Плывун в скважине: определение, признаки и способы борьбы

Плывун в скважине, как кость в горле

Перенасыщенный водой плывун обваливается в скважину

Из чего состоит плывун, что такое плывун в скважине, как с ним бороться и победить, далеко не праздное любопытство, а проблема сравнимая с костью в горле. Пока не удалишь, спокойно жить не будешь.
Плывун создаёт мелкий, пылеватый песок с глинистыми включениями. Когда он смешивается с водой, образуется «ползущая масса» ненавистная для бурильщиков.
Этот неприятный слой на фото залегает, как правило, на глубине от 1 до 20 метров. Забуриваясь в плывун, начинается заполнение затрубного пространства скважины плывущим грунтом.
Бурение замедляется, мотопомпа может не справиться с увеличенной нагрузкой и вымыть всю обрушившуюся породу, есть опасность потерять буровую колонну. Есть ли инструкция или полезные советы на этот счет?

Три полезных способа

Способ параллельной обсадки, когда обсадная труба спускается параллельно с буровой колонной, точнее сказать, вслед за долотом. Метод относится к очень трудоемким работам.
Необходим постоянный контроль над обсадной трубой и буровой колонной. Спуск обсадной трубы сравним с ходом черепахи, очень медленным и точно за буром. Для извлечения буровой колонны используется складной, специальный бур.
Использование «кондуктора» отличительное свойство от первого способа. Здесь бурение производится без обсадной трубы и продолжается до плывуна.
Далее скважина на плывуне бурится со вставленным «кондуктором». Он подбирается шириной, соответствующей размерам скважины.
Материал, из которого изготовлено это изделие, чаще всего металл. Металлический «кондуктор» способен своими стенками изолировать и уберечь скважину от плывущей породы.
Квалифицированные специалисты категорически против установки в плавун в скважине полиэтиленовые трубы, очень модные и востребованные на сегодняшний день. На это есть несколько причин.
Фильтр, выполненный на этих изделиях, всегда пропускает мельчайшие частицы песка в скважину, а это прямой путь к заиливанию. Срок службы изделий ограничен и обусловлен подвижкой песчаных грунтов. Полиэтиленовая труба подвергается смятию и перекашиванию.

Внимание: Есть простое решение данной проблемы, ставится металлическая труба в плывун и в обязательном порядке её конец должен быть заглушен.

Понятно, что цена металлических труб гораздо выше полиэтиленовых, но если соизмерить риски, то вопрос финансовых вложений отпадает сам собой.
После устройства «кондуктора» бурение скважины продолжается долотом меньшего размера, размещаемого внутри «кондуктора».
Последний способ базируется на применении бентонита. Название своё данный материал получил по месторождению в Бентоне, принадлежащему США.
Его структура представляет глинистый, природный материал, имеющий способность в 14-16 раз разбухать при контактах с водой. При использовании в замкнутом пространстве, где отсутствует свободное место для увеличения, он образует плотный гель с хорошими гидроизоляционными свойствами, препятствующими дальнейшему распространению влаги.
Этот материал стал спасательной шлюпкой при решении вопроса как избавиться от плывуна в скважине при бурении на воду. Его свойства, проявляющиеся при взаимодействии с водой, позволяют так закреплять стенки скважины, что даже вода под высоким давлением не может продавить их и начать поступать внутрь скважины, но лучше будет всё-таки вставить металлическую трубу для укрепления стенок.
Кроме того, у него присутствуют смазывающие свойства для буровых инструментов. Это свойство способствует увеличению ресурсов срока работы бурильных головок, приямки получают хорошую изоляцию.
Бентонит взят в использование бурильщиками во всех регионах. Для снижения расходов, бентонит применяется вместе с буровыми растворами, и тогда бурение скважины на воду по затратам на бентонит выльется в 200-300 руб.

Как пройти плывун

Ювелирная работа при бурении скважины

Плывун имеет множество состояний: однородный и неоднородный, крупный и мелкозернистый, может содержать обломки твердых пород, а может сцементированные массы песка. Он может находиться в состоянии покоя, а может двигаться под напором воды.
Мощные слои плывуна, находящиеся под напором воды, преодолеть чрезвычайно затруднительно, но возможно. Необходима высокопроизводительная, отливная техника и немалые затраты.
Итак:

Первое и основное правило при прохождении плывуна «спешка нужна при ловле блох», а здесь торопиться не надо. Иначе завалит буровую колонну и можно на месте захоронения ставить памятник и забыть про неё.
Другое необходимое знание, что в плывуне скважина бурится не очень сложно, зато имеется хороший водоприток, и некоторые счастливые обладатели таких скважин, могут содержать небольшую мойку для автомобилей в своем загородном доме.
Для того, чтобы понять, как в скважине пройти плывун, необходимо рассмотреть отработанные специалистами технологии.
Технология применения переносных буровых установок с добавлением в буровой раствор некоторой части клеевого порошка, для предотвращения стенок скважины от разрушений, дает хороший результат.
Вероятность благоприятного исхода 50 х 50, если встретился мощный плывун и способ с буровым раствором проходки не позволяет его пройти.
Можно применить ударно-канатный способ бурения скважины на воду(см.Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно). Ударный стакан находится внутри обсадной трубы, и бурение проходит там же. Сложность возникает при окончании работы и решении проблемы заглушки дна обсадной трубы.
Самый простой способ получения заглушки в домашних условиях – взять матерчатый мешочек, с размером диаметра колонны. Засыпать в него смесь песка и цемента М300-500, с пропорцией 1:1 кг.
Подготовленную бомбочку опустить на дно и оставить на 2-3 суток. Цемент надежно схватится и получится замечательная заглушка.
Технология получения абиссинского колодца или скважины. Металлическая дюймовая труба забивается вручную тяжёлой, металлической «бабой». Этот способ отлично подходит к неглубоким скважинам до 10-20 м.

