Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Насос глубинный для скважин

Содержание

Конструктивные особенности глубинных насосов

Устройство глубинного насоса и его конструктивные особенности во многом определяются принципом действия и типом приводного электродвигателя этой гидромашины. Забор перекачиваемой жидкой среды при использовании таких насосов осуществляется по специальной трубе, помещаемой в шахту обслуживаемой скважины или в колодец. За электропитание приводного электродвигателя, располагаемого на определенной глубине, отвечает электрический кабель, помещенный в защитную оболочку.

В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части:

  • приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным;
  • непосредственно саму насосную часть оборудования.

Устройство центробежного скважинного насоса

Если приводной двигатель насоса является встроенным, его, как правило, размещают в нижней части устройства. Забор воды при использовании насосов данного типа может осуществляться как через верхнюю, так и через нижнюю часть их корпуса. Предпочтение в данном случае отдают забору перекачиваемой жидкости через нижнюю часть корпуса, так как это позволяет прочистить глубинную часть скважины от скапливающихся в ней ила и песка. Погружные насосные устройства, что очень удобно, охлаждаются жидкой средой, в которую они помещены. Это позволяет защитить такие устройства от перегрева, способного быстро привести их в негодность. Глубинные насосы центробежного типа, хотя и являются более сложными по конструкции, чем вибрационные устройства, отличаются более высокой надежностью, производительностью и более длительным эксплуатационным сроком.

Подвес насоса должен выдерживать нагрузку, превышающую вес насоса в 5–10 раз

Основными элементами конструкции вихревых погружных насосов являются корпус, специальный стакан, приводной электродвигатель и вибратор. Вибратор в данных устройствах является самым сложным конструктивным элементом, состоящим из якоря, резинового амортизатора и регулирующих шайб. Необходимые условия для забора жидкости из скважины, осуществляемого вибрационным насосом, создает его резиновый амортизатор, который в процессе работы такого устройства сжимается и разжимается.

Обязательным элементом оснащения погружного насосного оборудования является фильтр грубой очистки, защищающий внутреннюю часть таких устройств от попадания в нее твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде. Для обеспечения более эффективной работы погружного насосного оборудования и обеспечения его защиты от негативных факторов используются различные датчики, автоматически останавливающие насос при возникновении внештатных ситуаций (слишком высоком содержании в составе перекачиваемой жидкости ила и песка, снижении уровня воды в скважине и др.).

Глубинный насос для скважин: конструкция, особенности, технические параметры

Он вместе с водой поднимает и весь ил со дна. Это одновременно плюс и недостаток данных моделей. Для питья такая жидкость без дополнительной фильтрации не подходит. Однако чтобы промыть сетчатый фильтр на конце обсадной трубы, вибрационный скважинный насос подойдет оптимально.

Центробежные

У центробежного насоса для скважины более высокая производительность. Внутри него вращается одно или несколько рабочих колес с лопастями, которые создают разряжение по центру агрегата, куда и втягивается вода снизу. Скважинные насосы центробежного типа практически бесшумны и способны жидкость поднять с очень больших глубин.

Центробежные модели

Единственный их существенный недостаток – чувствительность к примесям. Чистота поступающего в них водяного потока должен быть высокой. Иначе рабочие элементы гидронасоса начнут истираться и выходить из строя. Прежде чем выбрать насос такого класса для своего дома, необходимо провести анализ воды в скважине. Если механических примесей более 100 г/кубометр, то придется устанавливать вибрационный аналог.

Принцип работы центробежных насосов

Шнековые

Один из типов глубинных насосов в качестве рабочего механизма использует протяжный винт или шнек. Удлиненная форма устройства оптимально подходит для узких скважин. Агрегат может качать воду с примесями песка. Он создает мощный и ровный напор.


Устройство винтового агрегата

Критерии выбора

При выборе погружного насоса для скважины в первую очередь исходят из главного параметра источника – объема подачи (дебита), если проводилось официальное бурение, в паспорте на скважину указывают этот показатель.

Следует отметить, что дебит зависит от используемого электронасоса, поэтому если он устраивает хозяев, следует выбирать агрегат с таким же значением. Помимо этого, в паспорте приводятся цифры статического и динамического уровня, высоты обсадной колонны и ее диаметра.

При самостоятельном проведении буровых работ определить значение дебита не составляет большого труда – поднятая насосом вода выливается в емкость известного объема и отсчитывается время ее заполнения.

Поверхностный или погружной

Из-за небольшого расстояния водоносного слоя от поверхности земли и малого диаметра обсадных труб в абиссинке или самодельной скважине используют агрегаты поверхностного типа, глубина всасывания которых не превышает 9 м. Также поверхностные насосы в скважину под воду можно применять в артезианском или песчаном источниках, если их статический и динамический уровень меньше 9 м.

Обычно наружное водозаборное оборудование размещается в едином блоке под названием насосная станция, она включает в себя поверхностный центробежный электронасос, элементы автоматики (реле), контрольные приборы (манометр) и расширительный бак (гидроаккумулятор).

Из-за высокого шума при работе выбранную поверхностную станцию нужно размещать в подвальном помещении дома или кессонной яме, к преимуществам можно отнести легкий доступ к оборудованию в любое удобное время.

Глубинный центробежный насос для скважины – конструкция на примере Pedrollo

Погружные насосы используют в случаях, когда водное зеркало расположено на большой глубине, по сравнению с поверхностными моделями они обладают более высокими характеристиками, позволяя обеспечивать водой несколько домов из высокопроизводительной артезианской скважины даже в бытовом исполнении. Их сложнее устанавливать и погружать в скважину, для этого требуются специальные оголовки и адаптеры. Так как скважинный насос находится вне зоны видимости, обслуживание и контроль его работы затруднены.

При отсутствии омывающей воды погружной насос выходит из строя, если в системе не установлено реле холостого хода или агрегат не содержит встроенной защиты от перегрева обмотки, любое падение водного уровня ниже всасывающих воду отверстий фильтра приведет к сгоранию электродвигателя.

Производительность насоса – метод определения

Как отмечалось ранее, поверхностные модели эффективнее использовать при небольших расстояниях водного зеркала от поверхности земли, такое насосное оборудование лучше подходит к самостоятельно устроенным скважинам. При самостоятельном бурении скважин нет никаких данных о скорости наполнения источника водой, а ведь на основании этой информации подбирают нужную модель будущего насоса. Без электронасоса, забирающего воду из источника, в этом случае не справиться, поэтому его придется временно одолжать или взять напрокат.

Вибрационный погружной насос для скважины – устройство и внешний вид

При определении дебита источника поверхностным электронасосом его ставят как можно ближе к скважине и погружают напорную трубу в воду, на выходе электронасоса воду сливают в емкость известного объема, замеряя при этом время ее заполнения.

Допустим, обычная 20 литровая канистра наполняется за 60 секунд, переведя это время в часы, мы получаем скорость подачи 1200 литров в час, что соответствует стандартным единицам подсчета 1,2 м. куб./ч. Если спустя некоторое время (1 час) вода в источнике опустилась ниже уровня расположения всасывающего патрубка и не появляется на выходе, электронасос отключают и дают время скважине восполнить водные запасы. На выходе трубы от насоса устанавливают запорный вентиль и спустя некоторое время снова включают электронасос, уменьшая краном расход воды, за наличием которой также наблюдают в течение часа.

Таким образом, путем нескольких экспериментальных заборов разных объемов воды определяют количество жидкости в час, которое может откачивать скважинный насос, методику можно использовать и в случае определения дебита скважины с погружным электронасосом.

Высота подъема – какие факторы учитывать

Водяной насос в водопроводной системе должен выполнять три задачи: поднять воду из источника, доставить ее по трубам к потребителю, преодолевая их гидравлическое сопротивление, и обеспечить в системе заданное давление для работы автоматики и домашней техники (стиральные и посудомоечные машины). Именно из этих составляющих и состоит формула расчета напора воды, которая будет рассмотрена ниже.

Винтовой глубинный насос для скважины – устройство

Глубина погружения

Глубина погружения под водное зеркало является паспортным параметром, учитываемым при установке погружного электронасоса, поверхностные виды находится на земле и в их технические характеристики данные не входят. Чтобы определить глубину погружения, которую должен иметь выбираемый агрегат, измеряют статический и динамический уровень.

Статическим уровнем называют расстояние от поверхности земли до водного зеркала в спокойном состоянии источника, динамический определяют при работающем на глубине электронасосе в течение часа, он также равен расстоянию от поверхности земли до водного зеркала.

Все измерения водных уровней делают с помощью длинной сухой веревки с грузом, ее опускают в скважину до появления звука всплеска и затем отмеряет расстояние между краем мокрого участка и поверхностью земли.

