совместным действием ветроволно-течения.Между тем, в экстремальных условиях смещение, вызванное ветровой нагрузкой, составляет ~ 89,8% от общего смещения. Таким образом, вклад ветровой нагрузки доминирует в общем отклике конструкции на смещение, а вклады тока и волновой нагрузки в отклик смещения почти одинаковы, причем оба составляют <12%. Из-за того, что ветровая и токовая нагрузка задана как постоянные во время расчета, реакции скорости и ускорения равны 0, а реакции конструкции на скорость и ускорение все вызваны волновой нагрузкой.

Оптимизация конструктивных параметров устройства OWC

Для применения устройства OWC, встроенного в платформу рубашки, в инженерной практике, необходимо определить разумные конструктивные параметры устройства OWC на основе реальных морских условий. Критерии оптимизации устанавливаются следующим образом: на устройство действует минимальная волновая сила, в то время как устройство имеет наивысшую эффективность захвата энергии волны.

По проектным данным опорной площадки в морской акватории определены диаметр опор сваи и волновой режим морской акватории.Учитывая радиус воздушной камеры d ₁ = R ₂ — R ₁ и глубину осадки устройства d , влияние конструктивных параметров на эффективность захвата энергии волны устройством OWC и соответствующая подверженная волновая сила изучается. Как показано на рисунке 4, глубина воды h принята равной 15,0 м, d ₂ = R ₃— R ₂ = 0,1 м , а радиус промежуточной свая R ₁ 0.75 м по чертежу платформы куртки.

Рисунок 4 . Эффективность захвата энергии волн при различных структурных параметрах колеблющегося водного столба (ВНК). (A) d / h = 0,06; (B) d / h = 0,10; (C) d / h = 0,14; (D) d / h = 0,18; (E) d / h = 0,22; (F) d / h = 0.26.

Модель оптимизации

Для достижения минимальной волновой силы и максимальной эффективности захвата энергии волны, глубина вытяжки d и радиус воздушной камеры d ₁ = R ₂ — R ₁ выбраны в качестве оптимизированные переменные, и создана модель оптимизации структурных параметров устройства OWC.

На основе модели оптимизации, приведенной выше, в соответствии с практическим проектом приведены серийные значения глубины вытяжки d и радиуса камеры d ₁.Волновая сила F и эффективность захвата энергии волны μ при различных комбинациях d и d ₁ вычисляются соответственно, а затем определяются оптимальные значения на основе результатов вычислений. Волновая сила F может быть рассчитана по уравнению (13), а эффективность захвата энергии волны μ определяется следующим образом (Zhou et al., 2018):

μ = PokρgACg / 2 (15)

Po = KD2Nρa | p0 | 2 (16)

где P _o — усредненное по времени значение мощности, захваченной устройством OWC, ρ — плотность воды, A — амплитуда падающей волны, C _g — групповая скорость падающей волны, а k — число падающей волны.

Таким образом, целевая функция оптимизации имеет следующий вид:

{maxμ = maxμ (d, d1) minF = minF (d, d1) (17)

Условия ограничения следующие:

{h = 15R1 = 0,75d2 = 0,1d1 = 0,75; 1,2; 1,65; 2,1; 2,55; 3,0d = 0,9; 1,5; 2,1; 2,7; 3,3; 3,9 (18)

Для каждой комбинации глубины вытяжки и радиуса воздушной камеры дан ряд значений частоты падающей волны ω, и можно получить соответствующую волновую силу и эффективность захвата энергии волны каждой комбинации как функцию от ω.Глубина осадки d , радиус воздушной камеры d ₁ и волновая сила F безразмерны, как показано в Таблице 2.

Таблица 2 . Безразмерные параметры.

Результаты эффективности захвата энергии волн при различном радиусе камеры, глубине осадки и частотах волн показаны на рисунке 4. Результаты волновой силы показаны на рисунке 5.

Рисунок 5 . Волновая сила при различных структурных параметрах колеблющейся водной толщи (ВНК). (A) d / h = 0,06; (B) d / h = 0,10; (C) d / h = 0,14; (D) d / h = 0,18; (E) d / h = 0,22; (F) d / h = 0,26.

Согласно рисунку 4, при каждой комбинации глубины вытяжки и радиуса камеры эффективность захвата энергии волны увеличивается от 1 до максимума, а затем уменьшается до 0 по мере увеличения частоты падающей волны.Меньший радиус может увеличить частоту падающей волны, которая обеспечивает максимальную эффективность захвата энергии волны. Причина эффективности захвата энергии волны, начиная с 1, заключается в том, что частота падающей волны находится в области низкочастотной длинной волны, а длина волны намного больше, чем геометрический размер устройства OWC, поэтому поверхность волны в воздушной камере не может быть затронута межфазной волной. Частота, соответствующая максимальной эффективности захвата энергии волны, в точности равна частоте падающей волны, когда в устройстве OWC происходит резонансное движение поршня.

