устройство для забора воды из скважины

Формула изобретения

Устройство для забора воды из скважины, содержащее напорный трубопровод, помещенные в надфильтровую трубу скважины многосекционный насос с погружным электродвигателем, валы которых жестко соединены, размещенный в держателе защитно-уплотняющий элемент, полость которого соединена с напорным трубопроводом отводом перекачиваемой воды, отличающееся тем, что защитно-уплотняющий элемент размещен в держателе с возможностью обеспечения гидроуплотнения между стенкой надфильтровой трубы и корпусом первой секции многосекционного центробежного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности, для подачи артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения.

Известно устройство для забора воды из скважины, содержащее напорный трубопровод и помещенные в надфильтровую трубу скважины многосекционный центробежный насос с погружным электродвигателем, валы которых жестко соединены [1]

Недостаток известного устройства обусловлен тем, что при дебите скважины, меньшем производительности насоса, вода из скважины будет забираться периодически и с обнажением корпуса насоса. Поэтому во избежание поломки вала насоса рекомендуется работать с прикрытой задвижкой на напорном трубопроводе, что ведет к перерасходу электроэнергии и к снижению мощности водозабора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является известное устройство для забора воды из скважины, содержащее напорный трубопровод, помещенные в надфильтровую трубу скважины многосекционный насос с погружным электродвигателем, валы которых жестко соединены, и размещенный в держателе защитно-уплотняющий элемент, полость которого соединена с напорным трубопроводом отводом перекачиваемой воды [2]

В известном устройстве наличие защитно-уплотняющего элемента позволяет повысить дебит скважины. Однако динамический уровень воды в скважине не должен опускаться ниже уплотняющего элемента. В противном случае работа насоса будет сопровождаться оголением его корпуса.

Целью изобретения является повышение мощности водозабора за счет исключения обнажения корпуса насоса.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для забора воды из скважины защитно-уплотняющий элемент размещен в держателе с возможностью обеспечения гидроуплотнения между стенкой надфильтровой трубы и корпусом первой секции многосекционного центробежного насоса.

На чертеже приведена схема устройства и поясняется его работа.

Устройство подвешивается в надфильтровой трубе 1 скважины и содержит напорный трубопровод, составленный из труб 2, соединенных муфтами 3, многосекционный центробежный насос 4 с водоприемной сеткой 5, погружной электродвигатель 6, отвод 7 и защитно-уплотняющий элемент 8 с держателем 9.

Устройство работает следующим образом.

Естественный уровень воды в надфильтровой трубе 1 скважины характеризуется статическим уровнем (линия 1 на чертеже), зависящим от условий залегания и гидродинамичских особенностей подземных вод. При заборе воды ее уровень в скважине понизится на величину S_i (от S₁ до S₂), которая тем больше, чем выше производительность агрегата в составе насоса 4 и электродвигателя 6. С наступлением равновесия между откачиваемой водой и притоком ее из водоносного слоя в скважине установится постоянный на время откачки динамический уровень (кривые II или III на чертеже), который, постепенно повышаясь по мере удаления от скважины, образует так называемую воронку депрессии.

Изображенные на чертеже кривые II и III условно отражают дебит скважины при использовании в качестве агрегата для забора воды соответственно известного и данного устройств. т.е. крива II проходит через скважину выше верхнего фланца последней секции насоса 4, как минимум, на полтора метра, а кривая III может принимать значения от плоскости расположения верхнего фланца водозаборной сетки 5 до рабочей части фильтра (на чертеже не показан).

С целью исключения обнажения корпуса насоса 4 при достижении им производительности, соответствующей кривой III, первая его секция снабжена защитно-уплотняющим элементом 8, размещенным в держателе 9 и соединенным отводом 7 с напорным трубопроводом (позиция А).

На позиции В чертежа показано исходное состояние элемента 8, при котором между последним и стенкой надфильтровой трубы 1 имеется зазор. В рабочее состояние элемент 8 переводится при включении электродвигателя 6. Часть воды, поступающей в напорный трубопровод, по отводу 7 подается во внутреннюю полость элемента 8, который по мере заполнения его водой перекроет зазор со стенкой трубы 1 (позиция С). При достижении внутри элемента 8 давления, равного давлению в напорном трубопроводе, под водозаборной сеткой 5 насоса 4 образуется всасывающая труба, высота H_s всасывания которой (т.е. максимальное значение S_i кривой депрессии) определяется мощностью электродвигателя 6.

При выключении электродвигателя 6 избыточное давление в элементе 8 понизится за счет перетекания воды из его полости в напорный трубопровод через водоотвод 7. Между стенкой надфильтровой трубы 1 и элементом 8 появится зазор (позиция В), достаточный для обеспечения демонтажа устройства.

Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет за счет повышения дебита скважины увеличить мощность водозабора.