RU2119017C1 - Water-intake device - Google Patents
Water-intake device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119017C1 RU2119017C1 RU97109373A RU97109373A RU2119017C1 RU 2119017 C1 RU2119017 C1 RU 2119017C1 RU 97109373 A RU97109373 A RU 97109373A RU 97109373 A RU97109373 A RU 97109373A RU 2119017 C1 RU2119017 C1 RU 2119017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- pipe
- hydraulic sealing
- well
- sealing unit
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 3
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности, для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения. The invention relates to devices and mechanisms intended for the operation of groundwater sources and water intake structures, in particular, for pumping artesian water into the main lines of urban water supply systems.
Известны водозаборные устройства, содержащие напорный трубопровод, погруженный в скважину многосекционный насос с трансмиссионным валом, проходящим внутри напорного трубопровода, и электродвигатель, установленный на станине над устьем скважины [1]. Known water intake devices containing a pressure pipe, a multi-section pump submerged in a well with a transmission shaft passing inside the pressure pipe, and an electric motor mounted on a bed above the wellhead [1].
Наличие у известных устройств трансмиссионной передачи, не позволяющей точно отрегулировать зазоры между рабочими колесами и направляющими аппаратами насоса, приводит к большим объемным потерям, снижению подачи, напора и коэффициента полезного действия насоса. The presence of known transmission devices that do not allow precise adjustment of the gaps between the impellers and the pump guide vanes leads to large volumetric losses, reduced flow, pressure and pump efficiency.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является водозаборное устройство, содержащее размещенные в обсадной трубе скважины напорный трубопровод, многосекционный насос с погружным электродвигателем и приспособление гидроуплотнения в составе корпуса, жестко установленного на напорном трубопроводе ниже статического уровня воды в скважине, и уплотняющего элемента, внутренняя полость которого соединена с линией повышенного давления, проложенной вдоль напорного трубопровода [2]. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a water intake device containing a pressure pipe located in the casing of the well, a multi-section pump with a submersible electric motor and a hydraulic sealing device as part of a housing rigidly mounted on the pressure pipe below the static water level in the well, and a sealing element , the internal cavity of which is connected to the line of high pressure laid along the pressure pipe [2].
Недостаток известного устройства заключается в следующем. Известно, что подземные источники подвержены сезонным колебаниям естественного уровня воды. При этом наиболее нежелательными являются необратимые понижения статического уровня воды в скажине, которые могут быть вызваны, например, образованием районной депрессии под влиянием забора воды из ближайших скважин. Независимо от гидрологических условий на мощности водозабора могут сказываться засорение скважины оборвавшимися деталями водозаборных устройств, засорение сетчатого фильтра скважины и т.п. Поэтому известное устройство снабжено приспособлением гидроуплотнения, которое жестко установлено между фланцами (верхним и нижним) двух отрезков труб, напорного трубопровода, размещенных ниже статического уровня воды. Это позволяет уменьшить влияние естественного уровня воды в скважине на мощность водозабора. Однако в результате жесткого крепления приспособления гидроуплотнения, во-первых, ужесточаются усложняющие конструкцию указанного приспособления требования к надежности устройства, что является следствием образования в обсадной трубе скважины столба воды, за счет веса которого на уплотняющий элемент воздействует избыточное давление при одновременном воздействии снизу на указанный элемент разреженной воздушной среды, во-вторых, не достигается максимальный эффект от использования приспособления гидроуплотнения, который тем выше, чем ближе к статическому уровню воды размещен уплотняющий элемент (от расстояния между указанным элементом и корпусом насоса зависит степень разрежения воздушной среды над динамическим уровнем воды в скважине), что сказывается на мощности водозабора. A disadvantage of the known device is as follows. Underground sources are known to be subject to seasonal fluctuations in the natural water level. In this case, the most undesirable are irreversible lowering of the static water level in the tale, which can be caused, for example, by the formation of a regional depression under the influence of water intake from nearby wells. Regardless of the hydrological conditions, clogging of the well by the broken parts of the water intake devices, clogging of the strainer of the well, etc. can affect the water intake capacity. Therefore, the known device is equipped with a hydraulic sealing device, which is rigidly installed between the flanges (upper and lower) of two pipe sections, a pressure pipe, located below the static water level. This allows you to reduce the effect of the natural water level in the well on the water intake capacity. However, as a result of the rigid fastening of the hydraulic sealing device, firstly, the reliability requirements of the device, complicating the design of the specified device, are tightened, which is a consequence of the formation of a water column in the casing of the well, due to the weight of which the overpressure element is subjected to excessive pressure while simultaneously acting from below on the indicated element rarefied air, secondly, the maximum effect is not achieved from the use of the hydraulic sealing device, which is the higher, h m closest to the static water level is placed a sealing member (the distance between said element and the pump housing degree dependent on ambient air dilution dynamic water level in the well), which affects the power intake.