Согласно рисунку 5, при каждой комбинации глубины вытяжки и радиуса камеры волновая сила увеличивается от 0 до максимального значения, а затем уменьшается до 0 по мере увеличения частоты падающей волны. Большая глубина осадки может уменьшить частоту падающей волны, которая создает максимальную волновую силу.

Таким образом, когда глубина вытяжки постоянна, меньший радиус воздушной камеры может привести к увеличению резонансной частоты падающей волны и эффективности захвата энергии волны, а также к уменьшению волновой силы.Следовательно, чем тоньше воздушная камера, тем выше эффективность захвата энергии волны и меньше волновая сила. Однако, когда радиус воздушной камеры постоянен, чем больше глубина вытяжки, тем больше максимальная эффективность захвата энергии волны на резонансной частоте и тем больше волновая сила. Одним словом, необходимо решить целевую функцию оптимизации, чтобы получить оптимальные параметры структуры ВНК.

Оптимизация целевой функции Решение

Для целевой функции оптимизации Уравнение (17), показанной выше, когда коэффициент μ эффективности захвата энергии волны достигает максимального значения, волновая сила F не является в точности минимальным значением.Таким образом, две целевые функции оптимизации объединяются в одну:

minM = minF (d, d1) μ (d, d1). (19)

На основе результатов вычислений, показанных выше, решается целевая функция оптимизации уравнения (19), которая показана на рисунке 6.

Рисунок 6 . F / μ колеблющегося водяного столба (ВНК). (A) d / h = 0,06; (B) d / h = 0,10; (C) d / h = 0.14; (D) d / h = 0,18; (E) d / h = 0,22; (F) d / h = 0,26.

Согласно рисунку 6, при каждой комбинации тяги и радиуса камеры F / μ увеличивается от 0 до максимального значения, а затем уменьшается до 0 по мере увеличения частоты падающей волны. Чем меньше радиус воздушной камеры, тем меньше значение F / μ и меньше резонансная частота падающей волны.Следовательно, для решения целевой функции оптимизации это может быть просто достигнуто путем нахождения минимального значения F / μ на каждой диаграмме рисунка 6 в различных случаях.

На основании проектных данных платформы рубашки, показанных в Расчет динамического отклика выше, период волны рабочих условий составляет 5,4 с, поэтому безразмерная частота волны ωh / g составляет 1,424. На каждой диаграмме рисунка 6 значение F / μ является наименьшим, когда d ₁/ h = 0.05, а результаты, соответствующие разной глубине осадки, показаны в таблице 3.

Таблица 3 . Минимальное значение F / μ для рабочих условий.

Согласно Таблице 3, минимальное значение F / μ для рабочих условий сначала увеличивается, а затем уменьшается. Минимальное значение — 0,0282, соответствующий конструктивный параметр устройства OWC — d / h = 0,26, то есть глубина осадки 3,9 м, радиус воздушной камеры 0.75 м. Это оптимальные конструктивные параметры устройства ВНК в рабочем состоянии. Если устройство преобразования волновой энергии OWC установлено в другом районе моря, оптимальные структурные параметры также могут быть просто выбраны на основе частоты волны и рисунка 6.

Динамический отклик платформы куртки, интегрированной с OWC

На основе оптимальных структурных параметров устройства OWC в условиях работы, показанных выше, устройство может быть интегрировано в платформу куртки, и проанализировано влияние интеграции на динамический отклик платформы.

При комбинированном воздействии ветра, волны и течения, с учетом рабочих условий и экстремальных рабочих условий, рассчитывается динамический отклик платформы куртки с устройством OWC и без него. Влияние интеграции устройства OWC на динамический отклик платформы оболочки изучается, чтобы предоставить справочные материалы для фактического строительства проекта.

Рабочее состояние

Под действием рабочего состояния с регулярными волнами временные диаграммы динамического отклика верхнего узла платформы оболочки, интегрированного с устройством OWC (Node No.1095, показанный на Рисунке 2), показаны на Рисунке 7. Кроме того, контуры максимальных динамических откликов конструкции, включая скорость, ускорение и смещение, показаны на Рисунке 8. Результаты динамических откликов платформы куртки с и без Устройство OWC сравнивается в Таблице 4A.

Рисунок 7 . Временные диаграммы динамических реакций в рабочем состоянии с регулярными волнами. (A) Скорость; (В) ускорение; (С) смещение.

Рисунок 8 . Контуры динамического отклика в рабочем состоянии с регулярными волнами. (A) Скорость; (В) ускорение; (С) смещение.

Таблица 4 . Статистика динамических ответов в рабочем состоянии.

Согласно Таблице 4A, максимальное смещение, скорость и ускорение платформы с устройством OWC больше, чем у платформы без устройства OWC, в то время как скорость и ускорение увеличиваются на 60–75%, а смещение увеличивается только на 10–20%.Однако общий динамический отклик все еще находится на очень низком уровне значений, что аналогично результатам Zhang and Liu (2018).