Внимание: Эксплуатация такой скважины доставляет трудности, потому что затолкать глубинный насос очень проблематично, приходится качать вручную или поверхностным насосом.

Законы физики не обманешь, поэтому поверхностный насос способен вытянуть воду до 8 метров от условной линии уровня насоса.
Обычная фильтровая скважина достигает глубины 15-30 м., диаметр такой скважины выполняется 127-133 мм. Работы, даже с плавунами, проводятся быстро, можно констатировать, что 2 дня вполне реальный срок.
Хотя очень высока вероятность заиливания, и обычно таким скважинам отводится срок службы в 5-8 лет. Практика показала, что срок эксплуатации достигает и 15 лет в зависимости от местности её установки.
Артезианские скважины бурятся очень глубоко от 20-200 м., диаметр уже идет от 133-159 мм. Бурение таких глубоких скважин связано со сложностью выполнения работ, поэтому они могут быть затянуты до недели.
Эксплуатация такой скважины может продолжаться до 50 лет. Фильтрация воды заложена самой природой через водоносную систему. Эти скважины не страдают от заиливаний.

Как реанимировать колодец с плывуном

Заплывший песком колодец можно восстановить профессиональным буром

Просмотрев видео в этой статье о бурении скважины внутри колодца, становятся понятными действия бурильщиков. Сам колодец уже был вырыт определенной глубины.
Плывун, который встретился в процессе копки колодца, уже успешно пройден. Остается только пробурить скважину внутри колодца и снова радовать себя любимых кристально чистой водой.
Итак:

Бурение скважины возможно производить круглый год. Промерзание земли редко достигает больше 1,2 метра, но чтобы не ошибиться с глубиной, обусловленной высоким уровнем грунтовых вод, лучше заниматься этими работами в осенне-зимний период. Установлено, что уровень воды может колебаться в пределах 2 метров.
Скважина в колодце на плывуне выполняется буровыми установками. Здесь используется один из способов с применением «кондуктора» Труба забивается в дно колодца тяжелой «бабой» или продавливается гидравликой. Для этого применяется кран или тяжелая, на базе грузового автомобиля, буровая установка.
Производство работ своими руками такой техникой не предоставляется возможными, необходима помощь специалистов.
Далее бурение ведется внутри трубы, колодец прекращает свою функциональную деятельность и используется для бурового раствора и шлама.
Можно провести бурение внутри колодца и самостоятельно при помощи ручного бура. Эта легенда совершенно не подходит для работ внутри колодца с плывуном, да и в других колодцах тоже.

Представьте себя с ручным буром на глубине 15 метров, в замкнутом пространстве, где не хватает воздуха дышать, а не то, что работать и привлекайте профессионалов. Пусть каждый занимается своим делом.

При бурении скважины обнаружен плывун. Как его пройти?

Содержание:

Многие из тех, чья деятельность связана с водоснабжением, наверняка знают, что такое плывун в скважине, но пока еще никто не знает ответа на вопрос: почему такое явление вообще возникает. Но, несмотря на то, что причины возникновения плывунов так до конца и не выяснены, бурить скважины на участках, где они присутствуют, люди уже научились. Чтобы понять, насколько сложно пробурить скважину через плывун, следует разобраться, что он из себя представляет.

Плывун — это подземный слой почвы, состоящий из мелкого песка и глины, которые смешаны с водой. Такая смесь, представляющая собой кашеобразную массу, обладает высокой подвижностью, что и затрудняет ее прохождение при бурении скважин.

При бурении скважин через плывун, если не подготовиться к такому процессу основательно, могут возникнуть следующие проблемы:

Проблема #1: заполнение затрубного пространства скважины грунтом, который буквально плывет;
Проблема #2: выход из строя мотопомпы, которая просто не справится с возросшей нагрузкой;
Проблема #3: потеря всей буровой колонны, которую плывущим грунтом затянет в образовавшуюся после вымывания породы полость.

Между тем, несмотря на такие проблемы, квалифицированные специалисты знают, что делать в таких ситуациях и как пройти плывун, получив в итоге полноценную скважину, которая прослужит своему владельцу много лет.

Эффективные способы бурения скважин с плывуном

Основная задача при бурении скважины с плывуном состоит в том, чтобы пройти этот неустойчивый, подвижный слой почвы, не потеряв при этом буровой колонны. Для ее решения в наше время активно используют три способа.

Способ #1: Бурение методом параллельной обсадки
Суть этого метода состоит в том, что обсадная труба при бурении опускается в скважину одновременно с буром, что значительно замедляет весь процесс и делает его более дорогостоящим.

Способ #2: Бурение с помощью кондуктора
Второй метод предполагает использование специального кондуктора, назначением которого, как и в случае с обсадной трубой, является защита как бурового инструмента, так и стенок получаемой скважины от плывущей породы. Отличие этого способа от первого заключается в том, что кондуктор используют только для того, чтобы проходить плывун, до границы этого слоя бурение производится обычным методом. Скважина также бурится уже традиционным способом, без использования кондуктора, когда плывучий слой почвы полностью пройден.

Способ #3: Бурение с применением клеящих составов или бентонита
Третий способ прохождения плывунов кардинально отличается от первых двух. Смысл этого метода заключается в том, что при бурении скважин с плывунами в них добавляют специальные клеящие составы или бентонит. Делается это для того, чтобы сформировать стенки скважины, укрепить их и защитить от разрушения под воздействием плывущей массы.