Технической задачей изобретения является повышение мощности водозабора. An object of the invention is to increase the water intake capacity.
Указанная задача решается тем, что в водозаборном устройстве корпус приспособления гидроуплотнения установлен с возможностью возвратно-поступательного смещения вдоль оси напорного трубопровода и выполнен в виде отрезка трубы, торцы которого снабжены фланцами, уплотняющий элемент выполнен в виде двух надувных камер, одна из которых размещена во внутренней полости корпуса, другая - в области между корпусом приспособления гидроуплотнения и стенкой обсадной трубы скважины, средний диаметр отрезка трубы корпуса выбран равным половине разности между значениями внешнего диаметра фланцев и диаметра напорного трубопровода, а полости надувных камер соединены шлангом, проложенным через сквозное отверстие, выполненное в стенке отрезка трубы корпуса приспособления гидроуплотнения. This problem is solved by the fact that in the water intake device the body of the hydraulic sealing device is installed with the possibility of reciprocating displacement along the axis of the pressure pipe and is made in the form of a pipe segment, the ends of which are provided with flanges, the sealing element is made in the form of two inflatable chambers, one of which is located in the inner cavity of the body, the other in the area between the body of the hydraulic sealing device and the wall of the casing of the well, the average diameter of the pipe section of the body is chosen to be half NOSTA between the values of the outer diameter of the flange and the diameter of the flow conduit and the cavity inflatable chambers connected hose laid through a through hole formed in the wall of pipe section housing gidrouplotneniya device.
На чертеже изображено предлагаемое устройство и поясняется его работе. The drawing shows the proposed device and explains its operation.
Устройство монтируется в обсадной трубе 1 скважины и содержит напорный трубопровод 2, многосеционный насос 3 с водоприемной сеткой 4, погружной элеткродвигатель 5, приспособление 6 гидроуплотнения и линию 7 повышенного давления. Корпус приспособления гидроуплотнения выполнен в виде отрезка трубы 8 с фланцами 9 и 10, а его уплотняющий элемент - в виде двух надувных камер 11 и 12, полости которых соединены шлангом 13. The device is mounted in the casing 1 of the well and contains a pressure pipe 2, a multi-stage pump 3 with a water intake mesh 4, a submersible electric motor 5, a hydraulic sealing device 6 and a pressure line 7. The housing of the hydraulic sealing device is made in the form of a pipe segment 8 with flanges 9 and 10, and its sealing element is in the form of two inflatable chambers 11 and 12, the cavities of which are connected by a hose 13.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Естественный уровень воды в обсадной трубе 1 характеризуется статическим уровнем, значение A1 (A2) которого зависит от гидродинамических особенностей подземных вод и величины атмосферного давления. При заборе воды из водоносного слоя ее уровень в скважине понижается на величину S1 (S2), которая тем больше, чем выше производительность агрегата в составе насоса 3 и электродвигателя 5. С наступлением равновесия между количеством откачиваемой через водоприемную сетку 4 воды и количеством ее притока из водоносного слоя в скважине установится постоянный до выключения электродвигателя 5 динамический уровень (кривая B1 (B2) на чертеже), который, постепенно повышаясь по мере удаления от скважины, образует так называемую воронку депрессии радиусом R1 (R2). The natural water level in the casing 1 is characterized by a static level, the value of A1 (A2) of which depends on the hydrodynamic characteristics of groundwater and the value of atmospheric pressure. When water is taken from the aquifer, its level in the well decreases by S1 (S2), which is the greater, the higher the productivity of the unit consisting of pump 3 and electric motor 5. With the onset of equilibrium between the amount of water pumped through the water intake grid 4 and the amount of its inflow from of the aquifer in the well, a constant dynamic level will be established until the motor 5 is turned off (curve B1 (B2) in the drawing), which, gradually increasing with distance from the well, forms a so-called depression funnel with a radius R1 (R2).
