Фильтровая колонна для скважины что это
Фильтр для скважины
Песчинки, которые содержатся в воде, обязательно испортят насос и засорят трубопровод. И чтобы этого не произошло, в водозаборной части скважины устанавливают фильтр, или фильтровую колонну. Как устроены сетчатые и гравийные фильтры для скважин и какой тип выбрать?
На фото:
Конструкция фильтровой колонны
Что такое фильтровая колонна? Фильтровая часть обсадной колонны скважины. Она располагается внутри водоносного пласта и состоит из фильтра и отстойника.
Отстойник. Находится в нижней части фильтровой колонны. По сути, это отрезок трубы от ее нижней части до фильтрующего участка, закрытый заглушкой. В нем оседает шлам, который вымывается из фильтра. Отстойник — емкость объемная, и, в отличие от фильтров, чистить его за все время эксплуатации скважины не придется.
Фильтр. Отрезок обсадной колонны с перфорированными в ней отверстиями или прорезями. Через них вода попадает в колонну. площадь перфорации должна составлять 20-305 от площади всей фильтровой части. Различают сетчатые и гравийные фильтровые колоннны.
Универсальный вариант. Сетчатые скважинные фильтры могут использоваться как в мелких песчаных, так и в глубоких известняковых (артезианских) скважинах.
На фото: сетчатый фильтр от компании MSS Sand Screen.
Сетчатые фильтры
Классифицируются по виду сетки. Сетка различается п способу плетения и может быть:
Выбор сетки зависит от типа грунта. Скважинные фильтры с обычной и киперной сетками используются для скважин, пробуренных в крупнозернистом и гравийном песке, с галунной — при средне- и мелкозернистой породе.
Размер ячейки выбирают по итогам пробы. Чтобы выбрать фильтр для воды из скважины, необходимо сделать пробный отбор воды и определить размер твердых частиц, находящихся внутри водоносного пласта.
Материалы. Сетчатые фильтры изготавливаются из латуни, капроновых или лавсановых нитей, стеклоткани.
Гравийные фильтры
Используются в мелких песчаных скважинах. Гравийный фильтр для воды из скважины можно использовать как совместно с сетчатым, так и отдельно. В известняковых источниках гравий для фильтрации используют очень редко, так как содержание мельчайших частиц породы в водоносных горизонтах глубокого залегания ничтожно.
Простой, недорогой и эффективный способ. Пространство между стенками скважины и трубой обсыпают гравием. Высота отсыпки должна составлять от 90–100 мм и более — в зависимости от диаметра скважины, загрязненности воды и интенсивности пользования источником. Используйте гладкие камушки примерно одинакового размера, чтобы зазоры между ними были как можно меньше и качество фильтрации, соответственно, выше. В гравийном слое застревают мельчайшие частицы песка. Со временем они вымываются оттуда поступающей в скважину водой и опускаются в отстойник.
Конструкция скважины на воду: строение, как выглядит и работает
При отсутствии централизованного водоснабжения обеспечить дом водой можно с помощью искусственного автономного источника – скважины или колодца. Этот вариант многим кажется гораздо предпочтительнее первого, так как позволяет не зависеть от работы общей системы и самостоятельно контролировать такие параметры, как напор и качество воды. По сравнению с колодцем, конструкция скважины более надежна и эффективна, поэтому именно её владельцы загородных домов выбирают чаще.
Из чего состоит водяная скважина
Если посмотреть на скважину в разрезе, то видно, что это длинный и узкий шурф, уходящий в недра земли до водоносных слоев. От колодца она отличается очень небольшим диаметром по сравнению с длиной (глубиной) канала. Устройство скважины зависит от её назначения, это может быть геологоразведка с изучением структуры грунта, поиск месторождений природных ресурсов, добыча газа, нефти, воды.
Нас в первую очередь интересует устройство скважины для воды – из каких элементов она состоит, каким образом и с помощью какого оборудования вода из неё подается потребителям.
Промежуток между внешней поверхностью обсадной трубы и земляными стенками пробуренного канала заполняют цементным раствором, который делает конструкцию более прочной и герметизирует скважину.
Конструкция скважины это ещё и состоящая из нескольких труб обсадная колонна, изолирующая канал с водой от земляных стенок ствола и предотвращающая их разрушение. Герметичность на стыках труб обеспечивает их резьбовое соединение.