Следует иметь в виду, что все перечисленные способы целесообразно использовать в том случае, если производится бурение глубоких скважин. Если же вас вполне устроит неглубокая скважина (10-20 метров), и вы вдруг обнаружили в такой скважине плывун, то пройти его можно традиционным методом ударного бурения. Таким методом обустраивают абиссинские колодцы, и заключается он в том, что трубу просто забивают в почву при помощи тяжелой металлической «бабы». Также, если в скважине появился плывун, то пройти его можно при помощи ударно-канатного способа бурения, предполагающего использование специального ударного стакана, помещаемого внутрь обсадной трубы.

При бурении скважин с плывунами следует иметь в виду, что ни в коем случае в них нельзя устанавливать пластиковые трубы. Конечно, работать некоторое время такая скважина будет, но со временем плывун может смять пластиковую трубу или даже полностью разрушить ее.

Также следует иметь в виду, что при наличии плывуна на вашем участке, на нем не имеет смысла копать обычный колодец. Даже если вам удастся добиться требуемой высоты столба воды в нем, то очень быстро такое колодец придет в негодность и перестанет давать воду.

Как видите, методов, позволяющих пройти плывун при бурении скважины достаточно много, главное применять их с умом и использовать для этого надежную технику и качественные материалы.

Как обойти плывун при бурении скважины: виды плывунов и методы их обхода

Плывун и его виды
Настоящие плывуны
Пласты с фальшивой плывучестью
Как проходить плывуны – способы решения проблемы
Шпунтованная доска
Параллельная обсадка
Метод прохождения кондуктором
Использование бентонита

Детальное изучение геологического строения участка не исключает появления нестабильного горизонта. Иногда требуется пройти плывун при бурении скважины, что усложняет работу, требует использования дополнительных методов обустройства инженерного сооружения.

Плывун опасен из-за своей непредсказуемой подвижности.

Плывун и его виды

Насыщенная влагой почва, в состав которой входит песок различной фракции, глинистый материал, называется плывуном.

Из-за перепадов давления при нарушении пласта эта смесь начинает двигаться, толщина проблемного слоя породы может составлять 2-10 м.

Плывун в скважине может заполнять пространство за трубой, привести к потере буровой колонны. При попадании в такой пласт можно долго вычерпывать подвижную смесь, а используемая при этом помпа может не справиться с нагрузкой и выйти из строя.

Определить тип плывуна может геолог, поэтому перед тем, как пробурить скважину вручную, рекомендуется обратиться к специалистам.

Настоящие плывуны

Пласты этого типа включают в себя мелкодисперсные смеси с примесью пылеобразных элементов. Настоящие плывуны содержат глинистую взвесь, надежно удерживающую воду. Масса становится подвижной при вскрытии пласта и возникновении гидравлического удара.

Насыщенный водой грунт характеризуется низкими фильтрационными показателями, при промерзании склонен к вспучиванию, а высыхая, приобретает форму монолита.

Пласты с фальшивой плывучестью

К данной разновидности относят горизонты, имеющие пористую структуру и состоящие из влажного песка с мелкофракционными частицами. Пласты могут находиться на глубине до 50 м, что обусловливает давление внутри слоя.

При разрушении кровли в скважину вымывается песчаная пыль. Процесс имеет временный характер и легко устраняется своими руками.

Как проходить плывуны — способы решения проблемы

Наличие в колодце горизонта, состоящего из смеси песка и глины, может усложнить эксплуатацию. Повышается вероятность смещения колец и разрушения мест их соединения.

При наличии нестабильного горизонта рекомендуется закладывать скважину, действуя по принципу песчаного колодца на воду. Для обустройства инженерного сооружения данного типа требуется труба из металла, на конце которой имеется фильтрационная колонна.

Пройти горизонт можно, используя ударно-канатный способ: с помощью специального оборудования труба вертикально забивается в землю. Если порода, из которой состоит горизонт, мягкая, то этот способ позволяет легко пройти интервал до 20 м.

С проблемой плывуна бурильщик может столкнуться на глубине от 1 до 20 м. Проходить слой надо неторопливо, чтобы исключить завал грунтом буровой колонны.

Если при проходке обнаружен плывун, то воспрещается использование обсадных труб из поливинилхлорида, поскольку они подвержены деформации.

Шпунтованная доска

Использование щита от плывуна.

При наличии приповерхностного слоя плывуна используется щит из деревянных заготовок. Для прохождения горизонта потребуется сухая шпунтованная доска с заостренным концом, толщина которой должна составлять 50 мм, длина — 2 м. Края заготовок обрабатываются так, чтобы создать прочное крепление элементов.

Такая конструкция позволяет проводить буровые работы быстро и без трудностей. Для оперативного прохождения доску закрепляют по периметру шахтной выработки на глубине до 40 см, грунт выбирается, а операция повторяется до полного прохождения проблемного интервала.

Дно оборудуют деревянным ящиком высотой 50 см с отверстиями для поступления воды. Под конструкцию устанавливают фильтрационный слой, который отсечет поступление взвеси и очистит воду. Этот тип защиты работает при наличии грязевого потока слабой силы.

Параллельная обсадка

Обсадные колонны применяются для того, чтобы породная масса и буровая смесь не заиливала скважину. Такой метод достаточно трудоемкий, требует внимательности при опускании установки и высокого уровня подготовки специалиста.

Оптимальным вариантом является использование бура сложной конструкции, к которому по размеру подбирается обсадная труба.

Обсадная колонна от плывуна.

При прохождении интервала до точки вскрытия кровли с насыщенным влагой горизонтом можно применять шнек. Когда достигнута кровля, в скважину опускается труба, а в проблемном интервале проходка осуществляется специальным приспособлением, оборудованным клапаном.

Частью этого метода является обустройство заглушки в нижней части фильтрационной колонны: в мешок из специальной ткани, соответствующий по размеру внутренней части колонны, насыпают песчано-цементную смесь и опускают ее на дно. Через 2-3 суток состав затвердевает, и образуется заглушка.

