Подбор скважинного насоса ЭЦВ

Перед монтажом скважинных насосов необходимо ознакомиться с паспортными данными на скважины, при этом прежде всего следует обращать внимание на конечный диаметр скважины, сопоставляя его с габаритами насосного агрегата.

По результатам опытных откачек и кривой удельного дебита определяют глубину до динамического уровня при запроектированном подъеме воды из скважины.

Всас насоса должен находиться в скважине на 2—3 м ниже расчетного динамического уровня. Зная глубину погружения насоса, подготавливают соответствующее количество водоподъемных труб со стальными муфтами или фланцами. Перед монтажом нужно проверить глубину скважины до забоя.

В случае заиления рабочей части скважины породой необходимо прочистить ствол желонкой или промыть эрлифтной установкой. Во время сооружения скважины проверяют наличие срезов вырезанных и извлеченных обсадных труб. Эту проверку производят опуском печатей (рис. 1).

Рис. 1. Печать

1 — газовая труба;

2 — фланец;

3 — деревянный диск;

4 — кровельное железо;

5 — мыло или пластик, глина жирная;

6 — муфта

По оттиску и глубине спуска печати определяют диаметр и глубину до среза, т. е. до верха оставленной в скважине трубы. Диаметр оставленной в скважине трубы необходимо сопоставить с диаметром запроектированного скважинного насоса. Диаметр деревянного диска обычно на 5—8 мм меньше обсадной трубы, в которую опускают печать.

После монтажа насоса, установки опорной плиты на фундамент и герметизации устья скважины производят обвязку устья.

Разработан герметический оголовок для скважинных насосов с погружными электродвигателями, представленный на рис. 2. Оголовки предназначены для герметизации устья скважины, в которых предусматривается установка центробежных скважинных насосов.

Пример условного обозначения герметичного оголовка с условным проходом 150 мм конструктивного исполнения 1-ОГ-150:

Герметичный оголовок (рис. 2) состоит из устьевого патрубка 1 и опорной плиты 2, соединенных между собой при помощи болтов 3, гаек 4 и прижимных шайб 5.

Рис.2. Герметизация устья скважины

1 — устьевой патрубок;

2 — опорный фланец;

3 — болт;

4 — гайка;

5 — прижимная шайба

Устьевой патрубок бетонируют в фундамент устья скважины. Несоосность его относительно колонны обсадных труб не должна превышать 2—3 мм. Если в устье скважины имеется кондуктор, опорную плиту можно устанавливать непосредственно на кондуктор с применением промежуточного переходного фланца.

Герметизацию стыка опорной плиты и устьевого патрубка осуществляют с помощью резинового уплотнительного кольца, установленного в паз на опорной плите. На верхней плоскости опорной плиты размещены три сальника, служащие для уплотнения жил токоподводящего кабеля, и сальник для уплотнения провода от датчика «сухого хода».

При отсутствии датчика «сухого хода» отверстие под сальник закрывают заглушкой. На опорной плите имеется также отверстие, закрывающееся металлической пробкой, которое служит для замера уровня воды в скважине. Оно может быть также использовано для хлорирования воды в скважине. К колену на опорной плите приварен штуцер для установки манометра.

После установки насоса в скважину, оборудованную герметичным оголовком, необходимо проверить скважину на герметичность. Для этого проходное отверстие колена и штуцер заглушают и через отверстие для замера уровня воды в скважину компрессором нагнетают сжатый воздух под давлением 0,05 МПа (5 кгс/с м²), предварительно смазав мыльным раствором стык опорной плиты и патрубка и сальники. Отсутствие пуырьков воздуха свидетельствует о хорошей герметиции скважины.

Установка опорной плиты насоса на фундамент способствует более продолжительной его эксплуатации.

Во время работы насосный агрегат и водоподъемные трубы вибрируют, что приводит к ослаблению стыков водоподъемных труб, к утечке воды, уменьшению развиваемого напора и подачи воды, а иногда и к авариям. В каталоге на скважинные насосы приведены типоразмеры насосов, графики их технических характеристик. Характеристики составлены для эталонных насосов и имеют некоторые отклонения из-за разных конструктивных решений узлов, применяемых материалов.

Развиваемый насосом напор, как правило, не влияет на подачу воды.

Например, насос ЭЦВ10 с подачей воды 63 м³ /ч изготавливают для напоров 40, 65, 110, 150, 180 и 270 м. Для увеличения напора устанавливают более мощный электродвигатель и прибавляют число рабочих ступеней.

Чтобы подобрать нужный насос при запроектированной подаче воды, необходимо подсчитать потребный напор Н. Он складывается из глубины до динамического уровня, потери напора в водоподъемной трубе на участке от динамического уровня до поверхности i, потребного напора от устья скважины до верхнего уровня воды в водонапорной башне резервуара Р. При подаче воды непосредственно в водопроводную сеть до верхнего этажа жилого дома напор подсчитывают с учетом разницы абсолютных отметок, потребного напора при изливе в наивысшей точке подачи воды и потерь напора в водопроводной линии h (рис. 3).