Выбираемая погружная модель должна иметь в паспортных характеристиках глубину погружения, равную расстоянию между статическим и динамическим уровнем с запасом 3 – 5 метров. Это позволит располагать электронасос достаточно далеко от заиленного скважинного дна при использовании песчаных скважин и таким образом повысить качество забираемой воды.

Также при опускании водного уровня в сухую погоду или при заиливании источника запас в несколько метров обеспечит бесперебойную работу электронасоса. Еще одно преимущество размещения электронасоса подальше от дна – экономия средств на материалах и выборе более дешевой модели с меньшими техническими требованиями.

Параметры обсадных труб

Диаметр скважины

Скважинный диаметр играет важную роль в определении размерных параметров подбираемого агрегата, он должен входить в канал с небольшим зазором между стенками труб. Стандартный диаметр выпускаемых погружных электронасосов составляет около 75 или 100 мм, для этих типоразмеров с учетом толщины стенок подходят колонны из обсадных труб с наружным диаметром 90, 113 и 125 мм.

Как провести воду из скважины в дом с глубинным насосом

Купив подходящий насос, можно приступать к обустройству водоснабжения из водного источника. Для этого потребуются трубы, по которым вода из скважины будет поступать в дом. Диаметр труб должен составлять 25–32 мм. Эксперты советуют покупать полимерные изделия, так как они не поддаются коррозии и их легко согнуть. Далее в процессе работы трубы будут устанавливаться в почву на глубину 30–50 см. Для обустройства воды своими руками также потребуется септик. Чтобы его было легче обслуживать, понадобится приобрести дренажный насос.

Подготовив все необходимое можно приступать к работе. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

  1. В первую очередь нужно оснастить выходящую из скважины трубу оголовком;
  2. Далее необходимо произвести монтаж кессона. Для этого потребуется выкопать рядом со скважиной яму и поместит внутрь нее пластиковый контейнер;
  3. После этого нужно произвести установку насоса в скважину. Для этого на его патрубок необходимо натянуть шланг и надежно закрепить его металлическим хомутом. После этого шланг, кабель и страховочный трос обвязываются изолентой с шагом в 1,2 м. Затем корпус насоса обвязывается стальным тросом, а сам агрегат опускается в воду. При монтаже устройство не должно раскачиваться, иначе удар о стенку вызовет неисправности насоса;
  4. Далее необходимо провести подключение шланга к проложенным под землей трубам. Все стыки необходимо обработать герметиком и обвязать ФУМ лентой;
  5. Прежде, чем закапывать вырытые траншеи, следует проверить подачу воды. Для этого нужно на некоторое время запустить мотор и понаблюдать за количеством вытекающей из труб воды. Если производительность насоса не падает, можно закапывать траншеи.

Очень важно не повредить агрегат в процессе опускания его в скважину. Делать это необходимо очень медленно и аккуратно. В противном случае может потребоваться дорогостоящий ремонт устройства, Или полная замена насоса глубинного.

Подключение и сервис скважинного насоса.

Перед тем как спустить его в скважину насос «Водолей» надо подготовить:

– Напорную трубу необходимо подключить. Вид подсоединяемой трубы зависит от того для каких нужд насос «Водолей» планируется использовать. Можно использовать шланг для полива, если устройство скважинного насоса будет применяться для полива или забора воды или в том случае если планируется его применять для работ в паре с гидроаккумулятором в стационарной установке – металлическая или пластиковая труба.

– Установка обратного клапана.

При подключении насоса, который работает в закрытой напорной системе подачи воды обязательно необходимо подключать обратный клапан. Обратный клапан при производстве не устанавливается. Существует два способа подключения: путем врезки в трубу на расстоянии меньше 1 м от выходного патрубка или путем установки клапана напрямую в патрубок. По мнению специалистов, наилучшим выбором будет клапан с латунным седлом.

– Присоединение троса. Трос пропускается в специальные щели на корпусе и надежно закрепляется. Трос можно использовать и из капрона и из стали. Строго запрещено поднимать или опускать насос за провод. Из практического опыта следует, что лучше всего закреплять провод в напорной трубе, используя предназначенные для этого скобы – это облегчит опускание и подъем устройства и практически исключит возможность механических повреждений. После этого проводится подключение устройства скважинного насоса в розетку.

– приспособление аккуратно спускается в скважину под строгим контролем над степенью натяжения напорного шланга и электрического шнура. Устройство крепится на нужной глубине тросом. Насос можно использовать.

Даже учитывая высокую надежность насоса «Водолей» и то, что он может бесперебойно работать много лет, рекомендуется два раза в год доставать его из скважины осматривать на предмет поломок. Осмотрите его снаружи. Недопустимо заедание оси двигателя во время вращения, которое должно быть легким и мягким. В том случае если заеданий оси не выявлено и устройство бесперебойно качает воду под нужным давлением, его следует установить на свое место.

При наличии каких-либо опасений в правильности работы прибора, надо продолжать обследование. Устройство скважинного насоса предусматривает возможность систематического осмотра, а при необходимости и замены подшипников вращения. Рекомендуется осмотреть, в каком состоянии находятся эти детали, сальник и проверить уровень масла. В случае если это нужно, стоит сменить сальники и подшипники, долить масло до нужного уровня.

Стоит посмотреть на обмотку двигателя и определить, нет ли повреждений или признаков перегревания. Разборка двигателя дело деликатное: ведь изоляция провода по истечении какого-то времени становится ломкой и легко повреждаемой. Насосная часть не нуждается в особом обслуживании, но, при сильном снижении давления аппарата, не мешало бы сменить рабочие колеса – возможно причина в их износе.

Очистка и небольшой ремонт скважинного насоса.

Бывают случаи, когда устройство скважинного насоса не вращается и у его хозяина возникает необходимость разборки насоса. Учтите: у устройства отсутствует внутренний фильтр, а сетка, которая улавливает камни и крупный песок, крепится снаружи между двигателем и насосной частью. По этой причине прекращение вращения, как правило, обуславливается поломкой или засорением рабочих колес. Не крупный засор есть возможность попытаться устранить самостоятельно.

Чистить нужно в несколько этапов:

– Снимите защитную сетку. В новых моделях она закреплена специальным зажимом, открывающимся путем поддевания отверткой или легким нажатием посередине. На старых – есть два обыкновенных болта, которые легко откручиваются

– На широких моделях насосов есть возможность также снять кабель-канал – маленький металлический желобок, защищающий шнур от дефектов.

– Двигатель можно демонтировать и отсоединить от насосной части, открутив четыре болта ключом на 10. после этого надо снять муфты, которые направляют силу двигателя на насос.

– Разобранный аппарат бережно кладут на горизонтальную поверхность. Очень важно не повредить шнур.

– Далее надо прокрутить вал головкой на 12 или торцовым ключом, обязательно поддерживая верхнюю часть аппарата. Когда вал сдвинется нужно подать струю воды в насосную часть с целью удаления оттуда частей из-за которых устройство заклинило. Убедившись, что вал может крутиться, старательно отмываем насос, и собираем его в обратной последовательности.

Если оказывается, что сломаны рабочие колеса, необходима разборка насосной части. Эти работы поручите сотрудникам сервиса, так как в данном случае необходима замена сломанных деталей.

Не редко бываю случаи, когда собственник насоса, заметив, что ось в насосной части не вращается, решают, что заклинило подшипник. Но в насосной части находится один подшипник скольжения и соответственно заклинить не может. Здесь возникла проблема с рабочим колесами и их лучше всего заменить. Если есть запасные детали можно попробовать починить насос самостоятельно. Для этого нужно:

  • Упереться в латунную часть низа аппарата и с усилием сдавить оболочку снизу и сверху.
  • Воспользовавшись узкозубцами изъять стопорное кольцо. Кольцо находится в специальной канавке и ослабится, если сильно сжать оболочку.
  • Все рабочие колеса снять один за другим, потом снять упорную крышку с подшипником.
  • Ликвидировать причину заклинивания и сложить детали в обратном порядке.

Надо учитывать, что в сервисных центрах есть особый пресс, с помощью которого проводят разборку и сборку насоса. Без такого пресса, на дому, сложно это сделать, а может и невозможно.

Более 20 лет – именно столько насчитывает российская история создания, производства и внедрения погружных вентильных электродвигателей (ПВЭД) для УЭЦН.

История вопроса

Так, в октябре 1996 г участникам VI Всероссийской технической конференции «Производство и эксплуатация УЭЦН», проходившей в г. Альметьевске, в заводской испытательной скважине ОАО «Алнас» была впервые продемонстрирована установка с номинальной частотой вращения 6000 об/мин, с ПВЭД мощностью 45 кВт разработки «АЛНАС» и ЗАО «АВАНТО». При длине (двигатель+гидрозащита+насос) 5,6 м УЭЦН обеспечивала расход 140 м3/сут и напор 1200 м.

