что такое пьезометрический уровень

Пьезометрическая скважина.

Падение уровня грунтовых вод или чрезмерное поднятие может говорить о неверной работе системы водопонижения, изменения гидрогеологии участка, неверных геологических изысканиях (или их неактуальности), нарушении технологии строительства, образования карстов и т.д.

Что такое пьезометрическая скважина

Глубокое узкое отверстие цилиндрической формы используется в геологии, нефтеразведке, строительстве, геотехническом мониторинге. Длина скважины существенно больше её диаметра.

В геотехническом мониторинге гидрогеологическая скважина глубиной от 4 м до 100 метров с диаметром от 75мм.

Пьезометрическая скважина бурится в вертикальном направлении и используется для наблюдения и контроля уровня грунтовых вод, глубины водоносного горизонта, давления внутри пласта, отбора проб грунтовых вод, карстологических наблюдений.

Скважина позволяет получить информацию для:

Пьезометрическая скважина состоит из следующих частей:

Для чего нужна пьезометрическая скважина

Скважина позволяет реализовать непосредственные наблюдения за уровнем грунтовых вод, температурой, химическим составом.

Пьезометр помогает определить характер распределения и перераспределения пластового давления в нефтяных пластах и при разработке площадей. Скважины с пьезометрами могут быть использованы при гидропросушивании в качестве реагирующих на изменение пластового давления.

Отверстия бурят в точках с постоянным составом воды и хорошей сообщаемостью с пластом. Для этого используют вскрытый продуктовый пласт за контуром нефтеносности, где проводят специальные работы. Точное число пьезометрических скважин на территории устанавливается в проектной документации на разработку.

Опишем наш опыт использования гидрогеологических скважин.

СП22.13330.2016. Основания зданий и сооружений.

Технология бурения пьезометрической скважины:

Пример паспорта скважины:

С заданной периодичностью выполняется измерения уровня грунтовых вод. Замер выполняется специальной мерной лентой с поплавком, либо автоматизированной системой. Запись идет в журнал измерений, фиксируется в таблице. По результатам систематических наблюдений составляется карта гидроизогипс. Много общего с горизонталями на топографическом плане.

Но здесь горизонтали говорят о фактическом залегании уровня грунтовых вод.

Падение уровня грунтовых вод или чрезмерное поднятие может говорить о неверной работе системы водопонижения, изменения гидрогеологии участка, неверных геологических изысканиях (или их неактуальности), нарушении технологии строительства, образования карстов и т.д. В каждом конкретном случае собираются все данные по геотехническому мониторингу, состоянии объекта и делаются выводы, после чего разрабатываются организационно-технические мероприятия по защите от деформаций с последующими наблюдениями в составе мониторинга объекта

Источник

пьезометрический уровень

Смотреть что такое «пьезометрический уровень» в других словарях:

Пьезометрический уровень — уровень, до которого поднимаются напорные воды в буровой скважине или колодца … Геологические термины

пьезометрический уровень — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN piezometric level … Справочник технического переводчика

пьезометрический уровень — 3.10 пьезометрический уровень (piezometric level): След от пересечения пьезометрической поверхности вертикальной плоскостью. Источник: СП 103.13330.2012: Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД — (напорный) уровень, устанавливающийся в скважинах пьезометрах при вскрытии напорных вод. П. у. п. в выражается в атмосферах или абсолютных отметках … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

Гидростатический (пьезометрический) уровень — уровень, до которого поднимается подземная вода в колодце, скважине, шурфе и других горных выработках … Геологические термины

пьезометрический — 3.13.19 пьезометрический напор: Сумма пьезометрической высоты в данной точке пространства, занятого покоящейся или движущейся жидкостью, и высоты расположения этой точки относительно условной горизонтальной плоскости (плоскости сравнения).… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

пьезометрический — (гр.; см. пьезометр) относящийся к измерению давления, связанный с ним; п. напор отношение давления жидкости в рассматриваемой точке к её удельному весу; п ая трубка трубка, присоединяемая к отверстию в стенке канала или трубопровода для… … Словарь иностранных слов русского языка

УРОВЕНЬ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ — устанавливающийся в скважинах и колодцах при вскрытии напорных вод. Выражается в абс. или относительных отметках и в атмосферах. Син.: уровень напорный. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

уровень пьезометрический — Устанавливается в скважинах и колодцах при вскрытии напорных вод. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины геологическая деятельность подземных водэкзогенные… … Справочник технического переводчика

УРОВЕНЬ НАПОРНЫЙ — син. термина уровень пьезометрический. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Источник

Приборы для измерения уровня

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений – уровнемеры. Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей.