Метод прохождения кондуктором

Основным отличием данного способа является возможность бурения без использования обсадных труб до плывуна. Для прохождения этого горизонта вынимают бур и вставляют в скважину кондуктор, при этом обсадная труба используется для герметизации стенок.

Для прохождения горизонта используют железобетонные кольца, которые изолируют стенки. При выполнении работ важно соблюдать последовательность выполнения операций.

Использование бентонита

Природный материал характеризуется пористой структурой, способностью поглощать воду с образованием гелеобразной субстанции. В условиях ограниченного пространства материал бетонирует стенки.

Этой твердости достаточно для проведения буровых работ, но для эксплуатации требуется укрепление металлической трубой. Бентонит работает как смазка при прохождении.

Плывун в скважине – что это и как с ним бороться

Процесс бурения скважины на воду, теоретически несложен, но на практике это достаточно трудная работа. Замечательно, в случае если пройдя верхние мягкие слои, вы упираетесь в плотные стабильные пласты, бурить в них легко. Кроме того в случае если попалась гор, при помощи коронки ее возможно пройти.

Но в случае если попалась скважина на плывуне, это значительная неприятность.

Плывун и его виды

Что такое плывун? Плывуном именуют нестабильный, перенасыщенный водой грунт. В большинстве случаев, в его состав входят небольшие, пылевые песчаные грунты либо супеси. Кроме этого довольно часто видятся влажные глинистые составы и суглинки. При механическом вскрытии пласта, толщина которого может колебаться от 2, до десяти метров, в следствии перепада давления, состав приходит в движение.
Вся неприятность в том, что таковой пласт очень не стабилен, плюс в нем смогут находиться вкрапления небольшой, речной гальки либо более большие валуны. Его консистенция возможно тестообразной либо практически жидкого, сметанного вида.
Попав в таковой пласт, черпать его возможно весьма долго, кроме этого громадна опасность утраты бура. Но бороться с данной проблемой возможно. О том, как в скважине пройти плывун мы поболтаем позднее, а на данный момент разберемся с тем, какие конкретно бывают плывуны.

Настоящие либо настоящие плывуны

В состав таких пластов входят пылевые, песчаные грунты, имеющие различную фракцию частиц, в следствии чего микроскопические частицы выполняют роль смазки, обволакивают и связывают всю массу.
Кроме этого в этих пластах присутствует много глиняной взвеси, почему они владеют повышенной гидрофобностью. Иными словами, связывают и надежно удерживают воду. При вскрытии пласта, происходит гидроудар, который приводит в движение жидкую массу. Фильтрационные качества пласта очень низкие, в среднем 0,5м? в день.
В случае промерзания таковой грунт подвержен вспучиванию, в случае если грунт высыхает, он делается практически монолитным. Единого мнения о происхождении таких пластов нет, но многие ученые склонны к тому, что они образовываются в следствии жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

Пласты с фальшивой плывучестью

Фальшивыми именуют песчаные, пористые пласты с небольшой фракцией частиц, очень сильно насыщенные водой. Глубина залегания у них возможно до 50 м, ввиду чего в самого пласта появляется избыточное давление.
При механическом вскрытии кровли, давлением начинает интенсивно вымывать небольшую песчаную пыль в скважину. Явление это временное и при грамотном подходе достаточно быстро устраняется.

Совет: верно выяснить, на какой вид плывуна попали, может лишь эксперт. Любителям, перед началом бурения своими руками, возможно посоветоваться с соседями по участку, у которых уже имеется скважина либо лучше обратиться в местную геологоразведку.

Варианты борьбы с данной проблемой

Изначально направляться подчернуть, что если вы точно понимаете, что у вас на участке присутствует пласт настоящего, настоящего плывуна, то затевать рыть колодец, мы вам настоятельно не рекомендуем. Потому как надежных, долгосрочных способов борьбы с данной проблемой, в условиях колодца, пока не существует, вам подходит лишь скважина.

Совет: если вы начали копать колодец и, углубившись на определенную глубину, нашли настоящий плывун, как вариант, потом вас может спасти скважина в колодце на плывуне. Она возможно сделана по принципу «абиссинского колодца» либо иным подходящим для вас методом.

Инструкция по обустройству скважины «абиссинский колодец» предельно несложна. Кратко: берется железная труба с конусом и фильтрационной колонной на конце, строго вертикально направляется в землю и тяжелой железной «бабкой» забивается до отметки водоносного слоя. Но так возможно углубиться максимум на 20 м, при условии стабильного мягкого грунта.
Основных способов того, как избавиться от плывуна в скважине, существует 2. Сходу предупреждаем, что оба они достаточно трудоемкие и если вы не уверены в своих силах, мы вам не рекомендуем делать работы своими руками, обратитесь к экспертам. Цена работ вырастет, но вы гарантированно обустроите свою скважину.

Способ обсадной колонны

Чтобы жидкая порода не заливала скважину, употребляется способ параллельной обсадки. Сущность способа в том, что сходу за буром в скважину опускается обсадная труба. Работа эта достаточно трудоемкая, поскольку необходимо будет пристально следить за тем, дабы труба опускалась плавно, не задевая бур и в также время, не отставая от него.
Самым хорошим вариантом тут будет применение складного опытного бура, цена у него немного выше, но мороки будет значительно меньше. Диаметр обсадной трубы подбирается по диаметру бура. Как вариант, бур возможно взять в аренду в местной геологоразведке.

В случае если применение складного, опытного бура, не ваш вариант, то возможно пользоваться простым долотом либо шнеком, но лишь до вскрытия кровли с жидкой породой. Потом в скважину опускается обсадная труба, и проходка осуществляется желонкой с обратным клапаном либо буром-ложкой, параллельно опуская обсадную колонну.