В нижней водозаборной части скважины находится фильтр, препятствующий проникновению в канал песка, ила и других нерастворимых частиц, загрязняющих воду. А в верхней – оголовок либо адаптер в зависимости от того, какой насос применяется для подачи воды из скважины в водопроводную систему.
Трубы для обсадки
Сейчас большей популярностью пользуется обсадка из труб ПНД (полиэтилена низкого давления) и ПВХ (поливинилхлорида). Эти материалы имеют малый вес и хорошую прочность, в отличие от асбеста, и не подвержены коррозии и разрушению в отличие от стали. Кроме того, они самые доступные по цене. Поэтому водяная скважина получается недорогой, долговечной, ремонтопригодной и не загрязняет воду ржавчиной.
Стандартным и самым простым способом соединения труб в одну колонну является резьба, но возможна стыковка с применением сварки и муфтовых соединений. Сами трубы имеют длину от 3 до 6 метров, а их диаметр адаптирован к габаритам скважинных погружных насосов, которые и являются основным критерием для выбора сечения труб. Стандартные размеры сечения, которые могут незначительно отличаться у разных производителей:
Фильтры
Конструкция скважины на воду обязательно включает в себя фильтрующее устройство в забое, задача которого очищать воду от твердых примесей перед попаданием в обсадную колонну. Существует несколько разновидностей таких фильтров.
Это просто подушка из гравия, засыпанная в забой скважины, которая задерживает основные загрязнения со дна. Одного гравийного фильтра недостаточно для качественной очистки воды, он применяется только в качестве дополнительного барьера.
Если водозабор производится из известняковых или галечных пород, в которых отсутствуют мелкие примеси, достаточно грубого фильтра, представляющего собой трубу с просверленными в стенках круглыми отверстиями. Они задерживают крупные частицы и обломки, способные повредить насос.
Такой фильтр обычно устраивают на пластиковых трубах, делая длинные и тонкие прорези в их стенках. Воды через них просачивается легко, а песок остается снаружи.
Вместо сетки на каркас плотными спиральными рядами наматывают проволоку клиновидного сечения. Такой фильтр стоит дороже сетчатого, но он прочнее и долговечнее.
Видео описание
В этом видеоролике показано, как можно сделать скважинный фильтр своими руками:
Длина фильтрующей части зависит от характеристик водоносного слоя. Чем больше в нем мелких примесей, тем она длиннее. В среднем она составляет 2 метра.
Оголовок
От того, какой насос используется для забора воды, погружной или поверхностный, зависит, как устроена скважина для воды в своей верхней части.
Погружное оборудование находится непосредственно в обсадной колонне на определенном расстоянии от дна. Чтобы зафиксировать его в заданном положении и не допустить загрязнения воды через устье, применяют стальные, чугунные или пластиковые оголовки, устанавливаемые на верхний срез трубы.
Это типовая конструкция, подходящая к стандартным сечениям обсадных труб. Состоит она из двух фланцев с резиновой прокладкой между ними, выходными отверстиями для напорного трубопровода и электрического кабеля, и карабина для крепления насоса на тросе. Сначала на трубу надевается нижний фланец, затем через уплотнительное кольцо к нему болтами притягивают верхний с подвешенным насосом.
«Грузоподъемность» оголовка зависит от материала изготовления:
Адаптер
Если устройство скважины на воду предполагает перекачивание воды поверхностным насосом, то он забирает её через шланг или трубопровод, который входит в обсадную колонну через её стенку. Этот вход осуществляется через адаптер – конструкцию, одна часть которой устанавливается внутри скважины и соединяется с напорным трубопроводом, а вторая накручивается на неё снаружи через отверстие в стенке и соединяется с водопроводной магистралью. Герметичность соединения обеспечивают резиновые прокладки.
Если скважина эксплуатируется круглый год, точка ввода располагается ниже уровня промерзания грунта, чтобы вода в подающей магистрали не замерзала зимой.
Видео описание
Из чего состоит скважина, как её правильно обустроить, смотрите в видео:
Изготовление и обустройство
Скважина может снабжать водой один дом или целый поселок, от количества потребителей зависит её мощность, глубина и другие параметры, определяемые при проектировании.