Устройство центробежного погружного насоса для забора воды

Была изготовлена опытная партия (105 шт.) установок с трехпроводной и однопроводной линией питания для промысловых испытаний. Несмотря на положительные (в целом) результаты испытаний, программа производства ПВЭД была свернута в связи с недостаточной надёжностью существовавших в то время насосов.

В конце 1996 г по заказу ОАО «ЛУКОЙЛ» был изготовлен макетный образец ПВЭД разработки ОАО «АЭРОЭЛЕКТРИК». А 2 года спустя начаты эксплуатационные испытания опытных образцов УЭЦН с вентильным электродвигателем номинальной частотой вращения 3000 об/мин. К 2011 г электродвигатели производства «РИТЕК ИТЦ» с номинальной частотой вращения 3000 об/мин для УЭЦН и низкоскоростные ПВЭД для винтовых насосов произведены общим числом более 2000 шт.

В 1997 г была изготовлена, а в 1998 г была спущена в скважину УЭЦН с вентильным электродвигателем частотой вращения до 9000 об/мин мощностью 35 кВт разработки «КБ НЕФТЕМАШ». В настоящее время производятся мелкие партии УЭЦН «ЦУНАР» и «АКМ», работающие в диапазоне частот вращения 7 – 10 тыс об/мин. Всего было произведено около 180 различных модификаций таких установок.

«Борец» приступил к разработке и производству ПВЭД в 2004 г. Было изготовлено около 2000 таких изделий.

В открытой печати данных об изготовлении такого оборудования за пределами России и, тем более, об его эксплуатации найти не удалось. Конструкция двигателей BakerHughes и Shlumberger, как известно, не вентильная. Правда, есть информация, что для винтовых насосов одно из подразделений компании Shlumberger под названием Kudu выпускает вентильные тихоходные двигатели, но она требует проверки.

Если говорить вообще о зарубежной практике, то, к примеру, ООО «ПК Борец» производит вентильные двигатели и имеет представительства за рубежом.

Новометовские ПВЭДы

«НОВОМЕТ» приступил к разработке и внедрению ПВЭД в 2005 г. При этом была поставлена задача охвата всего диапазона габаритов от 81мм до 185 мм, частот вращения от 100 до 6000 об/мин и мощностей до 1,2 МВт. Очередность внедрения в производство определялась, естественно, спросом со стороны нефтяных компаний.

Первый погружной вентильный электродвигатель (ПВЭД) 117 габарита мощностью 400 кВт был изготовлен в 2006 г. За период до 2009 г освоена полная линейка мощностей ПВЭД — 117 на 3000 и 6000 об/мин, и подготовлено серийное производство ПВЭД 81 габарита максимальной мощностью одной секции 80 кВт. До 2012 г линейку продукции компании пополнили вентильные двигатели в габаритах 130 и 185 мм.

Таким образом, к 2013-му г задача освоения вентильных электродвигателей для УЭЦН средних и больших габаритов компанией НОВОМЕТ была успешно выполнена — количество этих машин превысило 25% от всех производимых ПЭД в компании.

Предстояло освоить малый и супермалый габариты. А именно – ПВЭД-81. В конце 2012 года было изготовлено менее 200 секций данного габарита, а к середине 2014 г данная цифра достигла почти 800.

Результаты расчётов по методике оценки пилотных проектов подтвердили среднюю наработку УЭЦН 3 габарита в пределах 540 суток. В декабре 2014 г на Самотлорском месторождении запущена установка УЭЦН3-160Э-2100/36-240 с первым секционным вентильным двигателем 81 габарита мощностью 125 кВт.

Опыт освоения УЭЦН 3 габарита выявил большую потребность нефтяной отрасли в малогабаритных установках для скважин с малым дебитом добычи.

Особенности конструкции

На роторе вентильного двигателя вместо короткозамкнутой «беличьей клетки» размещены постоянные магниты – именно этим данные машины в основном отличаются от асинхронных.

В вентильных электродвигателях «НОВОМЕТа» герметизация магнитов осуществляется специальными элементами конструкции, которые исключают их контакт с жидкостью внутри двигателя, и, следовательно, коррозию и «вспучивание» магнитов.

По сравнению с вентильными машинами других производителей, новометовские двигатели имеют увеличенный электромагнитный зазор, не содержат магнитомягких полюсов, следовательно, их подшипники подвергаются меньшим нагрузкам от сил одностороннего магнитного притяжения и обладают потенциально большим сроком службы. Статор изделий компаундирован, внутри обмотки размещён датчик температуры, на все габариты двигателей имеются системы ТМС.

Ротор электродвигателя на частоту вращения до 3000 об/мин имеет традиционную конструкцию со сплошным валом и подшипниками в расточке статора. В конструкции электродвигателей на частоты вращения выше 4000 об/мин применены инновационные решения, благодаря которым, а также предварительной балансировке пакетов удается получить низкий уровень вибрации как при первоначальной сборке электродвигателя, так и при замене части пакетов ротора.

Преимущества

Вентильные электродвигатели обладают рядом технических и эксплуатационных преимуществ по сравнению с асинхронными.

Прежде всего, ПВЭД имеют увеличенный КПД (88-94% в зависимости от диаметра) и обусловленные им пониженное удельное тепловыделение на единицу мощности и низкое энергопотребление. Это позволяет снизить массу и габариты активной части двигателя примерно в 2 раза. Так, ПВЭД 117-го габарита в односекционном исполнении при 3000 об/мин выдает мощность до 310 кВт, а при 6000 об/мин — до 420 кВт.

При необходимости вентильные двигатели могут быть выполнены с высоким коэффициентом мощности, в том числе — равным 1.

Возможность регулирования частоты вращения и контроля параметров позволяет оптимизировать отбор жидкости из скважин и сократить номенклатуру двигателей. Диапазоны регулирования частоты вращения составляют 100-500, 500-1500, 1500-4200 и 4000-6000, 5000-8500 об/мин.

ПВЭДы могут применяться:

— в скважинах осложненного фонда,

— при добыче вязкой нефти,

— при нестабильной подаче,

— в малодебитных скважинах,

— в скважинах, вводимых после гидроразрыва пласта (ГРП) и после других операций по интенсификации добычи нефти.

Тонкое вентильное решение

В 2014 г компанией разработан вентильный двигатель для установки 2 габарита ЭЦН2-50-2000 с наружным диаметром корпуса ПВЭД 55 мм. А в 2016 г компания вывела на рынок революционную технологию ColibriESP, составной частью которой и являлась данная разработка.

На ней стоит остановиться подробней.

Погружной, маслозаполненый, вентильный электродвигатель содержит от 1 до 3 унифицированных секций. Все секции — обмотаны проводом одного диаметра, это позволило сделать их универсальными и применять в любом сочетании, в зависимости от требуемой мощности ПЭД. Длина одной модуль-секции ПЭД составляет 2, 3 и 4 метра, мощность изготавливаемых секций электродвигателей принята 15, 25 и 35 кВт соответственно. Максимальная суммарная мощность электродвигателя — 105 кВт — ограничена сечением выводных проводов, соединяющих секции между собой. Номинальные токи до 28 А и напряжение до 3000 кВ позволило получить минимальный перегрев электродвигателя – 25° С.

Мощность первого изготовленного двухсекционного двигателя для 2 габарита составила 70 кВт, чего достичь в корпусе 55 мм еще пару лет назад было практически невозможно. В данном габарите кроме магнитопровода, обмотки и магнитов размещены: вал с трансмисией, соединение токоведущих выводных проводов, а также быстроразъемное бесфланцевое соединение секций ЭЦН. КПД двигателя составил 85%.

Разработка уникальна, аналогов в мире не существует.

Энергоэффективность

Важнейшим преимуществом вентильных двигателей является то, что они являются составной частью энергоэффективных установок.

Повышение энергоэффективности добычи нефти остается одной из наиболее актуальных задач не только в России, но и в мире. Согласно статистике, доля затрат нефтяных компаний на электроэнергию в структуре себестоимости добычи увеличивается в среднем на 3-4% в год. При этом более 50% расходов на электроэнергию приходится на подъем скважинной жидкости механизированным способом. Только в России энергопотребление в сегменте механизированной добычи нефти составляет не менее 28,3 млрд кВт-ч в год.

Для решения проблемы высокого энергопотребления инженеры АО «Новомет-Пермь» разработали линейку энергоэффективных УЭЦН с максимальным КПД до 79% при номинальной подаче до 3000 м3/сут.

Предлагаемая линейка оборудования включает УЭЦН с высокооборотными (до 5820 об/мин) погружными вентильными электродвигателями. От серийно выпускаемых моделей данные установки отличаются меньшими габаритами, более высоким КПД и повышенными напорными характеристиками.