Весьма серьёзным моментом в этом методе есть необходимость обустройства надежной заглушки снизу скважинной фильтрационной колонны. Для этого берется матерчатый мешочек, по диаметру колонны, в него засыпается смесь песка с цементом марки 300 – 500, в пропорции 1:1 кг. Мешочек опускается на дно колонны и оставляется на 2 – 3 дней. За это время цемент схватится, и вы получите надежную заглушку.

Применение бентонита

Бентонит, это сыпучий порошок, он был назван от месторождения в Бентоне, которое находится в Соединенных Штатах. Порошок имеет пористую структуру и при взаимодействии с водой возрастает в 14 – 16 раз, образуя гелеобразную субстанцию, не пропускающую воду. Находясь в ограниченном пространстве скважины, субстанция твердеет и бетонирует стены скважины.
Твердости бентонитовых стенок в полной мере хватает с целью проведения буровых работ, но потом скважину в обязательном порядке необходимо укрепить железной обсадной трубой. Кроме этого, данный материал, на протяжении бурения, работает как смазка для бурового оборудования. Им еще возможно укрепить стены приямка. (См. кроме этого статью Изюминки цементирование скважин.)

Принципиально важно: найдя плавун в скважине, вам направляться сходу отказаться от применения популярных в данное время пластиковых НПВХ обсадных труб. Из-за движения породы их . Применяйте лишь металл, как вариант, в железную обсадку имеете возможность вставить пластик.

Вывод

В завершении хочется дать совет, если вы все же решили бурить своими руками, обратите внимание на то, что плавун в скважине проходится медлительно и с опаской. Если вы поторопитесь, стены скважины смогут обрушиться и ваше буровое оборудование возможно безвозвратно утеряно.

На видео в данной статье продемонстрирован процесс бурения.

Как определить расход воды по диаметру трубы и давлению?

Вычислять водорасход, учитывая диаметр трубы и давление, следует еще не этапе планировки дома. Это поможет выбрать оптимальный трубный диаметр (сечение), чтобы напор был нормальным, но чтобы расход воды не превышал норму.

Для вычисления водорасхода можно воспользоваться различными формулами, а также ознакомиться с таблицей расхода воды по диаметру трубы и давлению, представленной ниже в статье..

Зависимость водного давления от диаметра трубопровода

Между давлением водного потока и трубным диаметром наблюдается прямая зависимость, описываемая законом Бернулли.

При пропускании постоянного водного потока через трубы с различным сечением обнаруживается, что в узких частях давление меньше, чем в широких.

При переходе воды из широкой части в узкую, давление снижается, и наоборот.

В трубах с различным сечением за одинаковый промежуток времени протекает равный объем воды. Поэтому на широких участках она течет медленнее, чем по узким.

Таблица соотношения

Водорасход напрямую зависит от пропускной способности. Это такая величина, которая показывает максимальный объем, проходящий через систему за определенный временной промежуток и при определенном давлении.

Для труб с разным диаметром такая величина разнится. Подробная информация указана в таблице ниже:

Когда нужно проводить вычисления?

Выполнять вычисления необходимо при выборе труб для водопровода. Диаметр должен быть подходящим, чтобы избежать чрезмерного водорасхода и обеспечить нормальный напор.

Такая необходимость появляется при проектировании дома и подведении к нему коммуникаций. При выборе трубы с оптимальным сечением для водопровода нужно обязательно выполнять ряд расчетов. Необходимо узнать максимальные объемы необходимой воды в доме за минуту.

Исходя из полученных результатов, нужно приобрести трубу с таким сечением, чтобы этого было достаточно для одновременной работы всех устройств и кранов.

Пошаговая инструкция, как рассчитать водорасход

Произвести подсчеты можно при помощи таблиц. Но полученные результаты будут неточными. Поэтому лучше проводить расчеты на месте, учитывая скорость потока, материал трубопроводных систем и прочие характеристики трубопровода.

Проще всего рассчитать объем расходуемой H2O по следующей формуле:

q – расход воды (л/с);
V – скорость течения (м/с);
d – диаметр (см).

Использовать эту формулу можно и для поиска других неизвестных. Если известен диаметр и расход воды, можно определить скорость потока. А если известны V и q, можно узнать диаметр.

В большинстве стояков напор водного потока равняется 1,5-2,5 атмосфер. А скорость потока обычно составляет 0,8-1,5 м/с. Может быть установлен дополнительный нагнетатель, который меняет параметры внутри системы. Все данные о нем должны быть указаны в техпаспорте.

Минимальное давление в системе должно составлять 1,5 атмосфер – этого достаточно для работы стиральной машины и посудомойки. Чем оно выше, тем быстрее вода движется по трубам, поэтому водорасход повышается.

Для получения более точных результатов применяется формула Дарси-Вейсбаха, которая учитывает возможные изменения напора воды, что приводит к повышению или снижению давления.

ΔP – потеря давления на сопротивлении движения потока;
λ – показатель потерь на трение по всей длине;
D – сечение трубы;
V — скорость течения;
L – длина трубопровода;
g – константа = 9,8 м/с2;
ϸ — вязкость потока.

Такую формулу обычно используют для выполнения сложных расчетов гидродинамики. В остальных случаях применяются упрощенные варианты.

Частный случай расчета водорасхода – через отверстие крана. Применяется формула:

Q – водорасход;
S – площадь окружности (отверстия крана), определяется по формуле S= π*r2;
V – скорость течения, если она неизвестна, определить ее можно, исходя из формулы V=2g*h, где g – константа, h – высота водного столба над отверстием крана.