При монтаже устройства в обсадную трубу 1 его приспособление 6 гидроуплотнения размещают на той секции напорного трубопровода 2, стенки которой при погружении устройства на заданную глубину будут проходить через границу раздела сред в скважине. В состав приспособления 6 включены выполненные из легкого материала отрезок трубы 8 с фланцами 9 и 10, между которыми размещены надувные камеры 11 и 12. Полости камер соединены шлангом 13, поэтому при подаче воздуха по линии 7 повышенного давления объем камер 11 и 12 вначале под действием давления Po достигает такого значения, при котором приспособление 6 всплывает, а затем под действием давления Px перекрывает зазоры с обсадной трубой 1 и напорным трубопроводом 2. When mounting the device in the casing 1, its hydraulic sealing device 6 is placed on that section of the pressure pipe 2, the walls of which, when the device is immersed to a predetermined depth, will pass through the interface between the media in the well. The device 6 includes a piece of pipe 8 made of light material with flanges 9 and 10, between which the inflatable chambers 11 and 12 are placed. The chamber cavities are connected by a hose 13, therefore, when air is supplied through the pressure line 7, the volume of the chambers 11 and 12 is first under the action of pressure Po reaches a value at which the device 6 pops up, and then under the action of pressure Px closes the gaps with the casing 1 and the pressure pipe 2.
В результате после запуска электродвигателя 5 достижение равновесия между объемом откачиваемой в разводящую сеть воды и ее объемом, поступающим в обсадную трубу 1 из водоносного слоя (т.е. достижение динамического уровня воды) будет происходить при пониженном (по сравнению с атмосферным) давлении на поверхность воды, что вызывает дополнительный ее приток в обсадную трубу 1 скважины из водоносного слоя и тем самым повышает мощность водозабора. As a result, after starting the electric motor 5, equilibrium between the volume of water pumped into the distribution network and its volume entering the casing 1 from the aquifer (i.e., reaching a dynamic water level) will occur at a lower (compared to atmospheric) pressure on the surface water, which causes its additional influx into the casing 1 of the well from the aquifer and thereby increases the power of water intake.
При выключении электродвигателя 5 с целью проведения профилактических или ремонтных работ давление Px в полости между надувными камерами 11 и 12 через линию 7 понижают до исходного значения Po, при котором восстанавливаются зазоры с обсадной трубой 1 и с напорным трубопроводом 2, обеспечивающие беспрепятственный подъем устройства из скважины. When the motor 5 is turned off for the purpose of carrying out preventive or repair work, the pressure Px in the cavity between the inflatable chambers 11 and 12 through line 7 is reduced to the initial value Po, at which the gaps with the casing 1 and the pressure pipe 2 are restored, providing an unhindered lifting of the device from the well .
Таким образом, в результате нежесткого крепления приспособления 6 на напорном трубопроводе 2 полностью исключается возможность образования в обсадной трубе скважины столба воды, избыточное давление которого на стенки надувных камер 11 и 12 при наличии разреженной среды под последними накладывало бы дополнительные ограничения на выбор конструкции приспособления 6 гидроуплотнения устройства. При этом совмещение рабочей плоскости приспособления гидроуплотнения со статическим уровнем позволяет достигнуть максимального эффекта от использования указанного приспособления, т.к. степень разрежения воздушной среды над динамическим уровнем воды в скважине определяется расстоянием между уплотняющим элементом приспособления и корпусом насоса, что позволяет повысить мощность водозабора. Thus, as a result of the non-rigid fastening of the device 6 on the pressure pipe 2, the possibility of the formation of a water column in the casing of the well is completely excluded, the excess pressure of which on the walls of the inflatable chambers 11 and 12 in the presence of a rarefied medium under the latter would impose additional restrictions on the choice of design of the hydraulic sealing device 6 devices. In this case, the combination of the working plane of the hydraulic sealing device with a static level allows you to achieve the maximum effect from the use of the specified device, because the degree of rarefaction of the air above the dynamic water level in the well is determined by the distance between the sealing element of the device and the pump casing, which allows to increase the capacity of the intake.