В качестве привода в данных установках используется серийно производимый погружной вентильный электродвигатель серии ПВЭДН в габаритных группах 81, 103, 117, 130 и 185 мм. Трехфазный и маслонаполненный, он представлен в двух вариантах исполнения: одно- и двухсекционном. В его конструкции применяется ротор на базе четырехполюсного магнита, изготовленного из высокотемпературных магнитотвердых спеченных материалов.

Энергетический расчет показывает, что энергопотери в вентильном двигателе примерно в два раза меньше, чем в асинхронном. При использовании установки с вентильным двигателем наблюдается не только снижение энергопотребления в узлах УЭЦН, но и снижение потерь в кабеле, станции управления и масляных трансформаторах погружных насосов (ТМПН).

Проведенные на стендах-скважинах ОАО «ОКБ БН КОННАС» сравнительные испытания серийной установки и энергоэффективной установки с вентильным двигателем подтвердили, что применение ПВЭДН позволяет на 24% снизить энергопотребление УЭЦН. Испытания проводились в присутствии представителей компаний-заказчиков и независимых наблюдателей.

Согласно ГОСТ Р 56624-2015, все вентильные электродвигатели производства АО «Новомет-Пермь» соответствуют классу энергоэффективности Е2. К этому классу относятся электродвигатели с высоким КПД, у которых суммарные потери мощности не менее чем на 40% (Ке=0,4) меньше суммарных потерь мощности стандартных электродвигателей с аналогичными мощностью и частотой вращения.

Внедрение УЭЦН с вентильными электродвигателями в России

Начиная с 2009 г, установки с вентильными электродвигателями успешно применяются на месторождениях многих крупных российских нефтяных компаний. В качестве примера можно привести результаты промышленного внедрения оборудования на объектах ПАО «Газпром нефть» и еще одной крупной нефтяной компании в период 2013-2014 г.

В рамках сервисного (прокатного) проекта ООО «Новомет-Сервис» в АО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» и его структурном подразделении (Филиале) «Газпромнефть-Муравленко» было внедрено соответственно 630 и 423 ед. ПВЭД. Помимо стоимости проката УЭЦН в сервисных контрактах были закреплены ключевые показатели эффективности, предусматривающие снижение удельного расхода электроэнергии (УРЭ) на добычу тонны жидкости и ежегодное увеличение МРП и наработки на отказ (НнО). После внедрения оборудования в АО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» МРП установок увеличился с 598 до 761 сут, в «Газпромнефть-Муравленко» – с 428 до 584 суток.

Общая наработка энергоэффективных УЭЦН на фонде АО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» к настоящему времени превысила наработку как серийно выпускаемых установок производства АО «Новомет-Пермь», так и аналогов, предлагаемых другими отечественными заводами-изготовителями.

Внедрение ПВЭД производства «Новомет» за рубежом

Вентильные электродвигатели пермской компании работают в Аргентине, Канаде, Колумбии, Эквадоре и других странах.

Первый монтаж УЭЦН с вентильным двигателем состоялся в Египте 6 февраля 2012 г. Всего ПВЭД производства АО «Новомет-Пермь» было внедрено в 12 странах в количестве 670 двигателей. Из них на начало 2018 г в работе находилось 382 установки со средней наработкой 293 суток. Отметим, что максимальная наработка в Колумбии доходит до 1921 суток.


Ведущие мировые нефтяные компании проявляют серьезный интерес как к новометовскому оборудованию в целом, так и конкретно — к его вентильным электродвигателям. В 2017 г пермская компания заключила соглашение с концерном Statoil Petroleum AS (Норвегия) по НИОКР на разработку высоконадежной УЭЦН с вентильным электродвигателем для применения на офшоре.

Вентильная революция

Благодаря появлению на рынке вентильных двигателей произошел существенный рывок в механизированной добыче в целом: компании «Новомет» удалось вывести на рынок целый ряд новых технологий:

— Высокооборотные УЭЦН с подачей до 1600 м3/сут, при этом обладающих КПД на 40% выше, чем у серийных, до 2-х раз компактнее.

— Малогабаритные УЭЦН для спуска в боковой ствол диаметром 102 мм, что даёт прирост добычи в среднем 15 м3/сут.

— УЭЦН сверхмалого габарита для эксплуатации внутри НКТ 73 мм, спускаемую на грузонесущем кабеле. На ее монтаж требуется в 5-7 раз меньше времени, чем серийной УЭЦН.

— Установки винтового насоса с нижним приводом, а также насосы нового типа – объемно-роторные. Установки приводятся в действие низкооборотным двигателем и используются для добычи вязкой нефти.

В стадии подготовки находятся решения для эксплуатации в условиях сверхвысоких температур, а также установки со сверхвысокой надежностью – обе технологии выполнены на базе вентильных приводов.

Номенклатура вентильных ПЭД производства АО «Новомет-Пермь»

Сегодня стало очевидно, что конструкция асинхронных электродвигателей свои возможности по увеличению КПД и повышению коэффициента мощности исчерпала, и будущее однозначно за вентильными электродвигателями.

Использованная литература:

— Санталов А.М. Вентильные электродвигатели для погружных электронасосов. // Сборник докладовVIВсероссийской технической конференции «Производство и эксплуатация УЭЦН». Альметьевск, 1996.

— Павленко В.И., Гинзбург М.Я. Тенденция замены ПЭД на ВД: мир последовал за инновацией Лукойла. // Нефтегазовая вертикаль 2010, №20.

— Шенгур Н.В., Иванов А.А. Мифы и реальности внедрения вентильного электродвигателя в УЭЦН. // Инженерная практика. 2011, №3.

— Слепченко С.Д. Математика прогноза // Нефтегазовая вертикаль. 2006, №12, с.48-51

Виды насосного оборудования для откачивания жидких сред из скважин

Основным назначением глубинных насосов является откачивание жидкой среды из подземного источника и ее дальнейшая транспортировка по трубопроводной системе под определенным напором. Гидромашинами данного типа оснащаются различные системы, к которым, в частности, относятся системы автономного водоснабжения и водоотведения, системы орошения и др.

В зависимости от сферы применения глубинные насосы могут относиться к:

  • устройствам промышленного назначения, которые за счет высокой мощности способны поднимать перекачиваемую ими жидкость с глубины, доходящей до 1000 метров (такое оборудование отличается значительными размерами и используется в различных отраслях промышленности);
  • погружным насосам бытового назначения, применяемым для обеспечения эффективной работы систем автономного водоснабжения загородных домов и дач, а также для функционирования оросительных систем (погружные насосы этого типа отличаются компактными размерами и достаточно высокой мощностью).

Схема подключения погружного скважинного насоса

По схеме установки в скважине выделяют штанговый и бесштанговый погружные насосы. К устройствам второго типа, в частности, относятся насосные установки с электрическими центробежными насосами (УЭЦН).

Штанговый насос – это гидромашина, приводной двигатель которой располагается на поверхности земли, вне скважины, при этом в перекачиваемую жидкую среду погружается только его заборная часть. Штанги, присутствующие в конструкции такого устройства, предназначены для того, чтобы передать тягу, создаваемую приводным электродвигателем, к заборной части.

Скважинные штанговые насосы

Приводной электродвигатель бесштанговых насосов располагается в одном корпусе с заборным механизмом и погружается в перекачиваемую жидкую среду вместе с ним. Такие погружные устройства получили наибольшее распространение, так как они являются более удобными и в монтаже, и в эксплуатации.

На различные типы погружное насосное оборудование разделяется также по конструктивному исполнению и принципу действия. Так, в зависимости от данных параметров различают глубинные насосы центробежного и вихревого, или вибрационного, типа.

Погружной центробежный насос – это устройство, основным рабочим органом которого является колесо с лопатками, закрепленное на валу, вращающемся при помощи электродвигателя. При вращении такого колеса (крыльчатки) перекачиваемая жидкость, находящаяся во внутренней камере, под действием оказываемой на нее центробежной силы отбрасывается к стенкам камеры, что и способствует выталкиванию жидкой среды в напорный патрубок. В то же время в центральной части камеры создается разрежение воздуха, за счет чего новая порция перекачиваемой жидкости всасывается из находящейся в скважине трубы.

Скважинный погружной насос «Джилекс»

Для того чтобы не допустить попадания во внутреннюю часть центробежного погружного насоса твердых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости, использовать такие устройства следует в комплекте с фильтрами грубой очистки, устанавливаемыми на подающей трубе. Наиболее значимым недостатком центробежных насосов, которые могут эксплуатироваться в круглогодичном режиме, является их достаточно высокая стоимость, если сравнивать ее с ценой на оборудование вихревого типа.