Правила расчета

При выполнении вычислений необходимо учитывать следующие правила:

Следить за правильностью величин. Если одно значение исчисляется в м/с, то другое должно измеряться в л/с (не в кг/час). Иначе произведенные расчеты будут неверными.
Применять правильные значения констант.
Учитывать данные нагнетателя системы, если он используется. Вся информация о его влиянии на параметры системы указывается в техническом паспорте.
Промежуточные вычисления рекомендуется проводить с точными величинами, а конечный результат можно округлить (лучше в большую сторону).

Чтобы облегчить расчеты, можно воспользоваться калькуляторами в режиме онлайн, в которые достаточно только ввести все известные данные.

Заключение

Объем расходуемой воды напрямую зависит от трубного диаметра и давления внутри системы. Чем больше давление, тем быстрее будет протекать вода, что приведет к большому водорасходу. Чем меньше диаметр трубы, тем выше сопротивление воды и меньше скорость ее течения.

Если выбрать неподходящий d, водный напор в системе может быть снижен. Поэтому при установке водных коммуникаций нужно обязательно проводить расчеты. Иначе в будущем могут появиться проблемы с водорасходом.

Как посчитать расход воды по диаметру трубы и давлению

При прокладке водопроводных сетей в загородном доме или мини-гостинице обязательно учитывают проходимость труб. Она показывает максимальный объем жидкости, проходящей по магистральной сети за конкретный временной интервал. Это позволяет выяснить, сколько влаги будет утекать при открытых кранах, и сравнить полученное значение с предполагаемым водопотреблением жильцами дома. Проще всего проводить расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению, поскольку эти показатели выяснить несложно.

Необходимость расчета расхода воды по диаметру трубы и давлению
Факторы, влияющие на расчеты
Способы проведения расчетов
Применение таблиц
Использование формул

Необходимость расчета расхода воды по диаметру трубы и давлению

Проектируя большой загородный дом или гестхаус, требуется определить, сколько воды нужно будет его жильцам или постояльцам, и будет ли соответствовать пропускная способность водопровода этим расходам. Если снизится давление при значительном расходовании, это приведет к невозможности пользования санитарно-техническими приборами. При создании пожароопасной ситуации небольшое воспламенение трудно будет потушить. Поэтому расчет потребления воды и проходимости трубопровода в частном доме проводится еще перед началом возведения здания.

Расчетные показатели помогут подобрать трубы нужного сечения с подходящей толщиной стенок и определиться с материалом их изготовления. Также в соответствии с этими значениями подбирается технология установки магистрали.

Проще всего посчитать, сколько расходуется воды в час, день или месяц, если установлен счетчик. Если прибора учета нет, по нормативам один человек способен израсходовать ежесуточно следующий объем холодной воды:

готовка – 3 л;
использование стиральной машинки – примерно 4 л;
туалетные процедуры – 15 л;
утренний или вечерний душ – 30 л;
прием ванны – 200 л.

В частном доме с автономным водопроводом горячая вода создается путем нагревания холодной с помощью котлов или газовых колонок, поэтому потребление последней увеличивается. В сутки здесь на нужды одного человека может уйти 330 л воды. В месяц это число составит примерно 10230 л, в час – 13,75 л.

Подобные нормативы приблизительны. В них не учтены такие факторы, как обслуживание домашних животных, замена воды в аквариумах и бассейне, мытье автомобиля и полив посадок. Также нужно учитывать рабочий график жильцов и сезонность. Но средние показатели нужны, чтобы было от чего отталкиваться в расчетах.

Хозяевам частных предприятий также необходимо знать предполагаемые максимумы расхода. При отсутствии водосчетчиков коммунальщики насчитают объемы водопотребления в зависимости от пропускных возможностей труб. Если владельцу помещения эти показатели будут известны, он сможет контролировать подсчеты и не заплатит лишнего.

Факторы, влияющие на расчеты

Определение трубной проходимости и, соответственно, максимальное расходование воды, зависит от многих факторов:

Протяженность водопроводной магистрали. Чем больше длина, тем ниже скоростные возможности водного потока из-за действия силы трения.
Трубное сечение. Стенки узких трубопроводов дают повышенное сопротивление. Чем меньше внутренний диаметр, тем ниже соотношение скоростного значения водного потока к показателю площади поверхности на определенном участке, а значит, и проходимость будет хуже. В магистралях большого сечения жидкость течет быстрее.
Наличие поворотных участков. Сложная конфигурация трубопровода замедляет скорость водного потока в нем. То же самое касается фасонных элементов. Любые краны, переходники и муфты тормозят передвижение жидкости.

Немаловажно также учитывать материал трубных отрезков. От этого зависит как проходимость сети, так и продолжительность службы. Металлические водопроводы склонны деформироваться со временем под воздействием ржавчины, накапливать коррозийные и известковые отложения изнутри, что сильно снижает пропускную способность. Последнее характерно не только для стальных, но и для чугунных труб, хотя они меньше подвержены коррозии.

Сопротивляемость водяному потоку засоренной магистрали намного выше, чем нового трубопровода: показатели могут различаться в 200 раз. Особенно быстро засоряются трубы ГВС.

Полимерные магистрали сохраняют практически одинаковую проходимость на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик не подвержен коррозии, не боится скоплений плесени и грибка, благодаря этому засоры в трубопроводе крайне редки.

Способы проведения расчетов

Чтобы определять водорасход магистрали, используют три расчетных способа:

Физический метод. Чтобы определить необходимое значение, применяются формулы. В них используются такие параметры, как трубный диаметр, водяное давление и скорость передвижения содержимого труб в системе.
Применение таблиц. Достаточно легкий метод, предполагающий подбор нужных показателей в таблице и выяснение на их основе необходимых данных.
Использование компьютерных программ. Во Всемирной сети таких вариантов довольно много. Выяснить можно пропускную способность и расход воды для трубопроводов, выполненных из различных материалов, просто введя требуемые известные данные.

