Системы водоснабжения на основе подземных вод чаще всего встречаются в сельской местности, небольших городах и на промышленных объектах. Наиболее распространенными являются погружные насосные установки. Они используются для подъема воды из котлованов диаметром от 100 мм. Помимо систем водоснабжения, погружные агрегаты используются в системах водопонижения и вертикального дренажа при проведении строительных работ. Центробежные буровые насосы производятся в домах с минимальным диаметром 100-486 мм, подачей 0,63-1200 м3/ч и высотой 12-680 м.
Погружные буровые установки состоят из центробежных насосов, электродвигателей, силовых кабелей, подъемных труб, бурового оборудования (опорные устройства, клапаны 3-Д, затворы и задвижки) и систем автоматического управления. .
Насосы обычно бывают центробежными или диагональными многоцелевыми. Для правильной работы насосы должны быть установлены таким образом, чтобы обеспечить реакцию на минимальный уровень воды в скважине. Размер противостояния, рассчитываемый по выходному патрубку насоса, зависит от конструкции насоса и составляет не менее 1 метра для большинства насосов, но 2-6 метров для более крупных насосов. Смазка и охлаждение насоса и двигателя осуществляются водой. Насосы оснащаются дисковыми или шаровыми клапанами.
Насосы выпускаются в трех исполнениях. При обжиге аксиально замкнутой формы осевые усилия воспринимаются с помощью цилиндра с диском с осевым креплением и разделением полости, с помощью аксиального цилиндра с осевым креплением и разделением полости. При литье (С О-КАЛЬЦИНИРОВАННЫЙ «контейнер») выходных заслонок, диагональных крыльев, осевые силы воспринимаются опорной схемой электродвигателя.
КОНСТРУКЦИЯ: Погружные электродвигатели, используемые в электронасосных агрегатах, представляют собой асинхронные короткозамкнутые сепараторы, заполненные водой. Обмотки статора таких двигателей изготавливаются из прочного бронзового провода с полиэтиленовой изоляцией и могут работать в воде длительное время. Ответственной частью погружного двигателя является опорный блок. Опорный блок принимает на себя весовую нагрузку картера и часть ненагруженного осевого давления на насос. Эти чудовища обычно изготавливаются из кистолита или лигнолита. Во избежание быстрого износа вода, подаваемая для смазки, проходит через специальный фильтр. Предусмотрены и другие меры, позволяющие избежать быстрого износа подшипников.
Производительность и преимущества:
Основными преимуществами погружных насосов являются длинные оси и отсутствие промежуточных биений в трансмиссии — возможность их установки в изогнутых скважинах — простота монтажа и демонтажа насосного комплекса — возможность установки насоса непосредственно в скважину.
К недостаткам большинства проектов погружных насосов можно отнести высокие требования к качеству воды, поступающей из скважины. Эти агрегаты особенно чувствительны к механическим примесям, содержание которых не должно превышать 0,01%, то есть 100 мг/л.
В настоящее время разрабатываются погружные двигатели для длительной работы в загрязненной воде, что еще больше расширяет сферу применения погружных скважин.
Как работают погружные насосы?
Погружные скважины предназначены для подъема воды из глубоких скважин на поверхность. Основные аспекты и преимущества установок глубокого бурения заключаются в следующем
Глубинные насосы обеспечивают максимальную защиту от внешних условий и устанавливаются таким образом, чтобы оптимизировать их работу и обеспечить надежное водоснабжение в течение многих лет.
Принцип работы глубинных насосов очень прост, но эффективен при транспортировке воды из глубоких подземных источников на поверхность. Основными этапами его работы являются
Глубинные насосы для скважин разрабатываются как эффективные, долговечные, способные перекачивать большие объемы воды и работать на большой глубине с минимальным обслуживанием. Тот факт, что насос погружен в жидкость, которую он перекачивает, помогает предотвратить кавитацию насоса. Эта проблема возникает из-за большой разницы в высоте между насосом и поверхностью жидкости.
Насос погружного типа по принципу работы
Вихревые погружные насосы направляют перекачиваемую жидкость в вихрь. При этом рабочее колесо не проталкивает жидкость напрямую, а создает вмятину во вращающейся турбине. Такая конструкция минимизирует контакт подводных сегментов с жидкостью, уменьшая повреждение абразивными полировочными смесями или крупными взвешенными частицами. Вихревые насосы особенно полезны в тех случаях, когда требуется перекачивать грязную воду и вязкие жидкости.