Вихревые (или вибрационные) глубинные насосы используются в тех случаях, когда откачать воду требуется из скважины небольшой глубины. Принцип работы устройств данного типа заключается в том, что в их внутренней части создаются высокочастотные колебания, которые приводят в движение механический поршень. Последний и обеспечивает всасывание перекачиваемой среды из подающей трубы.

Устройство скважинного насоса вихревого типа

К наиболее значимым достоинствам рассматриваемых насосов следует отнести:

  • компактные размеры;
  • невысокую стоимость (по сравнению с ценой на центробежные насосы);
  • минимальное потребление электроэнергии.

Среди минусов погружных насосов вихревого типа обычно выделяют:

  • разрушение стенок скважины от вибраций (минимизировать вибрационное воздействие вихревого насоса на стенки скважины можно, если надеть на его корпус резиновые кольца);
  • невысокую мощность;
  • достаточно низкую производительность перекачивания жидкой среды.

Вибрационный насос для скважины «Малыш»

Рекомендации по выбору насоса для скважины

Среди различных видов насосного оборудования, используемого для откачивания воды из скважины или колодца, наибольшей популярностью пользуются именно погружные устройства. Объясняется такая популярность целым рядом достоинств погружных насосов, к числу которых следует отнести:

  1. отсутствие шума при работе;
  2. возможность обеспечения бесперебойной подачи воды из обслуживаемой скважины;
  3. легкость монтажа;
  4. возможность обеспечить подачу воды из скважин значительной глубины;
  5. компактные габариты;
  6. отсутствие необходимости в дополнительном охлаждении приводного двигателя;
  7. антикоррозионные свойства материалов, из которых изготавливается корпус.

Без глубинного насоса практически не обойтись в том случае, если глубина скважины, из которой предстоит откачивать жидкую среду, превышает 10 метров.

Выбирая такое устройство, следует обращать внимание на такие параметры, как:

  • суммарная потребность точек водозабора в воде, которую должен обеспечить подбираемый насос;
  • характеристики скважины, из которой предстоит откачивать воду (диаметр и глубина);
  • геологические данные участка, на котором выполнено бурение скважины (глубина, на которой располагаются подземные воды, тип почвы и др.);
  • наличие на участке, на котором планируется установить насосное оборудование, источника электропитания.

К основным техническим характеристикам, по которым осуществляется выбор насосного оборудования, являются:

  • производительность устройства, которая характеризует, какое количество жидкости оно способно перекачать за единицу времени;
  • напор (данный параметр, измеряемый в метрах водяного столба, указывает на то, на какую высоту и на какое расстояние насос способен транспортировать жидкость по трубопроводной системе).

Приобретая погружной насос для скважины, лучше сразу остановить свой выбор на модели, мощность которой несколько превышает требуемое значение.

Такой подход при выборе насосного оборудования даст вам возможность в дальнейшем модернизировать свою насосную станцию, если в этом возникнет необходимость.

Установка насосов глубинного типа, как правило, не вызывает особых сложностей, выполнить ее можно, даже не имея опыта осуществления подобных процедур. При эксплуатации погружных насосов, как и насосного оборудования любого другого типа, следует не забывать об их регулярном техническом обслуживании, которое значительно продлит срок их безаварийного использования.

Основные категории насосов под скважину

Выделяют следующие основные виды насосов для скважин:

  • погружные – они опускаются в шахту ниже уровня воды на тросе;
  • поверхностные насосы для скважины на воду – располагаются над поверхностью земли;
  • ручные поверхностные – работающие без электропитания: жидкость поднимается по трубе-колонке под давлением, создаваемым действием системы рычагов с применением человеческих усилий.

Проблема какой насос выбрать для скважины решается после сравнения нескольких показателей:

  1. паспортных показателей скважины;
  2. расстояния от шахты до дома;
  3. на какой этаж придется поднимать воду.

Если скважина неглубокая, а расход воды небольшой, то рациональнее использовать погружные насосы для скважин. Хотя сейчас выпускаются модели данного типа, способные доставлять воду с глубины до 150 м.

Поверхностный насос для скважины способен обслуживать шахты небольшой глубины – до 6 м. Для артезианской скважины потребуется установка более мощных насосных станций.

Ручные варианты применяют в районах с периодическими перебоями электроснабжения в качестве альтернативного, страховочного варианта водоснабжения. Такие модели успешно используются, как насосы для полива на дачах.

Погружные насосы: разнообразие видов по принципу действия

По принципу действия насосы погружные скважинные могут быть роторными или поршневыми. В роторных вода поднимается по системе вращающихся элементов, в поршневых нагнетается двигающимся поршнем. Различают следующие виды погружных насосов для скважины:

  • вибрационные (поршневые);
  • винтовые (роторные);
  • вихревые (роторные);
  • центробежные (роторные).

Все они имеют форму цилиндра для удобства прохода по шахте, работают от электричества 220 или 380В, соединяясь с источником питания при помощи изолированного кабеля. Характеристики полукружных насосов для скважин указываются производителем в сопроводительной документации, а также на корпусе.

Чтобы выбрать скважинный насос осознанно и не ошибиться, следует сравнить преимущества и недостатки устройств разных категорий.

Погружные вибрационные насосы

Принцип их действия – подкачка воды за счет изменения давления в камерах, вызванного вибрационным перемещением резинового поршня. Это лучший насос для неглубокой скважины, колодца, естественного водоема, так как устройство обладает рядом достоинств:

  • отсутствие вращающихся частей обеспечивает нетребовательность агрегата к эксплуатационным условиям;
  • повышенная износостойкость деталей;
  • аппарат функционирует при любой температуре окружающей среды;
  • способность перекачивать сильно загрязненную воду, щелочную, с большим содержанием солей;
  • простота установки – возможен монтаж насоса в скважину своими руками.

Примером зарекомендовавших себя надежными моделями являются всем известные «Малыш», «Ручеек». Это небольшие по размерам, легкие по весу, недорогие по стоимости агрегаты. К недостаткам вибрационных скважинных погружных насосов можно отнести невысокую производительность: 360–1500 л/ч (в среднем 750 л/ч), чувствительность к перепадам напряжения. Глубина погружения небольшая – как правило, не превышает 7 м. Вибрирующий характер работы может оказывать разрушающее действие на стенки шахты – поэтому к установке такого оборудования в скважину надо подходить осмотрительно, взвесив все «за» и «против».

Центробежные модели

Центробежные насосы для скважин – мощные, при этом экономичные агрегаты. Они поднимают воду по вращающимся спиралевидным лопастям, которыми опоясан центральный вращающийся стержень.

При увеличении количества лопастей агрегаты способны перемещать больше жидкости, поэтому мощность центробежных насосов прямо пропорциональна их длине: чем длиннее агрегат, тем больше напор.

Центробежный насос для скважины – эффективное оборудование: его производительность варьируется от 1200 л/ч до 4000 л/ч. Это объем, почти в два раза превышающий потребности типового жилого коттеджа. По сравнению с вибрационными, эти конструкции выигрывают по производительности, а также они расходуют меньше электроэнергии. Выпускается большое разнообразие моделей, отличающихся типоразмерами, с вариативностью техпараметров. По стоимости они дороже, но их функциональные возможности шире.

Вихревые конструкции

Они оснащены не системой лопастей, как центробежные, а одним рабочим колесом. Колесо при вращении захватывает воду и создает продольный вихрь, продвигающий жидкость вверх по телу цилиндра. Преимущества агрегата вихревого действия следующие:

  • простота конструкции;
  • долговечность при соблюдении условий эксплуатации;
  • относительно невысокая стоимость.

Недостатками являются:

  • низкий КПД;
  • изнашивание при перекачке воды с частицами песка, препятствующих нормальному ходу рабочего колеса.

Выбор насоса для скважины этой модификации потребует установки сопутствующего фильтрующего оборудования достаточной мощности.

Винтовые модели

Винтовые насосы для скважин по-другому называют шнековыми, по названию ведущего рабочего элемента – винта-шнека. Вода поступает внутрь цилиндра с вращающимся шнеком, скоростное круговое движение которого создает сильный напор – под его действием жидкость с силой проталкивается вверх.

Винтовой насос для скважины обладает следующими преимуществами:

  • его стоимость ниже, чем центробежных и вихревых моделей;
  • удобен для малодебитных скважин: при небольшом количестве воды агрегат создает довольно высокое давление, поэтому напор в точках водоразбора хороший;
  • нечувствителен к наличию примесей – им можно качать воду с песком без опасения, что агрегат выйдет из строя.

Винтовой скважинный насос рекомендуется устанавливать, если над водоносным слоем залегает песчаный пласт и в поступающей жидкости содержится большое количество песка. В таких ситуациях вибрационные модели только усугубят ситуацию, разрушая песчаный слой, центробежные и вихревые быстро выйдут из строя, а винтовая конструкция справится с задачей без проблем.

