НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к области насосостроения и может найти применение для очистки скважин на воду при геологоразведочных работах, водопонижении при строительных работах, на водозаборах подземных вод.
Известно, что необходимо производить периодическую очистку скважин на воду от осевших на забое частиц, выносимых из водоносного пласта по различным причинам или осадков из скважинных труб.
Например, известны эрлифтные системы для подъема породы из скважины. Они могут применяться для очистки скважин на воду при падении уровня не более 50% глубины скважины, что не удовлетворяет требованиям скважин на воду.
Известен насосный агрегат для очистки скважин на воду по полезной модели РФ №22206 от 10.03.2002, применяемый в настоящее время на «Березовском» водозаборе г.Железногорска Курской области. Данный агрегат, включает погружной насос и водоструйный насос, расположенный над погружным и работающий от потока воды, подаваемой погружным насосом. На погружной и водоструйный насосы подается вода в скважину без механических примесей или не более 0,01% их по весу воды. Большая часть воды поступает в погружной насос, остальная поступает на забой скважины, куда выведена всасывающая труба водоструйного насоса. Она омывает осадок на забое, и образовавшаяся пульпа попадает в водоструйный насос и по напорному трубопроводу вместе с откачиваемой водой погружным насосом выносится из скважины.
Наиболее близким к заявляемому является насосный агрегат для очистки скважин по патенту на полезную модель РФ №90504, опубликован 10.01.2010. Данный агрегат включает размещенные в скважине погружной насос со всасывающей чистую воду полостью и водоструйный, установленный над погружным насосом и соединенный с выходом последнего через сопло, при этом всасывающая полость водоструйного насоса через обводной канал и став труб обеспечивает контакт с зоной воды со взвесями, причем погружной насос снабжен кожухом, обеспечивающим охлаждение смыванием корпуса электродвигателя частью потока чистой воды, доливаемой в скважину до входа ее во всасывающую полость погружного насоса.
Недостатком вышеперечисленных устройств является то, что они могут поднимать осевший разрыхленный осадок при погружении всасывающей трубы в осадок, но не уплотненный.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства выполняющего функции дезинтеграции уплотненного осадка в скважине и подъема его во взвешенное состояние для уноса всасывающим потоком.
Задача решается посредством насосного агрегата для очистки скважины, который включает размещенные в скважине погружной насос со всасывающей чистую воду полостью и водоструйный, установленный над погружным насосом и соединенный с выходом последнего через сопло, при этом всасывающая полость водоструйного насоса через всасывающий трубопровод обеспечивает контакт с зоной воды со взвесями, а погружной насос снабжен кожухом, обеспечивающим охлаждение смыванием корпуса электродвигателя частью потока воды. Насосный агрегат для очистки скважины дополнительно снабжен гидравлическим узлом винтового насоса, используемым в качестве гидродвигателя, приводимого в движение частью потока воды подаваемого через трубопровод с регулятором потока от погружного насоса, причем к валу гидродвигателя присоединен диск с дезинтегрирующими элементами.
Таким образом, поставленная задача удаления уплотненного осадка в скважине достигается предлагаемой полезной моделью насосного агрегата для очистки скважин.
Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании заявляемой полезной модели, являются:
- повысить технический уровень работ по дезинтеграции уплотненного осадка в скважине и подъема его во взвешенное состояние для уноса всасывающим потоком;
- сократить время проведения их;
- повысить качество работ по очистке скважины минимальным воздействием на водоприемную часть водозаборной скважины, исключить возможное загрязнение ее;
- снизить затраты на очистку скважины.
На чертеже представлена схема предлагаемого насосного агрегата в скважине.
Он включает погружной насос 1 с кожухом охлаждения электродвигателя насоса (на чертеже не показано), водоструйный насос 2, включающий сопло 3 и конфузор с камерой смешения (на чертеже не показано). Водоструйный насос 2 соединен с всасывающим трубопроводом 4, откачивающим осадок из призабойной полости 5. В свою очередь гидравлический узел винтового насоса, используемый в качестве гидродвигателя 6, присоединен к нижнему сборочному блоку 7, а к валу гидродвигателя 6 присоединен диск 8 с дезинтегрирующими элементами. К напорному патрубку погружного насоса 1 крепится водоотвод 9 для подачи воды на гидродвигатель 6 через регулятор объема потока 10 и трубопровод 11. Погружной насос 1 и водоструйный насос 2 закреплены к верхнему сборочному блоку 12 насосного агрегата, причем верхний сборочный блок 12 и нижний сборочный блок 7 соединены трубой 13, являющейся корпусом насосного агрегата. В нижней части корпуса отверстия для входа воды к погружному насосу 1 и обслуживании крепления трубопроводов 4 и 11.
К верхнему сборочному блоку 12 крепится патрубок 14 с муфтой для соединения насосного агрегата с водоподъемной колонной труб 15.
Насосный агрегат для очистки скважин работает следующим образом. В скважину между обсадной колонной 16 и насосным агрегатом подают расчетный объем воды 17, равный суммарному объему подачи воды погружным насосом 1 на сопло 3 водоструйного насоса 2 и объему подсоса воды со взвесями водоструйным насосом 2 из скважины. Одновременно с подачей воды погружным насосом 1 на сопло 3 водоструйного насоса 2 часть воды при давлении сопротивления сопла 3 поступает в водоотвод 9 и через регулятор объема потока 10 на гидродвигатель 6, присоединенный к нижнему сборочному блоку 9. Гидродвигатель 6 вращает диск 8 с дезинтегрирующими элементами и разрушает осадок 18. Поток воды, приводящий в работу гидродвигатель 6, омывает осадок 18 и поднимает его в призабойную полость 5, где он всасывается водоструйным насосом 2 в трубопровод 4, поступает в конфузор и далее в камеру смешения. При этом объем воды, подаваемый на гидродвигатель 6, кратно меньшему объему подсасываемого водоструйным насосом 2 с забоя скважины, что предотвращает загрязнение циркулирующей жидкости в нижней части насосного агрегата.
В то же время, погружной насос 1 через сопло 3 подает поток чистой воды. В конфузоре, в соответствии с соотношением квадратов диаметров сопла 3 и камеры смешения, восстанавливается давление на выходе из конфузора, с которым водоструйный насос 2 через патрубок 14 и водоподъемную колонну 15 подает поток на поверхность, в отстойник. Частицы оседают в отстойнике, а чистую воду вновь подают в скважину.
Режим работы насосного агрегата контролируется по подаче чистой воды в скважину и объем откачки из скважины расходомером типа УРСВ-510 С.Петербургского ЗАО «Взлет». Динамический уровень 20 в скважине контролируется уровнемером ПИУ2 Обнинского ЗАО «Гидромет». Масса дезинтегрируемого осадка в единицу времени определяется изменением содержания его в воде, откачиваемой из скважины, и регулируется осевой нагрузкой на осадок динамометром подвески насосного агрегата.