В условиях работы с нерегулярными волнами и с использованием спектра волн JONSWAP показаны временные истории динамического отклика верхнего узла платформы оболочки, интегрированного с устройством OWC (узел № 1095, показанный на рисунке 2). на рисунке 9. Кроме того, контуры максимальных динамических характеристик конструкции, включая скорость, ускорение и смещение, показаны на рисунке 10.Результаты динамических откликов платформы куртки с устройством OWC и без него сравниваются в таблице 4B.

Рисунок 9 . Временные диаграммы динамических характеристик рабочего состояния с нерегулярными волнами. (А) скорость; (В) ускорение; (С) смещение.

Рисунок 10 . Контуры динамического отклика в рабочих условиях с нерегулярными волнами. (A) Скорость; (В) ускорение; (С) смещение.

Согласно Таблице 4B, максимальное смещение, скорость и ускорение платформы с устройством OWC больше, чем у платформы без устройства OWC, при этом скорость увеличивается на ~ 15%, а ускорение и смещение увеличиваются на ~ 30%.

Экстремальные условия

Для оценки безопасности платформы куртки в экстремальных условиях, параметры конструкции устройства OWC остаются неизменными, а динамические характеристики рассчитываются в экстремальных условиях.

При воздействии экстремальных условий с регулярными волнами результаты динамических характеристик платформы куртки с устройством OWC и без него сравниваются в таблице 5A.Под действием экстремальных условий с нерегулярными волнами результаты динамических реакций платформы куртки с устройством OWC и без него сравниваются в таблице 5B.

Таблица 5 . Статистика динамических реакций в экстремальных условиях.

Согласно таблице 5A, максимальное смещение, скорость и ускорение платформы с устройством OWC больше, чем у платформы без устройства OWC, в то время как скорость и ускорение увеличиваются на 80–90%, а смещение увеличивается только на 3%.Согласно Таблице 5B, максимальное смещение, скорость и ускорение платформы с устройством OWC больше, чем у платформы без устройства OWC, в то время как максимальное приращение скорости, ускорения и смещения составляет всего ~ 11%. Одним словом, влияние интеграции устройства OWC в платформу куртки практически незначительно на динамический отклик в экстремальных условиях.

Выводы

В этой статье, на основе проектных данных платформы рубашки, работающей на нефтяном месторождении JZ-20 в Цзиньчжоу, провинция Ляонин в Китае, предлагается устройство OWC, интегрированное в платформу оболочки, определены оптимальные параметры конструкции устройства OWC, а также сравниваются динамические характеристики платформы с устройством OWC и без него в рабочих и экстремальных условиях.Основные выводы делаются следующим образом:

(1) Ветровая нагрузка составляет около 75 и 89,8% от общего смещения платформы куртки в рабочих и экстремальных условиях, соответственно, что указывает на то, что ветровая нагрузка преобладает над динамическими характеристиками.

(2) Посредством заданного ряда значений глубины осадки устройства OWC и радиуса воздушной камеры решаются оптимальные структурные параметры устройства OWC с учетом его установки в одном определенном районе моря с определением целевой функции оптимизации с наименьшей волновой силой и наибольшей волной. эффективность захвата энергии.

(3) По сравнению с динамическими характеристиками верхнего узла платформы куртки и всей платформы в рабочих и экстремальных условиях с регулярными и нерегулярными волнами, интеграция устройства OWC в платформу куртки очень мало влияет на динамические характеристики.

В общем, платформа куртки, интегрированная с устройством OWC, может вводить энергию зеленой волны, вызывая при этом почти незначительные эффекты динамических откликов. Следовательно, экономическая выгода от эксплуатации платформенной нефти может быть увеличена, и это имеет определенную осуществимость на практике.Однако встроенное устройство может вызвать некоторые проблемы с прочностью и усталостью, которые также необходимо проверить в будущем.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

Авторские взносы

DQ и DN предложили концепцию и рамки исследования. CF и CW провели численный анализ. HL написал черновик рукописи. BL предоставил исследовательский совет.

Финансирование

Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (гранты №2018YFB1501900, 2016YFE0200100), Национальный фонд естественных наук Китая (грант № 51761135011), Шаньдунский провинциальный фонд естественных наук (грант № ZR2016EEQ23) и Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов.

Конфликт интересов

CW была нанята компанией Offshore Oil Engineering Co. Ltd, Тяньцзинь, Китай, а BL была нанята компанией Sortec Offshore Pte. Ltd, Сингапур.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Ахмед Э., Грегор М. и Нинг Д. (2018). Гидродинамические характеристики однокамерных и двухкамерных морских стационарных устройств с колеблющейся водяной колонкой с использованием CFD. Заявл. Энергия 228, 82–96. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2018.06.069