Способ бурения подбирается с учетом особенностей грунта на участке и длины будущего канала. Своими силами удается пробуривать только неглубокие скважины на песок, в остальных случаях прибегают к услугам специалистов, которые профессионально определяют оптимальный принцип бурения скважин на воду и производят его с установкой обсадных труб.
Для сохранения чистоты скважины, нормальной работы насосного оборудования и собственного удобства устье скважины обустраивают, оснащая оголовком или адаптером.
При использовании погружного насоса или поверхностного, расположенного непосредственно около устья скважины, вокруг него устраивают кессон – яму с утепленной крышкой и герметичными стенками и дном.
На рисунке видно, как выглядит скважина на воду в разрезе, оборудованная погружным насосом. В кессоне достаточно места и для установки поверхностного центробежного насоса, который подключается к источнику через адаптер, а затем по трубе, проложенной в земле, перекачивает воду в дом. Здесь же размещают гидроаккумулятор и автоматику управления. Эта схема применяется для домов с постоянным проживанием и позволяет защитить саму скважину и водопроводную магистраль от промерзания.
Кессон можно сделать своими руками из бетонных колец или монолитного железобетона либо купить готовую металлическую или пластиковую емкость.
Видео описание
Как залить бетонный кессон, смотрите в видеоролике:
Принцип работы скважины, эксплуатируемой только летом, тот же, но можно обойтись без заглубленного кессона, соорудив над устьем простое укрытие от пыли и осадков. Но на зиму её консервируют, отключая оборудование и утепляя оголовок.
Плюсы и минусы щелевого фильтра для скважины и как его сделать своими руками
Тот, кто серьезно задумался об обустройстве личного участка водоснабжения, в скором времени столкнется с проблемой: ставить фильтр для скважины или не ставить? А если да, то какой подойдет в том или ином случае?
Данный текст поведает о преимуществах конкретно щелевого фильтра для скважины.
В каких случаях необходим?
Необходимость ставить щелевой фильтр для очистки воды зависит от особенностей почвы в той местности, где бурят скважину. При обнаружении у горизонта воды устойчивых горных пород установка фильтра не обязательна.
Если же есть залежи:
без него не обойтись.
Объективные причины для приобретения очищающего фильтра:
Принцип работы
Щелевой фильтр для скважины — труба из нержавеющей стали или полипропилена с продольными щелями. Он имеет корпус с входными и выходными патрубками и пластинчатый фильтрующий элемент.
В самых простых моделях такого фильтра в качестве пластинчатого элемента используют металлическую сетку. Верхний и нижний щелевые фильтры, а также водопроводная труба вместе составляют распределительную систему фильтровального устройства.
Специальные отверстия шириной 15-25 мм не дают мельчайшим частицам покинуть фильтр, подавая чистую воду без примесей.
Преимущества и недостатки
Данный тип фильтров для очистки считается наиболее популярным. Ниже приведены плюсы и минусы такого устройства, которые стоит учитывать при подборе фильтра для конкретного участка водоснабжения.
Преимущества:
Недостатки:
Что отличает от других разновидностей?
Для начала следует уточнить, какие виды очистительных фильтров бывают:
Щелевая и дырчатая конструкции похожи между собой. Они пользуются популярностью у потребителей благодаря своей высокой эффективности за низкую стоимость. Такие конструкции легко чистить и ремонтировать.
Основное различие заключается в том, что в первом случае забор воды происходит через щели, а во втором — через дыры. У дырчатого фильтра нет склонности к снижению кольцевой жесткости трубы. Потому он отличается особенной эффективностью на больших глубинах, когда есть высокая вероятность движения грунта.
Проволочная конструкция тоже достаточно проста в исполнении, тем не менее, чистка такого фильтра забирает много времени и сил. При использовании в жесткой воде проволочный фильтр невозможно заменить на другой.
Достоинством гравийных фильтров считается их природность и чистота. Тот, кто ставит себе такой, может быть уверен в отсутствии вредных примесей в воде. Но есть и минус: конструкцию фильтра тяжело почистить или отремонтировать.
Изготовление фильтрационной скважинной системы своими руками
Сделать скважинный щелевой фильтр самостоятельно не составляет труда. Для начала нужно определиться с материалом для трубы — основы фильтра. Это может быть нержавеющая сталь или полипропилен.