Центральные погружные насосы являются наиболее распространенным типом насосных механизмов. Они используют вращающееся рабочее колесо для перемещения воды или других жидкостей с помощью центробежной силы. Эти насосы подходят для чистой воды или жидкостей с низкой вязкостью и не содержащих крупных твердых частиц. Они широко используются в водоснабжении, ирригации и различных промышленных сферах.
Винтовые насосы, или насосы с прогрессивной полостью, используют винтовой механизм для прогона жидкости через насос. Они состоят из одного винта с ротором, который вращается на двойном болте статора, образуя полость для жидкости. Эти устройства идеально подходят для очистки сточных вод, нефтедобычи и пищевой промышленности, поскольку они работают с жидкостями, содержащими вязкие жидкости или мягкие твердые частицы, не разрушаясь.
Они используют вибрацию для перемещения воды. Обычно они очень маленькие и легкие, что делает их портативными и удобными в использовании для осушения небольших озер, бассейнов или затопленных подвалов. Они работают с помощью колеблющейся мембраны, которая движется от электромагнитной катушки, проталкивающей воду через устройство.
Каждый из этих типов насосов предназначен для конкретного применения, и выбор насоса часто зависит от таких факторов, как характеристики жидкости, необходимая подача, давление напора и наличие твердых частиц.
Как правильно подобрать погружной насос: критерии
Выбор подходящего погружного насоса для конкретного применения включает в себя рассмотрение ряда факторов для обеспечения эффективности, надежности и долговечности. Основными критериями, которые необходимо учитывать при выборе погружного насоса, являются.
Эти критерии помогут определить наиболее подходящий погружной насос.
Принцип действия и устройство скважинных насосов
Погружные буровые насосы (скважинные насосы или глубинные погружные насосы) — это динамический тип, позволяющий подавать воду на десятки глубин и сотни метров.
Они дают возможность обеспечить питьевой водой частные владения, административные здания и промышленные предприятия без использования центральной системы водоснабжения.
По условиям эксплуатации центробежные насосы относятся к центробежно-экспериментальным. Производительность буровых насосов варьируется от 10 литров в минуту у небольших моделей до десятков метров в минуту у гигантских промышленных насосов. Диаметр насоса зависит от диаметра бурения и составляет от 3 до 10 дюймов (76-254 мм). Некоторые производители выпускают гигантские насосы диаметром до 28 дюймов (711 мм).
Грузовые насосы очень популярны во всем мире. Их производят в США, Азии и Европе, в том числе и в России. На российском рынке представлены в основном насосы из Европы, Китая и России.
Рабочие органы буровых насосов и строительных буровых насосов являются погружными и даже не похожи на обычные центробежные насосы. Их внешний вид и внутреннее устройство зависят от их расположения в длинных и узких скважинах. Таким образом, скважинные насосы и их двигатели имеют вытянутую цилиндрическую форму. Обычно насос и двигатель поставляются отдельно (за исключением моноблочных насосов) и соединяются с помощью одного удлиненного «сигарообразного» звена непосредственно перед установкой в скважину. Поскольку диаметр насоса очень мал, диаметр ребер также невелик. Однако количество ребер может достигать более 20 на одном насосе. Благодаря большому количеству интенсивных лопастей, через которые проходит каждая частица воды, насосы Wells развивают очень высокое давление, достигающее десятков атмосфер. Это позволяет поднимать воду с очень больших глубин (более 100 метров). Вода поступает через всасывающую камеру на нижнее рабочее колесо. Крыльчатка вращается и передает дополнительную энергию каждой частице воды. Через диффузорный канал вода поступает в следующее рабочее колесо, где ей снова передается дополнительная энергия. После прохождения всех крыльчаток вода проходит через напорный патрубок в напорную трубу и поднимается на поверхность к потребителю.
Создать хорошие буровые насосы непросто, поскольку рабочие колеса постоянно находятся в среде с высоким давлением. Кроме того, в воде в той или иной степени присутствует песок, что приводит к износу внутренних элементов. Этим объясняется большая популярность как китайских насосов, так и более дешевых отечественных, а также значительно более дорогих насосов европейского производства. Внутреннее устройство погружного двигателя скважинного нефтяного насоса. Двигатель скважинного погружного насоса имеет специфические особенности. Помимо вытянутой цилиндрической формы, обязательным элементом двигателя является система выравнивания давления. Благодаря подвижной мембране система обеспечивает выравнивание давлений в двигателе и на нем. Благодаря этому смазка из двигателя не стремится вытечь в беговую дорожку (если внутреннее давление выше внешнего) и, наоборот, вода из беговой дорожки не стремится попасть в двигатель (если внешнее давление было выше внутреннего, вытекающего наружу). Такие системы используются только в двигателях со смазкой. Для сухих двигателей эта система не важна.
Особенность буровых насосов: насос и двигатель охлаждаются водой из насоса. Чтобы избежать перегрева, насос всегда должен находиться ниже уровня воды. Температура воды во всех насосах не должна превышать 30-35°C. Теплая вода не защитит насос от перегрева. 2. Когда насос погружен в скважину, двигатель находится внизу, а насос — вверху. Во-первых, это связано с тем, что напор насоса направлен вверх, и двигатель не должен препятствовать выходу воды из насоса. Во-вторых, если уровень воды в скважине понизится, именно двигатель нужно будет погрузить в воду, так как он может быстрее перегреться.
Скважины для колодцев особенно желательны в сухом режиме, то есть в сочетании с защитной автоматикой, которая отключает насос, когда уровень воды опускается ниже уровня насоса. Некоторые модели насосов оснащены защитной автоматикой, в то время как для большинства других требуется внешнее устройство защиты. Не секрет, что из всех насосов скважинные насосы имеют самый высокий процент работы всухую.
Иногда производители предлагают буровые насосы в комплекте с автоматическим поддержанием безопасности с помощью «редукторного решения». Одновременно с насосами поставляются панель управления, защитные кабели в оплетке и регулируемые манометры.
Разновидности свежих насосов: в зависимости от типа двигателя различают колодцы с масляным уплотнением и с сухим заглублением. — Маслонаполненные двигатели просты в изготовлении, надежны и ремонтопригодны. Однако с ними есть небольшой риск попадания внутренней смазки (обычно гликоля) в скважину при разрушении уплотнения насоса. В большинстве случаев это не критично. Из-за более низкой цены это более распространенный тип двигателей.
Двигатели, работающие в сухой среде, с обмоткой коробки скважинного насоса (консервированные двигатели) более технологичны и имеют больший срок хранения. Их сложнее выработать без масла, так как масло защищает от перегрева. Эти двигатели полностью исключают риск попадания нефти в скважину. Из-за того, что роторы двигателя скрыты коробчатой оболочкой, эти двигатели являются неремонтопригодными. В зависимости от возможности замены двигателя различают моноблочные и муфтовые насосы.
— Моноблочные насосы имеют единый корпус насоса и двигателя, а вал насоса является продолжением вала двигателя. Если один из них поврежден, необходимо заменить весь насос. Моноблочные насосы дешевле и чаще всего используются для бытовых нужд.
— В звенных насосах насос и двигатель расположены отдельно и соединены друг с другом. Такие насосы дороже, но в них можно заменить только вышедшие из строя элементы, если речь идет о двигателе или части насоса. Для непрерывной работы насоса выгоднее использовать именно такие насосы. Насосы различают на формальные и пескостойкие.
— Формальные насосы допускают содержание песка в перекачиваемой жидкости не более 50-60 г/м3.
— Пескостойкие насосы допускают содержание песка 100-300 г/см3. Следует отметить, что повышенное содержание песка не означает, что насос не может перекачивать воду. Обычно это означает более быстрый износ внутренних деталей насоса и сокращение срока службы.
В зависимости от материала рабочего колеса насосы могут быть пластиковыми или металлическими.
— Большинство современных моделей насосов предпочитают изготавливать плунжер и диффузор из полимера (в основном норила). Это дешевле, но такие перья более чувствительны к истиранию, чем песок, чем скважины.
— В некоторых моделях насосов наполнитель с пищевым наполнителем изготавливается из нержавеющей стали AISI 304. Это более дорогое, но более долговечное решение.
— Для больших промышленных насосов обычно используются чугунные крылья. Чугун менее устойчив к коррозии, но стоит дешевле и лучше переносит трение.