Рис. 3. Схема подсчета требуемого напора

С учетом возможных увеличений потерь напора в процессе эксплуатации из-за коррозионных отложений на внутренних стенках водопроводных труб, дополнительно установленной сетевой арматуры, фасонных частей подсчитанный потребный напор увеличивают на 10—12 м.

Потери напора в водоодъемной и водопроводной трубах подсчитывают по«Таблицам для гидравлического расчета стальных, чугунных и асбестоцементных труб» Шевелева Ф. А. Потребный напор от устья скважины до излива воды замеряется манометром, установленным на оголовке скважины перед задвижкой.

Пример.

Требуется подобрать напор скважинного насоса с подачей 20 м³ /час.

Вода подается в водонапорный бак, находящийся на абсолютной отметке на 20 м выше скважины.

Высота от поверхности земли до верхнего уровня воды в баке 12 м.

Статический уровень h в скважине установился на глубине 60 м.

По графику удельного дебита при подаче воды 20 м³ /ч понижение уровня S составляет 9 м.

Следовательно, динамический уровень будет находиться на глубине h = 60 + 9 = 69 м.

Насос с погружным электродвигателем должен быть опущен в скважину на глубину 69 + 3 = 72 м, считая от всасывающей камеры (3м — подпор насоса, необходимый для нормальной работы).

По таблице гидравлических расчетов потери напора в водоподъемной трубе насоса диаметром 70 мм на каждые 10 м длины составляют 0,9 м.

При длине водоподъемной трубы 69 м (до динамического уровня) потери напора составят 0,9 X 6,9 = 6,2 м.

На оголовке скважины установлены колено диаметром 70 мм, задвижка, водосчетчик и обратный клапан.

Суммарные местные потери напора в сетевой арматуре составляют около 1 м.

Высота подъема воды в водонапорный бак с учетом разницы абсолютных отметок (20 м) и потерь напора в водопроводной трубе от скважииы до бака составит Р = 12 + 20 + (потери напора в водопроводной трубе, зависящие от ее диаметра и протяженности).

Пусть эти потери равны 6 м.

Тогда необходимый напор у поверхности земли составит 12 + 20 + 6 = 38 м.

Следовательно, требуемый напор насоса будет равен Н = 69 + 1 + 38 + 6,2 = 114,2 м.

С учетом возможных дополнительных потерь напора, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации, расчетный напор увеличивают на 10—15 м.

Следовательно, для нашего примера потребуется насос с напором не менее 125—130 м.

Наиболее подходящим по каталогу будет насос марки ЭЦВ8-16-140 с подачей 19 м³ /ч воды, с электродвигателем мощностью 11 кВт.

Если полученный насос развивает больший напор, чем требуется, необходимо снять часть рабочих ступеней с направляющими аппаратами, чтобы уменьшить напор.

Вместо снятых рабочих колес, с направляющими аппаратами, на вал насоса устанавливают втулку, размером равную сумме длины снятых рабочих колес. Укорачивать вал насоса не рекомендуется.

Пример:

Имеется насос марки ЭЦВ10-63-180 с подачей воды 63 м³ /ч и напором 180 м. с девятью ступенями и мощностью электродвигателя 48 кВт.

Необходим насос с развиваемым напором 110 м. (ЭЦВ10-63-110).

Одна ступень полученного насоса развивает напор Н = 180/9 = 20 м.

Для получения напора 110 м количество оставляемых рабочих ступеней составит n= 110/20 = 5,5 ступеней, принимаем 5.

Это соответствует напору насоса ЭЦВ10-63-110.

Установленная мощность снижается с 48 до 32 кВт.

Подача воды будет производиться при полностью открытой задвижке, что позволит значительно снизить расход электроэнергии.

Допустим, что до снятия лишних ступеней насоса разница давлений на оголовке скважины до и после задвижки составляла 70 м. Насос работает круглосуточно.

Подача воды не изменилась (63 м/час.), подставляя данные в формулу, получаем: е= 63х70 / 367,2х 0,6х24х365 = 175 600 кВт/ч.

Перед спуском насосного агрегата в скважину полость электродвигателя заполняют водой. После заливки электродвигателя водой, присоединения к выводным концам токоподводящего кабеля необходимо произвести проверку на сопротивление изоляции обмотки статора, мест спайки выводных концов электродвигателя к токоподводящим кабелям, которые должны быть не ниже 0,5 МОм.

Опорная плита насоса должна опираться на фундамент, который поглощает вибрацию насоса при его работе.

К станции управления скважинного насоса подключают токоподводящий кабель, сечение которого должно соответствовать мощности электродвигателя, датчик холостого хода и защиту от максимального тока.

К ней же подключают датчики максимального, минимального уровня воды в резервуаре, баке водонапорной башни, реле давления при подаче воды непосредственно в водопроводную сеть, счетчик числа часов работы насосного агрегата.

Станция управления должна соответствовать мощности электродвигателя насоса.

Подключать электродвигатель к силовой линии, минуя станцию управления, категорически запрещается