Сегодня преимущество отдается полипропилену, так как служит дольше нержавейки, не меняя физический и химический состав воды.
Необходимые материалы для сборки фильтра:
Пошаговая инструкция по изготовлению своими руками:
Специалисты по установке таких систем говорят, что сеть из латуни практичнее и прочнее. А врачи склоняются в пользу пищевой нержавеющей стали, ведь она делает воду безопасной для здоровья.
Наглядно увидеть процесс изготовления щелевого фильтра можно на видео.
Установка
Заключение
Выбирая фильтр для своего участка водоснабжения, учитывайте особенности местности и грунта, цели, в которых будет использована вода и желаемый эксплуатационный срок устройства.
Помните, что лучше всего устанавливать фильтр в процессе бурения скважины, что сохранит ваши деньги и время.
Оборудование скважин фильтрами.Типы фильтров
Фильтры устанавливают только в рыхлых и неустойчивых породах. В скважину опускают фильтровую колонну, которая состоит из надфильтровой части, рабочей части, или собственно фильтра, и отстойника с пробкой. Отстойник служит для осаждения прошедших через рабочую часть фильтра частиц породы.
Все существующие фильтры могут быть разделены на: а) дырчатые, или щелевые; б) проволочные; в) сетчатые; г) гравийные и д) гравитационные.
Самым простым видом фильтра является труба-каркас с круглыми или щелевыми отверстиями. Фильтровые трубы, каркасы изготовляют из стальных, чугунных, деревянных, пластмассовых, асбестоцементных и реже – из керамических и гончарных труб. При выборе материала для фильтровых каркасов учитываются их коррозионная устойчивость, возможность механической обработки и прочность. Для изготовления каркасов трубы перфорируют.
Применяются штампованные фильтры из нержавеющей стали, меди или черных металлов с антикоррозийными покрытиями.
Каркасно-стержневые фильтры изготовляют из металлических стержней диаметрами 12–18 мм, укрепляемых на опорных фланцах.
Фильтры с проволочной обмоткой изготовляют как трубчатые, так и стержневые. Шаг обмотки спирали из круглой проволоки диаметром 1,5–3 мм или другого (например, трапецеидального, треугольного) сечения устанавливается в соответствии с гранулометрическим составом пород водоносного горизонта.
Оплетку проволокой делают поверх трубчатого или стержневого каркаса. Проволочный фильтр сверху может быть покрыт сеткой.
Сетчатые фильтры состоят из дырчатой трубы-каркаса, обмотанной продольными рядами или по спирали проволокой диаметром 2–5 мм с шагом в 10–25 мм с тем, чтобы сетка не прилегала плотно к каркасу.
На проволочное покрытие натягивают сетку, которую припаивают, сшивают или склеивают на концах и по шву.
Для изготовления сетчатых фильтров используются сетки нескольких типов: а) простая квадратная; б) гладкого или галунного плетения; в) киперная или саржевая.
В качестве материала для сетки используют медь, латунь, нержавеющую сталь, пластмассы, ткани из стекловолокна, нить капрона, нейлона и другие синтетические материалы. Для предупреждения электрохимической коррозии каркас фильтра изготовляют часто из неметаллических труб. В некоторых случаях стальной каркас обтягивают сеткой и проволокой из нержавеющей стали или же применяют сетки из пластических масс.
Сетчатые фильтры не рекомендуются для однородных мелкозернистых песков, а также для слюдистых водоносных песков, т. к. при этом не обеспечивается нормальная работа фильтра – уменьшается его скважность. Получили распространение сетки из стекловолокна: окна могут быть использованы в водах любого химического состава.
Сетчатые фильтры с успехом могут заменяться поролоновыми. Такие фильтры используются при оборудовании опытных и водозаборных скважин технического назначения. Рекомендуются поролоновые покрытия для рыхлых песчаных пород. Они стойки к агрессивным средам, просты в изготовлении, не дороги. Для их создания применяют поролон толщиной 5–10 мм.