Наибольшее распространение получили следующие виды уровнемеров:

1. Уровнемеры с визуальным отсчетом;

2. Буйковые и поплавковые уровнемеры;

3. Гидростанические уровнемеры;

4. Пьезометрические уровнемеры;

5. Дифманометрические уровнемеры;

6. Радиоактивные уровнемеры;

7. Акустические и ультразвуковые уровнемеры;

8. Емкостные уровнемеры.

Уровнемер с визуальным отсчетом — уровнемер, основанный на визуальном измерении высоты уровня жидкости. Уровень жидкости измеряют в стеклянной трубке, сообщающейся с контролируемым сосудом в нижней, а иногда и в верхней части, или же при помощи прозрачной вставки, помещенной в стенке контролируемого сосуда, например, барабанно-парового котла

Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка или силы гидростатического давления, действующей на буек (силы Архимеда).

Буек в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от ее уровня.

Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давлениях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от –200 до +600 °С) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей, обладающих адгезией к буйку.

Пьезометрический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на преобразовании гидростатического давления жидкости в давление воздуха, подаваемого от постороннего источника и барботирующего через слой жидкости.

У этого уровнемера чувствительный элемент не находится в непосредственном контакте с измеряемой средой, а воспринимает гидростатическое давление через воздух, что является его достоинством.

Для пьезометрических уровнемеров также характерна погрешность измерения из-за изменения плотности измеряемой среды.

Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня.

Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязненных жидкостей, находящихся под атмосферным давлением.

Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства.

Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости.

Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости (поплавок как бы отслеживает уровень жидкости).

Поплавковые уровнемеры не пригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой.

При измерении уровня криогенных жидкостей из-за кипения верхнего слоя возникает вибрация поплавка, что приводит к искажениям результатов измерения.

Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением.

Применение магнитной связи для передачи перемещения поплавка позволяет герметизировать вывод передачи в измерительный блок, упростить конструкцию, повысить надежность, измерять уровень в резервуарах под давлением.

Дифманометрический уровнемер — гидростатический уровнемер, в котором гидростатическое давление измеряют при помощи дифференциального манометра. Часто используется для измерения уровня в емкостях под избыточным давлением.

Акустический уровнемер — уровнемер, основанный на зависимости интенсивности поглощения или времени распространения акустических колебаний от высоты уровня жидкости или сыпучего вещества

Ультразвуковой уровнемер — акустический уровнемер, работающий на звуковых колебаниях высокой частоты

Емкостной уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на различии диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха.

В связи с этим по мере погружения электродов датчика уровнемера в жидкость изменяется емкость между ними пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Остановимся на некоторых типах уровнемеров подробней.

Уровнемеры буйковые

Настройка уровнемеров на заданные пределы измерения проводится с помощью грузов путем имитации гидростатической выталкивающей силы, соответствующей верхнему пределу измерений.

Расчетное значение давления, соответствующее верхнему пределу измерений,

Расчет массы грузов для буйковых уровнемеров:

где d – диаметр буйка испытываемого уровнемера, см; Hmax – верхний предел измерения уровня жидкости, см; ρж – плотность измеряемой жидкости, г/см3; ρ н.ж, ρ в.ж — плотности соответственно нижней и верхней измеряемой жидкости в случае измерения уровня раздела фаз, г/см3.

Пьезометрические уровнемеры.

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещенную в жидкость, дозированного расхода воздуха. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате чего обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рисунке 2, а, б, в, г.

На рисунке 2, д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением. Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода. От одного регулятора расхода воздух подается в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0,1 – 0,2 м3/ч.

Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

Рисунок 2. Обвязка пьезометрических уровнемеров.

На рисунке 2, е показан пример обвязки и монтажа пьезометрического уровнемера с подачей промывочной воды в защитную трубу. В этом случае защищается от «обрастания» нижний конец пьезотрубки, который оказывается в зоне промывочной воды и не контактирует с измеряемой жидкостью.

Гидростатические датчики уровня.

Схемы обвязки и работы гидростатических датчиков уровня представлены на рисунке 3, причем правая обвязка применяется при измерении уровня жидкости в емкости, находящейся под избыточным давлением.

Рисунок 3. Обвязка гидростатических уровнемеров.

В этом случае импульсная трубка, идущая к минусовой полости чувствительного элемента, прокладывается от места отбора давления с уклоном в верх, а в нижней части устанавливаются отстойный сосуд и разделитель мембранный РМ.

Рисунок 4. Измерение уровня в котле (100% — 4 мА/0,2 кгс/см2, 0% — 20 мА/1 кгс/см2)

Очень хорошо себя показал данный принцип измерения уровня на очень сложной позиции при измерении уровня воды в котле (рисунок 4). Обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании).

Источник

Статический уровень скважины на воду, скважина Московская область.

Схема строения водоносных горизонтов, статический уровень.

Артезианская скважина в Московской области имеет различный статический уровень. Это зависит от высоты поверхности земли над уровнем моря и удаленности от области питания.

Артезианская скважина в Московской области получает воду из Московского артезианского бассейна.

Что же такое статический уровень воды в скважине?

Это устоявшийся уровень воды в трубе.

От чего он зависит?

Водоносные слои, как известняковые, так и второй с последующими песчаными, часто распространяемыми на большие территории, перекрыты водоупорными пластами. То есть, водонасыщеный пласт сверху и снизу отделен от других пород водонепроницаемыми слоями, часто глиной.

В перекрытых водонасыщеных горизонтах присутствует давление, но не за счет давления грунта на водонос, как некоторые считают.

Водоносы не находятся в одной горизонтальной плоскости и в некоторых местах выходят на поверхность. Если точка выхода водоноса выше его уровня, это называется областью питания.

Здесь происходит постоянная подпитка водой водоноса. Область питания может быть как в горах, так и на равнинной местности. Области питания одного водоносного пласта могу быть в разных уровнях.

Питание водоносных пластов может быть за счет таяния ледников, осадков, пополнение воды из озер, рек и так далее.

В водоносном пласту устанавливается определенный уровень воды. Это пьезометрический уровень, который создает напор.

Этот напор создает статический уровень в скважине на высоте пьезометрического уровня, так как, по сути, это сообщающиеся сосуды.

Потому, статический уровень скважины на воду, даже при глубине её 100 или 200 метров, может быть на тридцати, а то и менее метрах.

Если пьезометрический уровень выше устья скважины, вода фонтанирует из скважины, то есть изливается самопроизвольно.

В некоторых местах водоносный слой выходит на поверхность ниже пьезометрического уровня, это область разгрузки. Здесь вода самостоятельно изливается наружу в виде родников.

Так что, чем выше статический уровень воды в скважине, тем на меньшую глубину необходимо погружать насос. Следовательно, насос требуется меньшей мощности, соответственно меньшей стоимости и меньший расход электроэнергии.

Если статический уровень выше семи метров, можно использовать поверхностный насос.

Источник

Пьезометрические уровнемеры

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещённую в жидкость, дозированного расхода воздуха наиболее часто применяют регуляторы расхода воздуха типа РРВ-1. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате че-го обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рис. а, б, в, г.

На рис д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением. Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода. От одного регулятора расхода воздух подаётся в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня.

Обычно расход воздуха принимается равным 0.1 – 0.2 м3/ч. Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотруб-ку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

На рис. е показан пример обвязки и монтажа пьезометрического уровнемера с подачей промывочной воды в защитную трубу. В этом случае защищается от «обраста-ния» нижний конец пьезотрубки, который оказывается в зоне промывочной воды и не контактирует с измеряемой жидкостью.

Источник