Кроме того, при сезонных колебаниях или необратимых понижениях статического уровня А1 воды в скважине, например при понижении его до значения A2, давление Px воздуха в камерах 11-12 приспособления 6 при выключенном электродвигателе 5 понижают до Po, при котором приспособление 6 гидроуплотнения смещается вниз до совмещения его рабочей плоскости с уровнем A2. В результате исключается влияние столба воздуха высотой dS на степень разрежения воздушной среды над динамическим уровнем воды в скважине, что позволяет частично скомпенсировать снижение мощности водозабора при сезонных и необратимых понижениях статического уровня воды в скважине. In addition, with seasonal fluctuations or irreversible decreases in the static water level A1 in the well, for example, when it drops to the value A2, the air pressure Px in chambers 11-12 of tool 6 with the motor 5 turned off is lowered to Po, at which the hydraulic seal 6 moves down to combining its working plane with level A2. As a result, the influence of an air column with a height of dS on the degree of rarefaction of the air above the dynamic water level in the well is eliminated, which partially compensates for the decrease in water intake capacity during seasonal and irreversible decreases in the static water level in the well.
Источники информации
1. Шабалин А.Ф. Эксплуатация промышленных водопроводов. - М.: Металлургия, 1972, с. 143.Sources of information
1. Shabalin A.F. Operation of industrial plumbing. - M.: Metallurgy, 1972, p. 143.
2. Заявка N 95105997/03 (011002) от 18.04.95 г. на "Водозаборное устройство". Решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение от 22.04.96 г. 2. Application N 95105997/03 (011002) dated 04/18/95 for "Water intake device". The decision of VNIIGPE on the grant of a patent for an invention dated April 22, 1996
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109373A RU2119017C1 (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Water-intake device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97109373A RU2119017C1 (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Water-intake device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2119017C1 true RU2119017C1 (en) | 1998-09-20 |
| RU97109373A RU97109373A (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20193796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97109373A RU2119017C1 (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Water-intake device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2119017C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019097420A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Pretorius Gerrit Stephanus | An apparatus and method for underground water extraction |
-
1997
- 1997-06-16 RU RU97109373A patent/RU2119017C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шабалин А.Ф. Эксплуатация промышленных водопроводов. - М.: Металлургия, 1972, с. 143. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019097420A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Pretorius Gerrit Stephanus | An apparatus and method for underground water extraction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2418186A1 (en) | Esp pump for gassy wells | |
| US4576197A (en) | Pump suction vacuum lift vortex control | |
| RU2119017C1 (en) | Water-intake device | |
| RU2119016C1 (en) | Water-intake device | |
| RU2132455C1 (en) | Method and pumping unit for injecting water into injection well | |
| US3249054A (en) | Pump | |
| RU2083768C1 (en) | Water intake device | |
| RU177609U1 (en) | VERTICAL PUMP INSTALLATION | |
| RU2166668C1 (en) | Electrohydraulic oil-well pumping unit | |
| RU2118427C1 (en) | Device for delivering water from well | |
| EA005439B1 (en) | Liquid seal pump of the helical screw type | |
| RU2097497C1 (en) | Gear to supply water from well | |
| CN210127481U (en) | Bucket type structure drainage device | |
| RU2134750C1 (en) | Device for delivering water from well | |
| RU2065026C1 (en) | Method for producing flooded oil | |
| RU2097496C1 (en) | Device for taking water out of well | |
| JPH0143188B2 (en) | ||
| RU2120521C1 (en) | Device for water delivery from well | |
| RU2142538C1 (en) | Pumping station | |
| RU2124094C1 (en) | Device for recovering water from well | |
| JPS6129996Y2 (en) | ||
| SU1705610A1 (en) | Pumping unit | |
| RU2278298C2 (en) | Device for sealing rod of well pumping unit | |
| RU2166669C1 (en) | Well pumping unit | |
| RU2135704C1 (en) | Device for water supply from well |