Гравийные фильтры состоят из каркаса с проволочной обмоткой или сеткой и гравийной обсыпки. По способу изготовления различают гравийные фильтры, приготовляемые на поверхности и непосредственно в скважине. Первые устраивают в виде гравийно-кожуховых или корзинчатых. В обоих случаях гравий засыпают на поверхности в сетчатый кожух или специальные чугунные или стальные корзинки, укрепляемые на фильтровой трубе. Собранный фильтр спускают в скважину.
При устройстве гравийного фильтра в скважине засыпка гравия в зафильтровое пространство производится одновременно с извлечением из скважины временной колонны обсадных труб, перекрывающих водоносный горизонт.
Гравийные фильтры изготовляют в виде цилиндров различной длины и толщины. Фильтрующее покрытие выполняется в виде трубчатых блоков из гравия, щебня, дробленого шамота или огнеупорных глин с различными связующими материалами – цементом, битумом, клеем БФ-4, бакелитовым лаком, резиной и др., с помощью которых создается жесткая пористая структура фильтровых блоков.
Для глубоких скважин, пробуренных ударным и вращательным способами, известна конструкция бескаркасного керамического фильтра. Отдельные блоки его собирают в звено длиной 2,5–3,5 м с помощью арматурных стержней, изготовленных из стеклопластика или капрона.
Работа гравитационных фильтров основана на использовании принципа гравитационного отделения частиц породы из фильтрующейся среды. Вода попадает в фильтр через породу, располагающуюся перед входными отверстиями фильтра под углом естественного откоса.
Выбор конструкции фильтра производят в соответствии с составом водоносных пород, глубиной скважины, степенью агрессивности подземных вод, а также сроком действия скважин и их целевым назначением.
Конструкция скважин
Конечный диаметр скважины во многом определяется типом фильтра, его размерами.
Скважины с водоприемной частью в виде дырчатых или сетчатых фильтров без обсыпки их гравием имеют минимальный конечный диаметр. При применении фильтров с гравийной засыпкой конечный диаметр скважин увеличивается на 50–100 мм и более по сравнению со скважинами, оборудованными фильтрами других конструкций. При выборе диаметра фильтра, если размеры его не определяются какими-либо другими условиями, следует учитывать, что при диаметре фильтра менее 100 мм сильно снижается водообильность скважин.
Конструкция скважин определяется типом, размерами и местом установки водоподъемного оборудования. При установке насоса в фильтре диаметр его, а соответственно и конечный диаметр скважины, будут зависеть от размеров насоса. Если требуется установить насос большей производительности, его помещают над фильтром, в эксплуатационной колонне. В этом случае диаметр ее, называемый эффективным, также определяется поперечными размерами насоса. Для облегчения монтажа насоса, производства ремонтных работ и наблюдений за положением динамического уровня в скважине величину зазора между наружным диаметром корпуса насоса и внутренним диаметром эксплуатационной колонны принимают в пределах до 50 мм. Однако значительное увеличение эффективного диаметра приводит к утяжелению конструкции скважины и удорожанию стоимости работ. Во всех случаях конструкция скважины должна обеспечивать получение необходимого количества воды при минимальном снижении статического уровня. В остальном выбор и расчет конструкции скважин на воду осуществляется так же, как и скважин, проходимых на нефть или газ, т. е. с учетом применяемых типов и размеров долот, их соотношения с обсадными трубами, с расчетом на тампонажные работы.
Спуск фильтров в скважину может производиться на бурильных трубах или на колонне обсадных труб. При спуске фильтров на бурильных трубах применяется спускной ключ.
В отдельных случаях может быть применен центрирующий фонарь. При установке фильтра в скважину с неустойчивыми стенками, пройденную ударно-механическим способом, спуск его производится под защитой временной колонны обсадных труб, которую задавливают в нижний водоупор. После углубки скважины на длину отстойника в нее опускают фильтровую колонну. Обсадные трубы приподнимают на высоту фильтра или полностью извлекают из скважины. При эксплуатации нескольких водоносных горизонтов в скважину спускают ярусный фильтр, состоящий из ряда необходимых фильтров, расположенных против каждого горизонта. Напротив неводоносных пластов устанавливают сплошные трубы, соединяющие фильтры между собой. Для того чтобы песок и другие частицы пород не попадали в скважину, кольцевой зазор между надфильтровыми трубами, установленными «впотай», и обсадными трубами, уплотняют специальными сальниками, конструкция которых определяется материалом, из которого они изготовляются. В качестве последнего используются дерево, пенька, резина, свинец и др. При установке гравийного фильтра вместо сальника в зазор между надфильтровой и обсадной трубами засыпается крупный гравий, высота засыпки должна быть не менее 5 м.