Чтобы рассчитать расходные показатели перед постройкой загородного дома, проще всего использовать онлайн-калькуляторы. Введя значения давления и диаметра труб, вы получите цифру вероятного расхода. Она не будет идеально точной, зато такой способ не потребует никаких исчислений. Чтобы уточнить данные, сверьте программный расчет с табличными значениями.

Применение таблиц

Исключая калькуляторный подсчет, этот способ – самый простой. Подобных таблиц разработано несколько: можно подобрать ту, которая подходит в зависимости от известных данных. В СНиП 2.04.01-85 предлагается рассчитать расход воды по наружному сечению трубы. Для этого используется таблица максимального расхода воды, проходящей через трубу определенного внешнего диаметра:

Обхват трубы (мм)	Расход воды
Обхват трубы (мм)	В л/мин	В куб/час
20	15	0,9
25	30	1,8
32	50	3
40	80	4,8
50	120	7,2
63	190	11,4

Это самая простая таблица расчета, в ней нужно знать только охват трубы. Чтобы уточнить данные, можно ввести дополнительные показатели – толщину стен и внутренний диаметр. Подобные таблицы несложно найти в интернете для трубопроводов из различных материалов.

При исчислении расходных максимумов в водопроводной магистрали учитывают не только диаметральный показатель, но и напор потока.

Еще одна таблица позволяет выявить максимум расхода воды, опираясь на вышеупомянутые значения:

Расход		Пропускная способность
Сечение трубы (мм)		15	20	25	32	40	50	65	80	100
Па/м	Мбар/м	Меньше 0,15 м/с			0,15 м/с					0,3 м/с
90	0,9	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5	0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95	0,95	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5	0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100	1000	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120	1200	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140	1400	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160	1600	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180	1800	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200	2000	266	619	1151	2488	3780	7200	14580	22644	45720
220	2200	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240	2400	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260	2600	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280	2800	317	742	1364	2970	4356	8568	17338	26928	54360
300	3000	331	767	1415	3078	4680	8892	18000	27900	56160

Среднее значение давления варьируется от 1,5 до 4 бар. Применение дополнительных напорных устройств повлияет на потоковую скорость. При расчете расходного максимума при протекании жидкости через трубу учитывается не только число кранов, но и количество других потребителей.

Использование формул

Для расчета водного расхода на основе сечения труб и давления в их стенках используется несколько уравнений. Самая несложная формула: q = π×d²/4 ×V.

q – расходный показатель жидкости в литрах;
d – трубный диаметр в сантиметрах;
V – скорость движения водного потока.

В домашних магистралях, запитываемых от водонапорной башни без подключения насосных устройств, ее значение будет 0,7 – 1,9 м/с. Если подсоединяется любое напорное оборудование, то в технической документации есть данные о коэффициенте создаваемого напора и скоростном показателе перемещаемой жидкости

При расчете возможного расхода жидкости необходимо учитывать и возможный перепад давления. Чтобы рассчитать этот показатель, за основу берется стандартное уравнение Δp = (λL/d) ρw²/2.

L – длина трубы;
d – ее диаметр;
ρ – плотность воды;
w — быстрота водного потока;
λ – коэффициент трения.

Последний выявляется в зависимости от скорости и сечения магистрали по таблицам.

Далее, зная показатели потенциального расхода и потери напора, можно с помощью таблиц и графиков выявить точное значение расходных показателей жидкости в конкретных трубах, или использовать калькуляторы расчета, что проще. При желании можно даже вычислить водорасход в литрах за одну конкретную процедуру в определенном доме.

Зная показатели максимального расхода воды в определенном трубопроводе, можно составить правильный проект положения магистральной сети с учетом всех подключенных водопотебителей. Также понимание конкретных цифр позволит экономить воду и электроэнергию при подключении напорных устройств. При правильном выборе значений не окажется повода для беспокойства из-за того, что при открытии крана на кухне вода в душевой превратится в тоненькую струйку из-за понижения напора.

Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению: СНиП 2.04.01 – 85

Расчет расходов воды по диаметру трубы и давлению. Объем пропускаемой воды в трубопроводе зависит от таких показателей, как диаметр трубопроката и давления внутри сети. Расчет расхода воды по диаметру и давлению следует выполнять на этапе создания проекта системы, чтобы получить важные параметры, по которым будет работать, как домашняя, так и производственная трубопроводная магистраль.

С какой целью производят данный расчет. Составляя план строительства любого дома, который имеет несколько санузлов, необходимо иметь достоверные цифры того, какой объем транспортируемой жидкости может перемещать трубопровод. При этом учитывают его давление и диаметр труб.

Общие сведения

На возможности системы влияют колебания подачи воды, когда наблюдается пик работы трубопровода. К тому же, отсутствие приборов учета воды приводит к расчету потребляемой жидкости по проходимости трубы. Данным методом при расчете пользуются для трубопроводов промышленных предприятий. Если отсутствуют счетчики в частных домах, то учитывают общепринятые санитарные нормативы: на каждого человека за сутки начисляют около 360 литров.

Факторы, влияющие на общие показатели проходимости.

Проходимость воды напрямую зависит от многих явлений. К основным относят:

1.внутреннее сечение труб.

2.давление внутри системы влияет на напор воды.

3.материал, из которого изготовлены детали магистрали.

Определить расход воды на конце сети можно, если знать диаметр трубы, так как этот показатель считается главным, который влияет на объем пропускаемой жидкости. На этот поквазатель влияет толщина стенок трубопровода, величину можно определить по силе напора жидкости.