Технические параметры, на которые следует ориентироваться

Как выбрать насос для скважины, ориентируясь на указанные в сопроводительной документации технические характеристики? При покупке насосного оборудования для скважин в первую очередь обращают внимание на следующие характеристики:

  • производительность;
  • высота подъема воды;
  • глубина погружения;
  • внешний диаметр;
  • условия эксплуатации;
  • уровень защиты;
  • мощность;
  • вес, размер (внешний диаметр, длина);
  • бесшумность работы (если для потребителя это имеет принципиальное значение).

Вторыми по значимости критериями, на которые следует обратить внимание при решении вопроса, как выбрать погружной насос для скважины, является наличие систем защиты агрегата от перегрузок, сухого хода, утечки воды (ее предотвращает обратный клапан), на наличие фильтров. Эти функциональные возможности аппарата увеличат его стоимость, поэтому важно заранее определиться с бюджетом. Желательно, чтобы базовая защита от перегрузок и сухого хода присутствовала – это значительно продлит жизнь насосного оборудования. Производители также указывают в инструкции максимально допустимое количество примесей в перекачиваемой воде. Есть аппараты, способные поднимать только чистую, артезианскую воду – установка такого погружного насоса в скважину с большим количеством песка, солей и взвесей приведет к быстрому выходу его из строя.

А теперь поговорим подробнее о важных технических параметрах.

Вопрос установки насосного оборудования

Монтаж погружного насоса в скважину в большинстве случаев можно произвести самостоятельно. Агрегат опускают в шахту на прочном тросе из нержавеющей стали достаточной толщины – он должен выдержать большие нагрузки, так как цилиндр, когда наполняется водой, имеет большой вес. Не рекомендуется использовать трос в пластиковой оболочке – крепежная система из хомутиков в таких конструкциях ненадежна. Рядом с несущим тросом крепится электрокабель в изоляционной оболочке. Опускать агрегат на электрокабеле нельзя.

Подбор насоса для скважины – серьезный и ответственный шаг в системе организации водоснабжения жилых домов.

Ознакомившись с принципами работы насосного оборудования, техническими характеристиками представленных на рынке образцов, легче сделать осознанный выбор и правильно подобрать скважинный агрегат для загородного дома, многоэтажного коттеджа или дачи.

Насосы незаменимы для обеспечения дома чистой водой, отвода сточных вод, перекачки теплоносителя в системе отопления, подачи воды в бассейн, осушения подвалов и т.д. — как видно, спектр их применения в быту весьма широк.

Разнообразие выполняемых задач приводит к различию в конструктивных особенностях насосов. Иначе говоря, каждый насос имеет довольно узкую специализацию. Поэтому неспециалисту бывает трудно подобрать нужное для решения конкретной задачи оборудование.

Существует множество типов бытовых насосов

В этой публикации даются основные сведения, которые помогут в выборе нужного насоса, приводится обзор главных характеристик данного оборудования, рассматриваются различные нюансы, которые необходимо учитывать, чтобы насосы работали хорошо и долго, а их обладатель при этом не переплатил на этапе приобретения. Для начала следует разобраться, что такое насос.

Типы насосов

Существует множество типов насосов, которые различаются по своим техническим характеристикам и целевому назначению. К основным техническим характеристикам насосов относятся:

  • коэффициент полезного действия,
  • мощность насоса (полезная мощность насоса),
  • производительность или объем перекачиваемой за единицу времени жидкости,
  • максимальный напор исходящей жидкости,
  • создаваемое давление насоса.

По целевому назначению бытовые насосы делятся на:

  • насосы для чистой воды,
  • насосы для грязной воды, в том числе, канализационных стоков.

Насосы для чистой воды, главным образом, используются для обеспечения работы системы водоснабжения, а также для бассейна. Под чистой водой понимается та, что имеет содержание твердых примесей менее 150 г/куб. м.

Насосы для загрязненной воды имеют более широкое применение. К ним относятся дренажные насосы, фекальные и канализационные, фонтанные и поливочные насосы. Они, в свою очередь, делятся на агрегаты, работающие с жидкостью средней степени загрязнения (содержание в воде твердых примесей — менее 200 г/куб. м) и агрегаты, работающие с жидкостью высокой степени загрязнения (содержание в воде твердых примесей — более 200 г/куб. м).

Не следует применять агрегаты первого типа для перекачки сильно загрязненных жидкостей — нарушение условий эксплуатации неизбежно приведет к быстрому износу механических деталей насоса и выходу его из строя. С другой стороны, нет смысла переплачивать за дорогой насос, рассчитанный на сильное загрязнение, если вы используете его для более чистой воды.

Но самостоятельно оценить степень чистоты воды очень сложно. Чаще всего это делается визуально — по количеству осадка и плавающим твердым частицам. Насколько надежен такой метод — судить только вам.

Погружные, поверхностные и циркуляционные насосы

Помимо приведенной выше классификации, бытовые насосы можно разделить по месту их установки на:

  • погружные насосы,
  • поверхностные насосы,
  • циркуляционные насосы.

Погружные насосы или насосы погружного типа, как уже явствует из названия, размещаются непосредственно в жидкости, с которой работают. Корпус такого насоса должен быть полностью либо частично погружен в воду. Если насос полностью «утоплен», он закрепляется под водой с помощью страховочного каната на определенной глубине (обычно это 0,5–1 метр от поверхности дна).

Игорь Аксенов, руководитель отдела закупок NeoClima

«Скважинные погружные насосы вихревого типа являются одними из самых надежных. В этих насосах соприкасающиеся с водой детали выполнены из латуни. Это дает им высокую коррозийную стойкость и обеспечивает прочность конструкции».

Поверхностные насосы устанавливаются на некотором расстоянии от источника жидкости, чаще всего в подсобном помещении, и сообщаются с ним посредством трубопровода или шланга.

Погружные и поверхностные насосы относятся к внешнему насосному оборудованию.

Циркуляционные насосы являются внутренними устройствами, монтируются как часть системы водоснабжения или отопления и способствуют циркуляции жидкости в них. Существуют также насосы для поднятия давления в системе, которые тоже относятся к числу внутренних.

Выбор и подключение глубинного насоса для скважины

А если критичен именно напор — то лучше взять вихревой насос.

Поверхностный насос с внутренним эжектором Unipump JET 80 L для глубин до 8 метров

Есть и еще одна деталь, которую необходимо учитывать при выборе любого насоса — это так называемое самовсасывание. Самовсасывание — это способность насоса начинать работу сразу, без предварительного залива внутрь него жидкости. Так вот, в отличие от вихревых, центробежные насосы не обладают самовсасыванием, т.е. перед началом работы их требуется залить водой. Заполнение насоса, как правило, осуществляется при помощи ручной помпы. Самовсасывающий насос, конечно, удобнее в эксплуатации.

Поверхностные насосы охлаждаются с помощью воздуха, т.е. не требуют дополнительное охлаждение, как некоторые типы погружных. Их можно разместить как рядом с источником влаги колодца или скважины, так на некотором удалении от него. В общем плюсов у них много, но есть и ряд существенных минусов.

Насосы для дома✮Большой выбор насосного оборудования на портале TopClimat.ru

Во-первых, поверхностные насосы в зимнее время требуется защищать от холода, поэтому чаще всего их использование носит сезонный характер. Во-вторых, они способны поднять воду с глубины не более 8-9 метров. Если ваши колодец или скважина глубже, то вам придется или отказаться от поверхностного насоса в пользу погружного, либо купить специальное устройство к погружному насосу под названием эжектор.

Поверхностный насос вихревого типа Unipump QB 70

Эжектор — относительно простое устройство, позволяющее увеличить глубину забора воды поверхностным насосом до 20 и даже 40 метров. Нужно знать, что жидкость в эжектор поступает не из скважины или колодца, а из насоса, что усложняет общую конструкцию насоса. Некоторые насосы имеют встроенный эжектор, который однако менее эффективен, чем внешний.

Есть специальные переносные модели поверхностных насосов для откачки воды из бассейна.

Погружные насосы

В отличие от поверхностных, погружные насосы могут эксплуатироваться круглый год. Они способны «достать» воду даже с глубины 70-80 метров. Работают эти насосы, как правило, бесшумно, т.к. погружены в воду. Все погружные насосы можно отнести к двум большим категориям: скважинные насосы и колодезные насосы.

Уже по названию понятно, что скважинные насосы предназначены, чтобы добыть воду из скважин и поэтому имеют небольшой диаметр: обычно 3 или 4 дюйма. Колодезные насосы более универсальны, их диаметр может быть довольно большим.