В некоторых случаях фильтр спускается на колонне обсадных труб, выходящих на поверхность.
В устойчивых скальных породах водоносные горизонты могут эксплуатироваться «открытым стволом», т. е. без установки фильтра в интервале водоносного горизонта.
Для условий Беларуси широкое распространение получили безфильтровые водозаборные скважины, эксплуатирующие рыхлые породы – водоносные пески, залегающие под устойчивыми (обычно мелами или плотными девонскими глинами) выдержанными по мощности пластами путем разработки водоприемных каверн (полостей) с большой водозахватной способностью.
↑ Насосы
Для осуществления опытных откачек, водоснабжения и водопонижения используют разнообразные водоподъемные устройства: а) поверхностные – горизонтальные поршневые и центробежные насосы; б) погружные – штанговые поршневые насосы; в) вибрационные насосы; г) глубинные артезианские центробежные насосы с вертикальным валом и двигателем на поверхности, а также с погружным электродвигателем; д) эрлифты и водоструйные насосы.
Выбор типа водоподъемника определяется размерами эксплуатационной колонны, потребным дебитом и положением динамического уровня воды в скважине.
Горизонтальные поршневые и центробежные насосы применяются для откачек при глубине динамического уровня не ниже 6–7 м.
Наиболее удобны самовсасывающие центробежные насосы, смонтированные на тележках. Насосы могут быть использованы для откачки загрязненных вод. Кроме них применяются вихревые центробежные насосы, секционные центробежные, консольные заливные центробежные насосы и др.
Штанговые насосы простого и двойного действия применяются для откачки подземных вод при глубине динамического уровня ниже 6–8 м (до 100 м и более) при сравнительно небольших дебитах.
Штанговый насос простого действия состоит из приемного фильтра, укрепленного на насосном цилиндре, клапана, поршня с клапаном и манжетами. Насос монтируется в скважине на водоподъемных трубах, подвешиваемых с помощью хомутов в колонне обсадных труб. Поршень спускается в водоподъемные трубы на штангах, на шарнирных хомутах так, чтобы поршень не доходил на 20–30 мм до приемного клапана насосного цилиндра.
Для производства опытных откачек воды из скважин штанговыми насосами простого и двойного действия применяются различные агрегаты-качалки.
При гидрогеологических откачках воды из скважин с динамическим уровнем больше 100 м и при небольших дебитах применяют глубинные поршневые и скальчатые насосы с качалками, используемые в нефтяной промышленности.
В винтовых артезианских насосах (ВАН) подача воды достигается вытеснением определенных объемов воды, заключенных в полостях между винтом и резиновой обоймой. Артезианские насосы ВАН используются для откачек воды из скважин при динамических уровнях до 100 м.
Артезианские центробежные погружные насосы с вертикальным валом и двигателем на поверхности применяются в практике водоснабжения и водопонижения. Наибольшее распространение имеют насосы типа АТН, используемые в скважинах диаметром 200–400 мм при подаче 30–400 м 3 /ч с напором до 100 м. В насосном аппарате применяются рабочие колеса открытого и закрытого типов. Кроме них используются глубинные насосы типа НА и А для скважин большого диаметра с подачей воды до 1200 м 3 /ч. Проточная полость у них аналогична насосному аппарату АТН. Однако весьма существенные недостатки глубинных насосов – наличие длинного приводного вала от электродвигателя на поверхности к насосу в скважине; сложность монтажа, значительная металло- и энергоемкость, быстрый износ – все это послужило причиной замены их, там где это рационально, более совершенными погружными насосами.
Артезианские насосы с погружным электродвигателем получают все большее распространение при гидрогеологических исследованиях, для водоснабжения, при осушительных и водопонизительных работах.
Привод погружных насосов обеспечивается в основном водозаполненным асинхронным трехфазным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, статорная обмотка которого выполняется из провода с изоляцией на полиэтиленовой или полихлорвиниловой основе. Такие электродвигатели просты по конструкции и надежны в работе.
Артезианские насосы с погружным электродвигателем выпускаются различных серий: 1) АП и АПВ; 2) ЭЦВ; 3) ЭПЛ; 4) ЭПНЛ и ЭПН.
В насосе ЭПН рабочий аппарат, выполненный в виде вертикального многоступенчатого центробежного насоса с неразгруженными рабочими колесами, соединен с водонаполненным электродвигателем с принудительным проточным охлаждением.
Эрлифты или воздушные подъемники находят широкое применение для откачки воды с песком и в тех случаях, когда необходимо получить большое количество воды при сравнительно небольших размерах скважин. В практике работ применяются схемы установки эрлифтов, отличающиеся расположением в скважине воздухоподводных и водоподъемных труб.
Действие эрлифта основано на принципе двух сообщающихся сосудов, заполненных жидкостями разного удельного веса. В эрлифтную установку входят: а) компрессор с двигателем и воздухосборником; б) водоподъемные трубы со смесителем и приемным баком; в) компрессорные трубы от компрессора к скважине.
Водоструйные насосы или гидроэлеваторы находят применение при производстве строительных работ, при водопонижении в виде гидроэжекторных установок и при гидрогеологических исследованиях скважин. Водоструйные насосы в виде специальных устройств – испытателей пластов – находят применение при ускоренном опробовании водоносных горизонтов. В испытателях пластов водоструйный насос конструктивно связан с временным тампонажным устройством – пакером. В основу действия водоструйного насоса положен принцип непосредственной передачи кинетической энергии одного потока (подаваемого с поверхности) к другому с меньшим запасом энергии (жидкости, поднимаемой погружным насосом на поверхность). Рабочая вода под некоторым давлением подводится к насадке, через которую с большой скоростью попадает в камеру смешения и далее через напорный трубопровод на поверхность. Вода из скважины поступает (в связи с образуемым разрежением в эжекционном аппарате) в камеру смешения, увлекается рабочей струей жидкости и также выносится на поверхность.
Достоинством этих насосов является возможность перекачивать мутную воду, недостатком – низкий к. п. д. (не выше 40 %).
Для откачки мутной воды, содержащей частички глины, песка и даже шлама и гравия могут быть также применены вибрационные насосы. Насосная установка состоит из вибратора, установленного на поверхности, и водоподъемных труб, спущенных в скважину, с клапанным устройством для забора воды. На водоподъемных трубах устанавливаются направляющие фонари.
Вибрационная установка может обеспечивать подъем воды из скважины с динамическим уровнем до 30 м ниже поверхности земли.
↑ Оборудование устья скважины
Оборудование устья скважины зависит от положения статического уровня воды, типа и размера используемого насоса.
Для оснащения устья скважины при низком статическом уровне к опорному фланцу, приваренному к обсадной трубе, присоединяют нижний фланец насоса или сальник центробежного вертикального насоса.
Над устьем самоизливающейся скважины к обсадной колонне труб присоединяют оголовок с отводным коленом и задвижкой. К центробежному насосу подводят всасывающий патрубок.
При оборудовании устья фонтанирующей скважины без насоса устраивают оголовок, обеспечивающий регулирование подачи воды к потребителю, а также предотвращающий возможные гидравлические удары.
Автоматизация водоподъемных установок подразделяется на три группы: 1) полуавтоматическое управление; 2) дистанционное телеуправление и 3) автоматическое управление. При полуавтоматическом управлении за оператором сохраняется обязанность только пуска и остановки насоса. Остальные операции выполняются автоматически. Телеуправление является дальнейшим развитием полуавтоматического управления. В обязанности диспетчера при этом входит управление всеми установками с одного пункта по проводам.
При автоматическом управлении все операции выполняются по определенной заданной программе.
Автоматизация может осуществляться для одной или нескольких насосных установок.
Обычно регулирующая и управляющая аппаратура поставляется заводами в комплекте с насосными установками. В состав этой аппаратуры для насосов с погружными электродвигателями входят: станция автоматического управления, датчики уровня и давления.
Автоматическое включение и выключение насоса обеспечиваются станцией управления по сигналам датчика уровня, расположенного в водозаборном резервуаре или в баке водонапорной.