Как правильно подобрать глубинный насос для водозаборной скважины
После бурения любой водяной скважины самым важным условием её успешной и эффективной эксплуатации является правильный подбор подземного оборудования. Прежде всего это относится к выбору глубинного насоса.
Проектировщики всегда указывают в паспорте скважины рекомендуемый тип и диаметр насоса. При этом они руководствуются предполагаемым дебитом скважины, глубиной расположения водоносного слоя и необходимым количеством добываемой воды. Но при бурении часто возникают непредвиденные ситуации, приводящие к изменению планируемых параметров скважины. Так, например, может измениться фактическая глубина скважины, диаметр обсадной колонны или производительность сооружения. Кроме того, в процессе эксплуатации может возникнуть необходимость откачки другого объёма воды. В этих случаях необходимо осуществить подбор другого насосного оборудования, соответствующего фактическим характеристикам скважины или новым потребностям её владельца.
Больше статей по теме:
Как выбрать насос для скважины
Сначала проводится исследование скважины, определяются уточнённые данные, в том числе дебит, статический и динамический уровни и фактическая глубина. На основании полученных результатов осуществляется выбор подходящего глубинного насоса из стандартного ряда.
Классическим случаем является подбор насоса по его напору, паспортной производительности и давлению. Кроме того, по глубине расположения статического уровня и массе насосного агрегата определяют также необходимую длину и типоразмеры кабеля и страховочного троса. Следует отметить также и необходимость учёта токовой нагрузки и мощности электродвигателя.
Специалисты при подборе насоса руководствуются графиками, выбирая насосы, которые будут работать в нужных периодах рабочих характеристик.
Одним из существенных параметров насосного агрегата является его наружный диаметр. Очевидно, что насос в сборе с электродвигателем должен беспрепятственно спускаться в скважину, не повреждая обсадную колонну и другое подземное оборудование. Для скважин диаметром от 125 до 150 мм рекомендуемый зазор между минимальным внутренним диаметром обсадной колонны и максимальным внешним диаметром насоса должен составлять не менее 5 мм. С увеличением размеров обсадной колонны этот рекомендуемый зазор также увеличивается.
В принципе глубинный насос будет эффективно работать даже в том случае, если его диаметр будет гораздо меньше минимального размера обсадных труб. Опытные потребители и буровики часто устанавливают в водозаборные скважины насосы меньших размеров. Считается, что в этом случае вероятность аварий и осложнений значительно уменьшится.
Очевидно, срок эксплуатации насоса увеличится, если агрегат будет работать не с предельной нагрузкой, а иметь достаточный запас мощности.
Кроме того, так можно регулировать производительность скважины.
Отметим, что наружные габаритные размеры погружных насосов стандартизованы под диаметр обсадных труб.
Ниже приведены рекомендуемые оптимальные характеристики насосных агрегатов одной из советских марок для добычи подземных вод для конкретных диаметров водозаборных скважин.
Скважины диаметром 125 мм
Для гидротехнических сооружений, в которых смонтированы обсадные трубы диаметром 125 мм, специалисты рекомендуют устанавливать погружные электронасосные агрегаты диаметром не более 120 мм. Чаще всего такими размерами обладают подземные насосы производительностью 46,5 м3/час и напором от 75 до 160 м.
В зависимости от производительности, такие насосы рассчитаны на номинальную токовую нагрузку от 6,5 до 12 А, при этом мощность электродвигателя таких агрегатов составляет 2,2 4 кВт.
Длина таких насосных агрегатов обычно составляет от 1200 до 2010 мм. Агрегаты такой производительности в скважину обычно устанавливают вручную, поскольку их масса не превышает 67 кг. Чаще всего для их монтажа используют трубы ПНД. Но некоторые собственники предпочитают всё же использовать стальные трубы в качестве эксплуатационной колонны.
Рекомендуем почитать:
Скважины диаметром 150 мм
Если в скважине установлена обсадная колонна диаметром 150 мм, то наиболее оптимальным выбором будет насосный агрегат, имеющий наружный диаметр не более 145 мм. Выбрать насосы таких габаритов можно различной производительности: от 4 до 25 м3/час.
Напорные характеристики этих агрегатов находятся в пределах от 20 до 350 м, а номинальный ток от 4,6 до 33 А. Соответственно, мощность этих агрегатов также изменяется в зависимости от производительности от 3 до 13 кВт.
Длины этих насосных агрегатов в сборе с электродвигателем различны: от 9650 до 1965 мм.
Насосы подобных типоразмеров с напором до 190 м можно монтировать вручную, так как их вес не превышает 100 кг. Насосы этого же ряда с большей производительностью и напором, и, соответственно большей массы, монтируются только с помощью специальных механизмов. При этом используются эксплуатационные колонны из стальных или пластиковых труб.
Водозаборные скважины диаметром 200 мм
При условном диаметре скважины 200 мм, рекомендуется подбирать глубинный насос диаметром 189 мм, что увеличит зазор между стенками скважины и насосом до 11 мм. Такие насосы стандартных типоразмеров имеют производительность от 16 до 65 м3/час.
Эти насосные агрегаты обладают напором от 15 до 400 м, при этом номинальный ток колеблется в пределах от 5,5 до 108 А. При длине от 880 до 2240 мм, эти агрегаты весят до 202 кг.
Такое оборудование спускают в скважину с помощью лебёдки, чаще всего используя стальные трубы для эксплуатационной колонны.
Насосные агрегаты для скважин диаметром 250 мм
В случае эксплуатации водозаборной скважины условным диаметром 250 мм, зазор необходимо ещё более увеличить. Для этого надо выбрать погружной электронасосный агрегат с максимальным внешним диаметром не более 235 мм. Эти электронасосные агрегаты нескольких типоразмеров имеют производительность от 65 до 200 м3/час, а мощность электродвигателя от 167 до 130 квт.
Напор таких погружных агрегатов составляет от 20 до 275 м, а номинальная токовая нагрузка находится в пределах 27260 А. Выпускаются такие насосы длиной 1275-3100 мм, в зависимости от паспортных характеристик.
В водозаборную скважину эти агрегаты спускаются с применением специального оборудования, так как вес некоторых моделей достигает 444 кг.
Очевидно, что для такого оборудования предпочтительнее использовать стальные трубы.
Подбор насоса для скважин условным диаметром 300 мм
В водозаборные скважины большого диаметра, например, 301 мм, следует устанавливать погружные насосы, имеющие максимальный наружный габаритный диаметр 281 мм, что обеспечит зазор между насосом и стенками скважины не менее 20 мм. Насосы таких габаритов выпускают производительностью от 160 до 255 м3/час.
Напор этих типоразмеров составляет 65200 м3/час, а номинальный ток в пределах от 55 до 270 А. Длина насосов для таких скважин составляет от 1345 до 2750 мм при массе 219463 кг. Максимальная мощность некоторых, выпускаемых отечественными производителями этих моделей, составляет 130 кВт, а минимальная 22 кВт.
Как правило, такие агрегаты монтируют только с помощью специальных лебёдок и эксплуатируются преимущественно со стальными трубами.
Некоторые особенности эксплуатации насосов разработанных в СССР
Понятно, что электронасосные агрегаты больших диаметров имеют и более высокую производительность. Поэтому такие насосы обычно используются в скважинах с большим дебитом, как правило при строительстве промышленных водозаборов для посёлков, дачных товариществ или даже городских районов. Индивидуальные водозаборные скважины, эксплуатируемые в частных домовладениях, имеют не такие большие дебиты. Чаще всего такие скважины оборудуют отечественными насосами, имеющими диаметр 125 мм и соответствующую скважине производительность.
Все приведённые рекомендуемые характеристики насосных агрегатов обеспечивают не только требуемую производительность скважины, но и позволяют беспрепятственно производить все необходимые ремонтные и профилактические работы. Особенно это актуально при спуске в скважину дополнительного оборудования или инструментов.
Кроме габаритных размеров необходимо также обязательно учитывать и другие, не менее важные характеристики выбираемого подземного насоса. Например, если производительность насосного агрегата превышает дебит скважины, то потребляемый таким оборудованием ток уменьшается. Это приводит к неравномерной подаче воды и выходу из строя дорогостоящего подземного оборудования. Тогда в лучшем случае насос придётся заменить, а худшем случае потребуется капитальный ремонт скважины.
В идеальном случае, подбор насоса производят, исходя из его необходимости его эксплуатации в так называемой рабочей части характеристики.
Отметим, что в паспортных характеристиках электронасосов всегда указываются колебания номинального тока. Что необходимо учитывать для каждой конкретной электросети. Кроме того, следует иметь в виду, что пусковые токи всегда значительно превышают номинальные значения.
В настоящее время, водозаборные скважины часто оснащают частотными регулируемыми приводами (ЧРП). Такие устройства обеспечат не только правильную эксплуатацию насосных агрегатов в пределах рабочей части характеристики и значительно снизить вероятность поломок, но и позволят сэкономить потребляемую электроэнергию. ЧРП ощутимо снизят эксплуатационные затраты.
В скважинах большой глубины монтаж или замена подземных насосов производится с помощью специального оборудования.
В неглубоких скважинах с обсадной колонной небольшого диаметра спуско-подъёмные операции допускается выполнять вручную. При этом необходимо прежде всего внимательно ознакомиться с инструкцией и при выполнении работ строго соблюдать все указанные в ней требования безопасности.
Заключение
Выбор подземного оборудования – это очень ответственный этап строительства водозаборного сооружения. Поэтому владельцам скважин, впервые сталкивающиеся с необходимостью подбора глубинного насоса для конкретной скважины, рекомендуется выполнить простейший расчёт по определённой методике и обязательно проконсультироваться со специалистами. В противном случае собственники скважин рискуют получить нештатные ситуации, ликвидация которых потребует значительных усилий и финансовых затрат.