Кроме этого, погружные насосы бывают четырех основных типов:

  • центробежные,
  • винтовые,
  • вихревые,
  • вибрационные.

Погружной центробежный скважинный насос Unipump ECO 8

Если первые три типа принципиально схожи между собой, то вибрационные погружные насосы имеют ряд серьезных отличий. Во-первых, насосы такого типа имеют меньшие производительность и КПД, производят больше шума при работе, а главное — могут «достать» воду с глубины не более 40 м. И самое главное, вибрационные насосы — это временное решение для дома. Дело в том, что вибрация, которую создают этот насос во время работы, негативно влияет на состояние скважины, в которую его помещают. Поэтому скважина со временем неизбежно будет разрушаться, а качество воды, подаваемое насосом, соответственно, станет все хуже и хуже. В чем же привлекательность вибрационных насосов? Все просто — они наиболее дешевы.

Кстати, многие обладатели вибрационных насосов не замечают их недостатки и уверяют, что они могут «раскачать» скважину, прочистить ее и успешно справиться с главной задачей — обеспечением водой дома.

Центробежные, винтовые и вихревые погружные насосы способны работать долго и качественно. Чтобы повысить срок их службы, лучше выбирать модели, имеющие специальный контур охлаждения. Правда, наличие такой опции сразу приведет к существенному подъему цены на это оборудование.

Погружной вибрационный насос Aosta AB VMP U4 10 SLIM

Продляет срок службы и специальный поплавковый выключатель, которым оборудованы некоторые модели насосов. Если уровень жидкости ниже критической отметки, т.е. вода в колодце закончилась, то выключатель срабатывает и насос автоматически прекращает свою работу. Таким образом, устройство не работает «посуху», а «сухой» режим очень опасен для насоса. Обычно поплавковые выключатели имеют погружные насосы для колодцев, а не для скважин. Хотя поплавковыми выключателями оснащены и другие типы насосов, например, дренажные.

Дренажный насос NeoClima серии DP 550 DN с поплавковым выключателем

В принципе, для обычного пользователя особой разницы между центробежным, винтовым или вихревым погружным насосом нет. Небольшая подсказка. Для высокодебетовых скважин (1500 л/ч и более) лучше подойдут центробежные, а для низкодебетовых (менее 1000 л/ч) — вихревые или винтовые. Винтовые насосы способны перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы (кроме абразивных) без ущерба для своей производительности.

Существуют и полупогружные насосы для чистой воды, но они менее распространены.

Циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы «отвечают» за то, чтобы вода в трубах системы водоснабжения, канализации или отопления двигалась, а не стояла на месте, т.е. циркулировала. Иными словами, обеспечивают ток жидкости.

Циркуляционные насосы применяются для перекачки как чистой, так и грязной воды. Разумеется, модели, используемые для обеспечения циркуляции сточных вод несколько отличаются от тех, что устанавливаются в системе питьевого водоснабжения, но в целом конструкция их схожа. Поэтому не будем отдельно рассматривать циркуляционные насосы для грязной и чистой воды и поговорим об особенностях данного типа насосов в этом разделе.

Циркуляционный насос с сухим ротором Wilo Stratos GIGA

Циркуляционные насосы как правило относятся к роторному типу. Этот тип отличается высоким КПД, низким уровнем шума при работе и малыми вибрациями. Существуют две основные разновидности роторных насосов, которые различаются по способу охлаждения ротора. Это:

  • насосы с мокрым ротором,
  • насосы с сухим ротором.

Последние имеют более сложную конструкцию, т.к. ротор такого насоса, в отличие от оборудования с мокрым ротором, расположен не в самой перекачиваемой жидкости, которая естественным образом охлаждает ротор. Для насосов с сухим ротором охлаждение происходит за счет окружающей среды, в основном за счет воздуха.

Насосы для дома✮Большой выбор насосного оборудования на портале TopClimat.ru

Важно знать, что насосы с мокрым ротором имеют меньшие размеры, чем насосы с сухим ротором, их легче устанавливать. Если для вас габариты насоса критичны, этот фактор может оказаться решающим при выборе. Они дешевле и меньше шумят, зато имеют значительно меньшие КПД и производительность. Кроме того, насосы с сухим ротором могут применяться даже в условиях агрессивных жидкостей.

Насосы для грязной воды

Насосы для грязной воды решают больше задач, чем их собратья по цеху, предназначенные для чистой воды. Они перекачивают сточные воды, откачивают воду из подвала или котлована, подают влагу для полива и даже заставляют работать фонтаны. Конструкция насосов для грязной воды позволяет им без особого ущерба для своей конструкции справляться с водой, в которой содержится большое количество различных примесей: песка, травы, глины, ила, фекалий и другого мелкого мусора. В данной статье мы рассмотрим три основных типа насосов для грязной воды:

  • дренажные,
  • фекальные,
  • фонтанные.

Дренажные насосы

Эти насосы незаменимы, когда нужно избавиться от большого количества грязной воды, которая скопилась в одном месте. Такая вода представляет собой не только загрязненную, но и химически агрессивную жидкость. Как и насосы для чистой воды, дренажные насосы бывают погружными, полупогружными и поверхностными. А по типу — центробежными или винтовыми. И также чаще всего их оснащают поплавковыми выключателями.

Погружной дренажный насос Wilo Drain TS40

Помимо поплавкового выключателя дренажный насос всегда имеет специальный входной фильтр, предотвращающий попадание крупного мусора внутрь устройства. В паспорте насоса указывается предельная величина твердых частиц, с которыми он может справиться. Лучше, чтобы в рабочей жидкости не встречались частицы крупнее.

Но при выборе дренажного насоса следует обратить внимание не только на «калибр» частиц загрязнения, но и на расположение всасывающего клапана. В зависимости от этого расположения различают:

  • насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса,
  • насосы с всасывающим клапаном сверху.

Насосы с верхним клапаном отличаются большим сроком службы, т.к. снижается риск попадания внутрь устройства крупного мусора. Зато производительность «донного» варианта заметно выше. Чтобы уберечь насосы с всасывающим клапаном в дне корпуса от забивания мусором их устанавливают на специальные подставки.

Фекальные насосы

Фекальные или канализационные насосы, главным образом, нужны для обеспечения работы автономной канализации дома. Конструктивно они очень похожи на дренажные и отличаются от них наличием специальных ножей, которые измельчают органические остатки и даже пластик перед попаданием в рабочую камеру насоса. Также они изготавливаются из материалов, с повышенной устойчивостью к температуре и агрессивной среде.

Существуют модели фекальных насосов с охлаждением самой перекачиваемой жидкостью и имеющие специальный охлаждающий контур. Разумеется, последние более надежны, но и имеют более высокую цену.

Погружной дренажный/фекальный насос Джилекс Дренажник 255/11 ФН

В отличие от насосов для чистой воды, среди фекальных некоторой популярностью пользуются полупогружные насосы.

У них в жидкость погружена только сама насосная камера, а верхняя часть, где расположен двигатель, находится на специальном поплавке, который может долгое время выдерживать воздействие агрессивной среды. Такие насосы отличается невысокой ценой, их удобно монтировать, но работают они только с жидкостями, где размер частиц загрязнения не превышает 1,5 см, т.к. ножами они не оборудованы.

Фонтанные насосы

Фонтанные насосы позволяет обустроить на участке настоящий фонтан. Как правило, вместе с фонтанным насосом продается комплект телескопических насадок, с помощью которых можно создавать фонтанную струю разной высоты и геометрической формы. Существуют поверхностные и погружные фонтанные насосы.

Насос фонтанный DAB NINPHAEA 1

Кстати, фонтан на участке не только радует глаз, но и способствует насыщению воды кислородом, что предотвращает ее цветение, заиливание и упрощает уход за водоемом.

Основные технические характеристики насосов

Производительность — определяет, какой объем жидкости насос способен перекачать за единицу времени. Измеряется в кубометрах/литрах в секунду/час.

Напор — величина, характеризующая способность насоса подать воду к точке водоразбора, т.е. туда, где ею будут пользоваться. Измеряется в метрах.

Мощность. Существует в двух ипостасях: потребляемая или мощность двигателя насоса и полезная мощность. Потребляемая мощность мало заботит потребителя. Гораздо важнее для него полезная мощность насоса, которая характеризует его способность по перекачке определенного количества жидкости. Измеряется в ваттах или киловаттах.

КПД показывает, как связаны между собой потребляемая и полезная мощности и таким образом, характеризует эффективность работы насоса. Чем совершеннее конструкция насоса, тем меньше потери мощности и, соответственно, тем выше КПД.

Игорь Аксенов, руководитель отдела закупок NeoClima

«Поплавковый выключатель дренажных насосов выполнен так, чтобы не цепляться за окружающую среду, поэтому эти насосы могут успешно и надежно работать даже на болотах».