Внимание! На трубную геометрию влияют многие факторы, кроме протяженности трубы. К ним относят внутренний диаметр, напор и т.д.

Существуют параметры, которые косвенно влияют на проходимость трубы. Это температура воды, вязкость.

Зная на этапе проектирования пропускные возможности системы, выбирают подходящий материал, технологию укладки трубопровода. Данные знания гарантируют ее бесперебойную на высоком уровне работу в течение долгих лет.

Подробности

Внимание! Увеличение размера диаметра круглого трубопроката влияет на расход воды. То есть по трубе с большим сечением протечет жидкость большего объема, нежели за такое же время по трубам с меньшим диаметром.

Определяя расход воды по диаметру, необходимо обязательно учитывать давление внутри труб.

К примеру, сквозь трубу в один метр, имеющую сечение один сантиметр, транспортируется намного меньше воды за такое же время, как через трубопрокат с диаметром в 20 метров. Самый большой показатель воды будет у труб с самым большим диаметром и с самым большим давлением внутри них.

Расход воды у трубы при оптимальном давлении. Расчет пропускной способности по диаметру трубопровода нужен, чтобы определить средний показатель водного расхода при хорошем напоре.

Для этого учитывают следующие параметры:

1.внутренний диаметр трубопрокатов.

3.максимальный показатель давления.

4.количество поворотов, затворов на магистрали.

5.материал труб, длина трубопровода.

Если подбирать диаметр трубы по объему расходуемой воды, учитывая данные таблицы, то сделать это просто, но данные будут неточными. Если учитывать давление и скорость жидкости в трубах, имеющихся на практике, произвести расчеты на месте, то показатели будут более верными.

Таблица приводит данные расчетов расхода жидкости по трубам с часто применяемым сечением и разных значениях давления.

Средний показатель давления в стандартном стояке считается равен от полутора до двух с половиной атмосфер.

Уровень давления зависит от многоэтажности здания, зависимость регулируют, разделяя систему водопровода на сегменты. Работа насосов для подачи воды изменяет скорость жидкости.

Обращаясь к данным таблицы, расчет потребления жидкости производят, учитывая количество кранов, водонагревательных приборов и ванн и т.д.

Изменяя характеристики проходимости труб посредством установки приборов, контролирующих и экономящих водорасход, типа WaterSave, изменяются данные, не соответствующие табличным значениям.

Как определить диаметр согласно СНиП 2.0.4.01 – 85.

Процесс расчета диаметра трубы относится к сложным, требующим инженерных знаний работам. Часто проектируя трубопроводную систему частного дома, все расчеты выполняют своими руками.

Данные расчета для определения водопропускного объема конструкции можно взять из таблицы, при этом надо точно знать сколько сантехнических приборов и кранов подключено к системе.

СНиП 2.04.01 – 85 предоставляет данные, которыми можно воспользоваться, имея вышеуказанные сведения. С помощью этих показателей устанавливают объем жидкости по сечению труб.

К примеру внешнее значение объема трубы равно 20 миллиметрам, значит, за минуту труба транспортирует 15 литров воды, а за час 0.9 м3.

Согласно СНиП объем воды, расходуемый одним человеком в сутки, равен примерно шестидесяти литрам, если в доме нет организованного водопровода. Если жилье благоустроенно, то объем увеличивается до двухсот литров в сутки.

Данные показатели потребления по внешнему объему трубы могут быть интересны в качестве дополнительной информации. Но специалист вычисляет расход по объему трубы и давлению в ней. Не все данные содержатся в таблице, а точные вычисления можно сделать, только применив конкретные формулы.

Размер диаметра трубопровода влияет на расчет расхода воды. Не профессионалы могут воспользоваться формулой для получения данных, зная давление с диаметром труб.

Как вычислить расход жидкости, зная давление и диаметр.

Для расчетов применяют формулу q=π × d²/4 × V, в которой:

-q расход воды в литрах.

-d внутренний диаметр трубы в сантиметрах.

-V скорость транспортировки жидкости, измеряется м/с.

Если напор воды обеспечивает водонапорная башня, без нагнетающих насосов, значит, скорость жидкости равна 0.7 до 1.9 метров в секунду. При наличии работы насоса прикладывается паспорт с указанием коэффициента имеющегося напора и скоростью движения жидкости.

Внимание! Данная формула для расчетов считается наиболее доступной, но не единственной.

Формула не учитывает качество внутренней поверхности трубы, к примеру, изделия из пластика внутри гладкие, не изменяют напор воды. Совсем иначе себя ведет внутренняя поверхность изделий из стали.

Показатель коэффициента сопротивления пластиковых труб меньше, продукция устойчива к образованию коррозии, и увеличивает качество пропускной способности системы.

Как определить показатель падения водяного напора

Рассчитать расход жидкости можно, не только учитывая сечение труб, но и зная уровень падения давления. Потерю напора вычисляют по формуле, которую можно найти самостоятельно. Единственного вычисления не существует, для этого есть разные варианты.

Важно! Трубопроводы из пластика либо металлопластика не изменяют своего качества, размер просвета в течение десятилетий, а металлические трубы со временем уменьшат размер просвета.

Уменьшение просвета влияет на потерю некоторых показателей. К примеру, скорость новых труб и старых из металла будет разной, потому что диаметр конструкции будет отличаться. Показатель сопротивления внутри сети также будет разным.

Наличие поворотов, перепадов объема при монтаже арматуры для затвора, силы трения влияют на потерю скорости.

Скорость потока можно вычислить после проведения точных измерений и подготовки.

Простые методы в данном случае могут не подойти, лучше обратиться к специалистам либо применить онлайн – калькулятор.

Сделав все расчеты, можно обеспечить эффективную работу водопроводной и отопительной системы.