Существует еще и ряд потребительских качеств, которые имеют второстепенное значение, но важны с точки зрения удобства пользования и комфорта окружающих. А также тех, которые присущи лишь некоторым типам оборудования. К их числу относятся:

  • уровень шума работающего насоса,
  • коррозионная стойкость частей, соприкасающихся с водой,
  • герметичность насоса,
  • диаметр устройства,
  • материал, из которого изготовлен корпус,
  • является или нет насос самовсасывающим.

Чтобы оценить требуемую производительность насоса, можно грубо прикинуть водоразбор в доме. Скажем, чтобы принять ванну нужна производительность на уровне 300 л/ч; для умывальника достаточно 60 л/ч; для кухни потребуется порядка 500 л/ч; для туалета, в среднем, около 80 л/ч. А для бани нужно уже примерно 1000 л/ч влаги.

Чтобы оценить требуемый напор, нужно определить, на какое расстояние насос должен доставить воду от точки водозабора до дома. К полученной цифре стоит добавить 20%, которые нужны, чтобы учесть трение жидкости, проходящей по шлангу или трубопроводу.

Расчет мощности насоса лучше оставить специалистам. А с КПД все понятно — чем больше, тем лучше.

Для правильного подбора скважинного насоса необходимо знать и понимать некоторые важные харакретистики насосок. В первую очередь необходимо знать, насосы, которую качают воду из скважин и колодцев, бывают таких видов — скважинные, погружные, самовсасывающие.

В этой статье речь пойдет о скважинных насосах, которые отличаются от остальных увеличенной мощностью, компактностью, большим потенциальным объемом перекачиваемой воды. И самое главное отличие скваженных насосов от простых наружных (поверхностных) насосов в методике их монтажа: насос располагается в самой в скважине.

Для расчёта мощности насоса для скважин на воду вы можете воспользоваться калькулятором расчета мощности насоса для скважин на воду.

Ввиду агрессивности среды и малого доступного пространства такие насосы изготавливают небольшого размера из нержавеющей стали либо композита. Однако при этом мощности достаточно для подъема воды с глубины до 650 м.

Для правильного подбора скважинного насоса важно знать какой объем воды ему придется поднимать. Это зависит от требований жителей дома (душ, раковина, унитаз и т.д.). для начала вычисляется проектное значение максимального (секундного либо часового) расхода при помощи формулы: Qmax = EQn , где Qn – значение расхода воды через конкретный санприбор.

Нормативные расходы санитарных приборов.

Точка водоразбора

Нормативный расход

л/с

м3/ч

Мойка

0,2

0,7

Посудомоечная машина

0,2

0,7

Ванна

0,3

1,1

Умывальник

0,1

0,4

Биде

0,1

0,4

Стиральная машина

0,2

0,7

Душ

0,2

0,7

Унитаз

0,1

0,4

Причем выбор насоса должен происходить после завершения бурения скважины и после получения паспорта на нее. Из информации, указанной в паспорте вы сможете правильно выбрать насос, так как там указаны такие характеристики скважины:

  • дебит (производительность скважины в м3/ч);
  • статический уровень воды;
  • динамический уровень воды;
  • глубина скважины;
  • размеры и глубина фильтровальной части скважины;
  • диаметр скважины.

После того, как вы узнали максимальный расход скважины, нужно рассчитать необходимый максимальный напор по формуле:

Н = Ptapx10,2 + Hgeo + EHf ,

где:

  • Ptap – давление, которое нужно образовать в системе. Чаще всего задают 2-3 бара (стандартное давление в городской сети);
  • Hgeo — геодезический напор. Разность высот от динамического уровня до самой высокой точки водоразбора в метрах водного столба;
  • EHf — сумма потерь напора по длине трубопровода и местных потерь (потери напора на поворотах, тройниках, задвижках и т.д.).

Местные потери считаются обычно 15-20% от потерь по длине. Кроме того нужно брать в учет наличие в системе фильтра. Потери напора на фильтре тоже относятся к местным потерям, однако их значение может быть достаточно велико (в среднем 0,5 — 1,5 бар) и зависят от типа и габаритов фильтра. Уточнить значение можно по паспортным данным на ваш фильтр.
Потери напора в трубопроводах из полимерных материалов*.

Расход

Потеря напора в стальных трубопроводах

м3/час

л/мин

л/с

Номинальный диаметр в дюймах и внутренний диаметр в мм

1/2″
15.75

3/4″
21.25

1″
27.00

1 1/4″
35.75

1 1/2″
41.25

2″
52.5

2 1/2″
68.00

3″
80.25

3 1/2″
92.50

4″
105.0

5″
130.0

6″
155.5

90° — колено, запорная задвижка

Тройники, обратные клапаны

Жирным шрифтом выделены скорости протекания потока в м/с (должна быть в интервале 1 — 2 м/с), обычным – потери напора в м на 100 м прямого трубопровода.
*таблица основана на диаграмме Г.

Ланга.
Шероховатость: К=0,01 мм
Температура воды: t=10 C.
Одним из важнейших факторов при подборе скважинного насоса называется выбор мембранного бака. Мембранный бак нужен для обеспечения нормальной работы насоса в автоматическом режиме. Он защищает от частого включения/выключения насоса при наличии утечек в системе и малом расходе воды. Кроме того, гидроаккумулятор компенсирует гидравлические удары в системе. Точно вычислить необходимый объем мембранного бака можно так:

  • где Qmax — максимальный расход насоса, м3/ч;
  • Pset — давление включения насоса, бар;
  • Р — разница между давлением включения/выключения, бар;
  • Nmax — допустимое число включений/выключений в час;
  • k – 0,9.

Что бы было проще разобраться, приведем пример:
В 2х-этажном загородном доме установили такие потребители воды: На 1 этаже – умывальник и ванная комната (унитаз + умывальник и душ), на 2 этаже – туалет с раковиной. Также поставили фильтр на воду. Исходя из паспорта ясно, что потери давления на фильтре составляют 1 бар.
На участке есть скважина с такими показателями в паспорте:

  • дебит – 5 м3/ч;
  • статический уровень – 25 м;
  • динамический уровень – 30 м;
  • верхняя отметка фильтровальной зоны – 45 м;
  • нижняя отметка – 50 м;
  • глубина скважины – 60 м;
  • глубина монтажа насоса – 40 м;
  • диаметр скважины – 121 мм.

Есть такие геометрические параметры трубопроводов системы:

  • диаметр напорного трубопровода в скважине – 40,0 мм;
  • длина напорного трубопровода в скважине – 40 м;
  • диаметр напорного трубопровода от скважины до дома – 32 мм;
  • длина напорного трубопровода от скважины до дома – 20 м — отметка наивысшей точки водоразбора – 3 м;
  • материал труб – полиэтилен.

Используя вышеприведенные формулы, имеем:
1. Максимальный расход скважины:
Qmax = 0,2 + 0,1 + 0,1 + 0,2 + 0,1 + 0,1 = 0,8 л/с либо 3 м3/ч.
2. Необходимый напор насоса:

  • Ptap = 2 бара,
  • >Hgeo = 30 + 3 = 33 м,
  • Hf = Hд + Нмес + Нф,
  • Где Нд – потери напора по длине трубопровода,
  • Нмес — потери напора на местных сопротивлениях,
  • Нф — потери напора на фильтре.

Рассчитаем потери по длине:
В расчете принимаем потери на местных сопротивлениях = 15% от потерь по длине.

  • Нмес = 4,12*0,15 = 0,6 м,
  • Нф = 10 м – потери на фильтре (1 бар = 10 м водного столба),
  • Hf = 4,1 + 0,6 + 10 = 14,7м.

Т.о., вычисленный общий напор:
Н = 2*10,2 + 33 + 14,7 = 68,1м.
Из полученных данных выбираем насос и начинаем расчет мембранного бака.

  • Qmax = 3 м3/ч;
  • Pset = 3 бара;
  • Р = 1 бар;
  • Nmax = 100.

Таким образом, объем мембранного бака равен 8,3 литра.
Кроме всего вышеперчисленного для нормальной работы насоса нужно еще иметь набор некоторых принадлежностей. Это: мембранный бак вычисленного объема, электронный блок управления, аналоговый датчик давления, манометр, кабель, термоусадочная кабельная муфта, трос из нержавеющей стали (для подвешивания насоса в скважине), зажимы из нержавейки, 2 штуки на 1 проушину, хомуты для крепления кабеля к напорной трубе, напорный трубопровод , переходник «труба-насос». Это все можно купить вместе с насосом либо отдельно.
Обратите внимание, что для нормальной и безопасной работы насоса важно, чтобы подводящий электричество кабель отвечал потребляемой мощности агрегата.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *