Как найти уровень в насосе

САН САМЫЧ

Чтобы насосу хватало воды.

Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса бывает проблема подачи воды на всас насоса. Чисто теоретически, атмосферное давление позволяет поднимать воду с глубины до 9 метров, практически, насосы способны поднять её с глубины до 7 метров, с небольшой потерей напора. Уверенный же подъем воды насосы могут обеспечить с глубины метров пять.

Как порой не хватает этих метров. Попробуем решить эту задачу. Как всегда, я предлагаю несколько решений, из которых вы сможете выбрать наиболее вам подходящее.

«Если гора не идет к Магомету…»

Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.

Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.

Мне кажется, это решение многим приходило в голову. Но почему-то немногие могут догадаться использовать уже готовое подземное помещение, подвал собственного дома, для этой же цели. Может этих двух метров как раз и хватит, чтобы приблизить насос к зеркалу воды в колодце или скважине. И совсем необязательно копать под трубу траншею, равную по глубине подвалу, достаточно углубиться ниже границы промерзания, чтобы вода во всасывающей трубе гарантированно не замерзла. Остальное доделает за вас все то же атмосферное давление, если, конечно, расстояние от дома до колодца сравнительно не велико (как правило, до 5 метров). Главное, что вы приблизились к воде по вертикали, а на горизонтальном участке действуют лишь силы сопротивления трубопровода, которые можно уменьшить, увеличив диаметр трубы и проложив более гладкую: пластиковую (ПНД) или металлопластиковую (МП).

Насос поможет себе сам.

Помочь атмосферному давлению поднять воду к насосу может сам насос с помощью устройства, которое называется эжектор. По сути, мы просто часть воды с напора насоса загоняем во всасывающую трубу, восполняя тем самым недостающее давление в ней. Но чтобы эта потеря напора была более эффективна, эжектор имеет специальную конструкцию, которая напоминает всем известную насадку пылесоса для побелки стен и потолков. За счет сужения вода от напора насоса ускоряется и увлекает за собой воду, идущую от источника на всас насоса.

Самодельный эжектор и схема его подключения.

Насосные станции с эжектором мощнее обычных, т.к. часть энергии тратится на рециркуляцию воды. Кстати, очень рекомендую поставить на эту линию отдельный кран, которым вы сможете регулировать степень рециркуляции. Не всегда нужна полная рециркуляция, а вот лишнее давление на напоре не помешает. Если у вас есть возможность пожертвовать давлением на напоре насоса, то эжектор можно поставить на любую станцию. Мало того, элементарный эжектор легко можно собрать самому из любого подходящего по диаметру тройника. Большой эффективностью он отличаться не будет, но подтянуть воду на несколько метров он сможет.

Насосный тандем.

Конечно, лучше и проще использовать один насос, но иногда хорошим решением бывает использование двух не очень мощных насосов вместо одного. Очень часто я встречаю тандемную схему с погружным и поверхностным насосом. Погружной опускается в скважину или колодец и подает воду на всас поверхностного насоса, на базе которого организована насосная станция. Ни один из этих насосов самостоятельно бы не справился с водоснабжением, а вместе они поддерживают хорошее давление в системе.

Система из двух поверхностных насосов тоже имеет право на жизнь. Тем более стоит подумать об этом, если один насос уже есть в наличии.

Здесь следует отметить некоторые нюансы таких схем.

1. Включение обоих насосов синхронизируют, подключая их параллельно к реле давления станции.
2. Расход воды подающего насоса желателен не меньше расхода напорного, иначе снижается эффективность связки.
3. Защиту по сухому ходу придется ставить либо на каждый насос в отдельности, либо одну – на общее питание насосной станции, т.е. до реле давления.

Накачаем скважину…

Еще один интересный и довольно необычный способ решения проблемы, который вряд ли подойдет владельцам колодцев, но для владельцев скважин может стать одним из вариантов. Правда, для этого придется загерметизировать верх обсадной трубы скважины, и … накачать её с помощью компрессора.

Действительно, поднимая давление внутри объема скважины, вы, тем самым, выталкиваете воду наверх по отводящей трубе. И если компрессор довольно мощный, можно вообще обойтись без насоса, что может спасти тех, у кого вода в скважине представляет собой насыщенную песком взвесь, противопоказанную для любых насосов. Или, как вариант, использовать компрессор в паре с насосом. Однако стоит учитывать, что давление в скважине толкает воду как вверх, так и вниз, загоняя её обратно в водоносный слой. И использовать такой способ доставания воды нужно с учетом особенностей Вашей скважины (глубина залегания воды, дебет скважины) и особенностей геологии на Вашем участке.

Вот только, уж больно шумная это машина, нужна ну очень хорошая звукоизоляция, чтобы не слышать назойливой трескотни компрессора.

Не претендуя на истину в последней инстанции, могу предложить идеи объединения всех или некоторых способов решения «проблемы всаса». Ничто ведь не мешает сделать кессон для эжекторной станции, повысив тем самым её эффективность и уменьшив потерю давления на напоре.

Также можно использовать малопроизводительный вибрационный насос в тандеме с насосной станцией, добавив в схему эжектор. Вибрационный насос в этом случае подает воду на эжектор, восполняя недостаток давления. А насосная станция берет воду и через насос, и через эжектор, обеспечивая и хороший напор и приличный расход воды.

Вобщем, не бойтесь комбинировать, господа. Один из читателей написал, что решения должны быть индивидуальные. Но я не даю вам готовых решений, уважаемые читатели, и не ставлю перед собой таких целей. Моя задача скромнее: предложить вам идеи, пути, из которых каждый из вас сможет выбрать и найти способ решения своей сугубо индивидуальной проблемы. Знать и уметь все – невозможно. Но тем и хороши идеи, что поделившись ими, люди становятся только богаче. До новых встреч на страницах блога «Сан Самыч», уважаемые читатели.

Возможно, Вам будут интересны похожие материалы::

1. Чтобы труба не замерзла.Колодец или скважина загородного дома, как правило, располагается в нескольких метрах от дома. Иногда, скважину делают в подполе или подвале.
2. Выбор насоса для насосной станции.Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Мне кажется, нет нужды повторять прописную истину о том, что насос является «сердцем» системы водоснабжения.
3. Как сделать, чтобы система отопления не замерзала.Зима приближается к своему финалу. Морозы спадают. Солнце пригревает все больше. И мне хотелось бы «забить последний гвоздь» в тему.
4. Самодельный эжектор для насосной станции.Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Сегодня, по Вашей просьбе, я расскажу, как своими силами собрать простой эжектор для насосной станции.
5. Гидравлический расчет для выбора насосной станции.Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча«. Смешно иногда слушать продавцов-консультантов, когда они пытаются искренне помочь «правильно» подобрать насосную станцию. Глубина.

Отзывов (142) на «Чтобы насосу хватало воды.»

День добрый. Прошу совета. Имеется скважина с ручным насосом-качалкой и пристроенным центробежным эл. насосом. Конструкция работает с незапамятных времен, и с поливом огорода вполне справляется. По слухам глубина скважины порядка 25м, зеркало где то не далеко от поверхности…Однако есть небольшой дискомфорт — для первоначального запуска эл. насоса, необходимо несколько раз (два-три, ну максимум с десяток) качнуть ручным насосом, далее просто воткнуть вилку в розетку и вода потекла. Так же при срыве потока (залом шланга), при работающем эл. насосе, нужно качнуть пару раз для подхвата.
Качнуть нужно с применением грубой мужской силы. Женщины уже этого сделать не могут..
Отсюда вопрос, получится ли организовать первоначальный подъем воды из скважины, с помощью самодельного (из тройника с внутренним штуцером, как на картинке) выносного эжектора ?
Отводной патрубок от скважины и входной в насос на 3/4″, соответственно и тройник на 3/4″. Внутренний штуцер думаю диаметром на 12мм…
Схема следующая — снизу подача воды (городское ХВС) из дома, по центру через обратный клапан из скважины, сверху на всас насоса. Т. е. первоначально открыли кран подачи воды из дома на линию рециркуляции, включили насос, по идее потоком должен произойти подсос воды из скважины, через некоторое время закрыли кран на рециркуляции и насос должен качать воду из скважины.

Здравствуйте, Андрей.
Нет, здесь внешний эжектор не поможет, ни самодельный, ни заводской. Водяные эжекторы не умеют подсасывать воздух. Воздушные — воду могут, водяные — воздух нет. А у Вас именно такая ситуация. И первоначальная прокачка ручным насосом, и повторная при срыве электронасоса, удаляют воздушную подушку между уровнем воды и обратным клапаном перед насосом, которого я возможно не рассмотрел на фото. Видимо, на линии всаса имеются негерметичные соединения (видно резиновую вставку на хомутах), или воздух проходит через ручной насос. Поэтому внешний эжектор в этом случае бесполезен.

В этой ситуации, если есть городская (центральная) вода, можно попробовать до пуска и при срыве насоса заполнять этой водой пространство между водой и обратным клапаном, вытесняя тем самым воздух. Либо рабочий цилиндр самого ручного насоса, что Вы собственно и делаете, прокачивая перед пуском насоса. Но здесь все зависит от скорости заполнения этого пространства водой, чтобы скважинная вода не успевала уходить вниз. А следовательно важен напор и расход городской воды. И как это не покажется странным, если у скважины хороший дебит, то у Вас может ничего не получиться. Вода будет опускаться быстрее, чем заполняться пустое пространство.

Гарантировано может помочь в такой ситуации схема рециркуляции с гидрозатвором (левая схема) из этой статьи, где заливную линию можно взять не с рециркуляции, а с городского водопровода. Устройство довольно сложное, но если «руки на месте», то его можно сделать из старого, но целого гидроаккумулятора, или любой другой небольшой прочной емкости. Главное, что оно решает Вашу проблему. Просто перед каждым пуском емкость придется максимально заполнять водой.

Здравствуйте. Благодарю за ответ, будем пробовать….

Добрый день!Очень нуждаемся в вашей консультации. Пытаемся пробить абиссинскую скважину из оцинкованной трубы д 25 мм. Приобрели насосную станцию Eco GFI-904 (максимальный напор 42м, глубина откачки 8 м). Предположительно попали в водоносный слой на 12м, вода стала резко уходить в требе, но насос не поднял воду, возможно ли при помощи вашей схемы самодельного инжектора увеличить глубину откачки насоса? На сколько предположительно можно увеличить подъем воды. Можно ли использовать оба метода и обустроить кессон и дополнительно укомплектовать самодельным эжектором? Возможно ли вообще с нашей модель насоса достать воду с такой глубины? Посоветуйте, что вообще можно сделать…Заранее благодарю!
Характеристики и модель насоса прилагаю на фото.

Здравствуйте, Марина.
Даже не знаю, что посоветовать… Слишком уж маленький диаметр у трубы. И самодельный и заводской внешние эжекторы имеют габариты под 100 мм. Самодельный эжектор можно попытаться уменьшить, но меньше 70 мм сделать все равно не получится. Если только вытачивать целиком, но пропускная способность у такого маленького эжектора тоже будет мизерная, и смысла в нем тоже не будет.
Дополнительно к этому, все внешние эжекторы эффективно работают исключительно в воде. Можно попробовать разместить его снаружи скважины, но, скорее всего, такой эксперимент закончится плачевно, т.е. ничем.
По всему получается, что с этим насосом из этой скважины без обустройства сверх-глубокого кессона, глубиной, исходя из Вашей информации, минимум 3, а лучше 4 метра, достать воду не удастся. Все осложняется еще и тем, что непонятно на какой глубине находится динамический уровень, т.е. до какой глубины будет уходить вода при откачивании. И из-за этого определить точно минимальную глубину кессона невозможно, пока не попробуешь откачать.
Что делать?
Если с гарантией и радикально, то я бы переделал скважину на бОльший диаметр: 60, 75, 100 мм внутренним диаметром. С такими диаметрами намного легче работать, и точно можно что-то придумать. Не говоря уже о том, что можно, не мучаясь, использовать погружные скважинные насосы.
Если продолжать пробовать использовать то, что есть, тогда придется экспериментировать. Т.е. выкапываем кессон глубиной 1,0 метр, обрезаем трубу, подключаем насосную станцию (нарезаем резьбу, накручиваем обратный клапан и всасывающую линию), пробуем в разных режимах: сначала на закрытый напор, потом потихоньку приоткрываем с перерывами и осмыслением результата. Если не получается, копаем дальше до 1,5 метров, и опять: обрезать, подключать, пробовать. И так пока не получится, и все будет устраивать. И только после этого можно будет заняться обустройством кессона и проектированием-расчетом водоснабжения.
Увы, других реальных вариантов я не вижу…

П.С. Фото, т.к. оно не информативно, я удаляю.

Спасибо за ответ! Будем пробовать, позже отпишусь что из этого вышло)

У меня простой и наивный вопрос. Для подачи воды из колодца в дачный дом наверху колодца стоит насос Грундфос. Колодец находится внутри отдельного помещения. Грундфос работает хорошо, к нему претензий нет. Постоянно выходят из строя всасывающие шланги, которые продаются в магазинах (они почти все неразборные, продаются в комплекте с обратным клапаном). Длина шланга от всасывающего патрубка насоса до дна колодца 7,5 метров. А 95 процентов продающихся всасывающих шлангов имеют длину 7 метров. В этом году проблема — страшная засуха на Средней Волге, в колодцах и скважинах нашей местности заканчивается вода. Как мне «достать» эти полметра воды в колодце? Купить единственный на всю страну шланг «Калибр», имеющий длину 8 метров, или есть ещё какие-то решения?

Здравствуйте, Владимир.
Вопрос, действительно, простой и наивный 🙂 …
Потому что выход или решение этой проблемы так же прост, как и сам вопрос. Чем покупать «специальные» гофрированные всасывающие шланги (а они не дешевы, я знаю), которые к тому же, по Вашим словам, «постоянно выходят из строя», лучше сделать один раз всасывающую трубу, например, из металлопластика 26 мм или 32 мм, нужной длины или даже с запасом. Возможно, весь набор: труба, обратный клапан, переходные фитинги, выйдет немного дороже, чем готовый всасывающий шланг, зато — это один раз. Не знаю, правда, что именно у Вас выходит из строя, это довольно скользкая тема: гадать не берусь. В крайнем случае, если опять что-то выйдет из строя, придется менять какой-то элемент набора, а не весь набор. И в этом случае, Вы вольны делать (и переделывать в любое время) длину всасывающей линии полностью на свое усмотрение.

Источник статьи: http://sansamuch.ru/chtoby-nasosu-xvatalo-vody/

Как правильно установить насос в скважину

После того, как вам пробурили скважину, встал вопрос, как правильно установить насос? Если этим будет заниматься монтажная бригада, которая вам бурила скважину, тогда можно положиться на их знания и опыт. А если вы обратитесь к монтажной бригаде другой организации то  при возникновении неисправностей вам придется обращаться и к тем и другим, так как вы сами не будете знать в чем причина неисправности и можете оказаться в ситуации, что не найдете крайнего.

Установка насоса в скважину своими руками

Если вы будете делать эти работы своими силами у вас встанет вопрос, на какую глубину нужно погрузить насос? Эту информацию вы можете найти в паспорте на вашу скважину. Советую строго придерживаться данной рекомендации по установке насоса, чтобы не давать повода в отказе на гарантию в случае возникшей неисправности или аварийной ситуации. При наличии паспорта на скважину все становится просто и понятно.
А если у Вас есть скважина, но по каким-то причинам нет паспорта (например, купили участок, на котором уже существует скважина, а паспорт утерян и т.п.) и нет данных по скважине, естественно нет гарантии на скважину, которую можно потерять, потому вы можете смело экспериментальным путем попытаться  установить насос на нужную глубину своими силами, следуя нашим советам и рекомендациям.

Как узнать уровень воды в скважине и ее дебит

1. Сперва надо узнать статический уровень в скважине. Для этого берем надежный трос Ø 2-3 мм или крепкую веревку Ø до 5 мм (можно бельевую) достаточной длины. Привязываем груз лучше стальной цилиндр, размером примерно Ø 30-50 мм длиной 100-150 мм. Крепить его нужно надежно, например, за ушко (как нитка в иголку). Для этого нужно с торца цилиндра приварить гаечку диаметром примерно 8-10 мм. После этого груз начинаем опускать в скважину ( не очень быстро). Когда вы услышите хлопок – это будет вода (не перепутайте хлопок со стуком – это может быть обсадная труба меньшего диаметра), после чего делаем отметку на веревке. Перемерив веревку, узнаем, сколько метров до зеркала воды – это будет статический уровень вашей скважины.

2. Затем берем насос. Если покупаем насос, значит не очень дорогой, потому что скважина может быть не рабочей, а риск, что насос застрянет, и вы его можете потерять, существует. Надежно соединяете насос с водоподъемной трубой, насос страхуем той же веревкой или тросом. Опускаем насос на глубину 3-5 метров ниже статического уровня. Включаем насос. Насос работает, и вода льется, значит все хорошо. Откачиваем скважину до чистой воды.
А если вам не повезло, и через короткое время 1 – 5 мин., вода закончилась, то поступаем следующим образом: опускаем насос ниже, примерно еще на 3-5 метров, и снова включаем. Повторяем эту процедуру до тех пор, пока не будет не прекращающейся струи воды.
Если опустить ниже насос невозможно, а вода все же заканчивается, значит, еще попытайтесь, сделать так – приподнимите насос на 3 метра и зафиксируйте его.  Может быть, производительность вашего насоса больше дебита скважины, и он просто выхватывает воду (слабый приток). Чтобы это проверить ставим на конец водоподъемной трубы кран Ø 3/4″ , который постепенно прикрываем, как бы поджимаем воду до получения устойчивой струи. Затем берем мерную емкость, например ведро объемом 10 литров. Замеряем, за сколько секунд оно наполнится водой, после чего нехитрыми арифметическими подсчетами узнаем производительность метров кубических в час. Это и будет дебит скважины.

3.Остается вам выяснить динамический уровень скважины. Для этого, каждые 10 минут приподнимаем насос на 3-5 метров и делаем  это до тех пор, пока не увидим неустойчивую подачу воды. Это и есть динамический уровень вашей скважины.

Глубина установки насоса в скважине

В результате вышеперечисленных действий, вы узнали статический, динамический уровни и дебит скважины, а значит, глубина загрузки насоса у вас будет на 3-5 метров ниже динамического уровня скважины. Не нужно опускать насос глубже 3-5 метров ниже статического уровня, тем более в скважину, которая не знакома, потому что вы не знаете конструкцию скважины и насос может оказаться в открытом стволе, таким образом возрастает риск прихвата насоса и можете погубить скважину и насос.

Теперь вы знаете все необходимые параметра вашей скважины для подбора необходимых оборудования и материалов.

На что еще хотел обратить ваше внимание при подборе насоса для проверки скважины. Насос лучше всего использовать 3-х дюймовый  ( 75 мм), этим мы снижаем риск потери насоса в результате его застревания в скважине.

Надеемся, что наши советы будут вам полезны.

Такой параметр как уровень воды в скважине нужно определить для расчета дебита, подбора оборудования и обустройства водоснабжения в доме. Существует два параметра, которые требуются для вычислений: динамический и статический уровень скважины, у каждого источника свои показатели. После измерения эти данные записывают в паспорте скважины. Рассмотрим подробно, что они означают и методы измерений.

Что называют динамическим и статическим уровнем воды

Пробурив скважину, бурильщики устанавливают трубы в созданной шахте. Образуется ствол водозабора, по которому вода с помощью насоса поднимается наверх. Ствол опускается ниже потока грунтовых вод, поэтому в нем всегда есть жидкость. Высота ее подъема в трубе определяется разницей давлений. Под землей оно довольно сильное, поскольку жидкость содержится во внутренних пустотах и трещинах породы. 

Под напором бура порода разрушается, давление понижается. Водный столб поднимается по стволу скважины в зону пониженного давления. Как только давление сравняется, вода прекратит подниматься, образуя статическое зеркало. 

Статический уровень воды в скважине – это расстояние в метрах от поверхности почвы до стоячей воды в стволе (статического зеркала). 

В Подмосковье подобное расстояние есть всегда. Практически не встречается ситуация, когда статическое зеркало оказывается близ дна шахты. Наоборот, в некоторых местах статический уровень скважины доходит практически до поверхности земли. Такое состояние называется самоизлив. 

Когда в скважинную трубу погружается насос, и вода начинает выкачиваться, ее уровень падает. Насос постепенно опускают в ствол скважины все ниже, вместе с уходящим вниз водным столбом. Когда вода прекратит убывать, измеряют динамический уровень. Данные измерения производят опытным путем. 

Динамический уровень воды в скважине – это расстояние в метрах от земли до воды при откачивании ее насосом, когда приток равен оттоку. 

Найдя динамический уровень, выясняют, на какой глубине зафиксировать насос, чтобы он не работал на холостом ходу при дальнейшем применении скважины. 

Чтобы узнать дебит скважины, вычитают значение статического уровня из динамического и производят вычисления по формуле. Маленькая разница свидетельствует о высокой производительности водозабора. Глубинные скважины с артезианской водой отличаются полноводностью. Высокопроизводительные источники имеют разницу уровней воды меньше 1 метра. 

Что прописывается в техническом паспорте скважины

Осуществив бурение и обсадку скважины, компания выдает владельцу техпаспорт. В нем прописываются все значимые параметры источника. Они требуются для подачи заявки на разрешение пользования недрами в случае необходимости, проектирования подвода и циркуляции воды в здании. Пригодится паспорт во время ремонта, замены насоса, ликвидации водозабора. 

В техпаспорте на скважину указывают: 

1. Показатель глубины пробуренной шахты. 

2. Динамический и статический уровень воды в скважине. 

3. Возможности, то есть дебит источника. 

4. Диаметр и материал обсадки. 

5. Геологический разрез грунтовых слоев. 

6. Химический состав воды (отклонения). 

7. Параметры насосной системы. 

8. Инструкции и рекомендации по эксплуатации. 

В законодательных актах нет регламента на фиксированный образец технического паспорта скважин. Каждая компания устанавливает свой формат, однако такие показатели как статический и динамический уровень скважины записывают в паспорт обязательно.

Как измерить динамический и статический уровень скважины 

Замеры осуществляют компании, которые бурят скважины, но владелец водозабора может это проделать самостоятельно. Разница будет в точности измерений, ведь профессионалы пользуются гидростатическими датчиками, скважинным уровнемером, а самому владельцу придется задействовать грузило, рулетку, шнур. 

Чтобы самостоятельно измерить статический уровень воды в скважине, произведите следующие действия: 

1. Возьмите длинный шнур, кабель, или мягкую проволоку. 

2. На конец шнура привяжите грузило. 

3. Опустите его в ствол источника до дна. 

4. Отметьте на шнуре уровень поверхности земли. 

5. Вытяните шнур на поверхность. 

6. Замерьте длину не намокшей части шнура от заметки по уровню почвы до места намокания. 

Это расстояние и считается статическим уровнем скважины. В новом водозаборе его измеряют через 1-2 часа после бурения, в старом – через час после отключения насоса. 

Динамический уровень измеряют через час после запуска насоса. Самостоятельно его можно измерить тем же способом. Его желательно померить несколько раз, чтобы получить наиболее точный результат, взяв средние показатели от всех замеров. 

Если вы решили самостоятельно померить уровень воды, остановите насос, подождите около часа и воспользуйтесь инструкцией, которую мы привели ранее. Затем вновь запустите насос. Пусть он выкачивает воду в течение часа. Не пропустите момент, когда насос начнет работать вхолостую, иначе может сгореть мотор. Появится характерный гул. Выключите насос. Затем таким же способом измерьте уровень воды после выкачивания.

Как рассчитать дебит скважины по динамическому и статическому уровню

 

Совершив замеры статического и динамического уровня, легко рассчитать производительность скважины – дебит. Этот параметр измеряют в: 

· литрах в секунду (л/с); 

· кубометрах в секунду (м³/с); 

· кубометрах в час (м³/ч); 

· кубометрах в сутки (м³/сут). 

На землях Московской области средний показатель производительности бытовых артезианских скважин 2,8-4,7 м³/ч, неглубоких песчаных источников – 0,5-1 м³/ч, глубоких 1,5-2,5 м³/ч. 

Производительность насоса указана в его характеристиках. Как найти значения статического и динамического уровня воды, мы рассмотрели. Зачем все это измерять и рассчитывать? Чтобы выбрать подходящий насос и наблюдать за показателями производительности. Когда они начнут меняться, надо принять меры. Так вы сможете продлить жизнь скважины и агрегатов. 

Как выбрать и установить насос, исходя из уровня воды 

Насосные агрегаты подразделяются на погружные и поверхностные. Выбор сделать несложно – поверхностные ставятся на скважины до 10 метров глубиной, погружные можно опускать на глубину более 150 метров. 

В отличие от колодцев, скважина имеет узкий ствол, поэтому при неправильном погружении насоса есть риск, что он застрянет в трубе. Лучше переложить эту миссию на профессиональную компанию. Погружной насос опускают в водопроводный ствол ниже динамического уровня. 

Чтобы выбрать модель насоса, рассчитывают необходимый расход воды и дебит. Данные характеристики указываются в типоразмерах каждого насоса. Если сомневаетесь в выборе, свяжитесь с нашими специалистами. Они помогут подобрать подходящую модель.

Изменение дебита и динамического уровня

В процессе использования индивидуального водного источника возникают изменения в его показателях. Чтобы вовремя принять меры, рекомендуем замерять уровень воды и рассчитывать дебит раз в 3-4 года. 

Таблица неисправностей, которые можно выявить с помощью измерений уровня воды и дебита 

Сезонные перепады влияют на дебит песчаных водозаборов, артезианские не пополняются верхними грунтовыми водами, поэтому их дебит не зависит от половодья, разливов, засушливой погоды, обильных осадков. 

Артезианские источники бурятся в известняк, поэтому они не засыпаются песком и не заиливаются. Водоносный горизонт в известняке достаточно полноводный, поэтому соседская скважина не может выкачать воду и снизить производительность вашей. Основной причиной понижения дебита скважин в известняке является износ оборудования. 

Рекомендации для поддержания производительности скважины 

У владельцев скважин нередко возникает необходимость в определении уровня воды в ней. Это особенно важно при выборе насосного оборудования и выяснении дебита сооружения. Знание этой величины необходимо также при подборе эффективной системы фильтров. Наконец, контроль над уровнем воды в скважине позволит определить состояние вашего источника водозабора и своевременно принять меры для его восстановления и ремонта.

Для определения уровня можно обратиться к специалистам. Они точно и быстро установят этот показатель при помощи специальных приборов. Если такая возможность отсутствует, можно справиться с проблемой самостоятельно. Для этого необходимо помнить, что существуют статический и динамический уровни воды. Нужно не просто знать, как определить уровень воды в скважине, но и представлять, о каком именно понятии идет речь в конкретном случае.

Измерение статического уровня

Под статическим уровнем воды подразумевают высоту водяного столба, когда скважина находится в состоянии покоя.

Его можно выяснить уже через 1 час после окончания бурения. В это время нельзя проводить откачку воды. Опишем наиболее простой способ нахождения статического уровня.

Для этого потребуются прочная капроновая веревка и металлический груз. Минимум за 1 час перед тем, как приступить к измерениям со скважины прекращают водозабор. Затем в нее осторожно опускают веревку с привязанным грузом. Когда она коснется дна, ее сразу же вытаскивают. Длина мокрой части веревки представляет собой искомую нами величину.

Это очень ценный и важный показатель. Статический уровень воды может изменяться под воздействием внешних факторов. Это атмосферные осадки, засуха, естественный уход воды. На данную величину также оказывает влияние количество сооружений, расположенных поблизости. Если их питание осуществляется с одних и тех же водоносных слоев, статический уровень снижается. Поэтому при определении этого показателя нужно соблюдать следующие правила:

– нельзя производить измерения сразу после отключения насоса;

– не рекомендуется проводить их вскоре после обильных дождей и в период засухи.

В идеальном случае перед измерением статического уровня должно пройти около суток с момента последнего выключения насоса. За этот период водяной столб полностью выровняется. Лучшим временем года для такой процедуры считается весна.

Измерение динамического уровня

Динамический уровень воды отражает ситуацию в обсадной трубе во время работы насосного оборудования. От этого показателя зависит глубина погружения насоса.

В начале водозабора водяной столб несколько опускается. Но это продолжается лишь до того момента, пока он не стабилизируется на определенной отметке. Так происходит благодаря тому, что скважина постоянно пополняется водой из водоносных горизонтов.

Динамический уровень воды измеряют после прекращения получасовой откачки воды со скважины. В это время приток жидкости станет равен ее оттоку. Определить этот показатель можно с помощью метода, аналогичного описанному выше. Разница состоит в том, что веревку с грузом погружают в скважину сразу же после активной откачки воды из нее на протяжении 30-40 минут. Расхождение между полученными значениями должно составлять не более 1 м. Если оно больше, то система водоснабжения недостаточно отрегулирована.

Величина динамического уровня прямо зависит от диаметра скважины. Это объясняется тем, что скорость его уменьшения во время откачки обратно пропорциональна общему объему жидкости. Чем крупнее диаметр обсадной трубы, тем медленнее снижается динамический уровень. Оптимальным вариантом считается повторение измерений при разной производительности насоса.

Для различных насосов эти показатели будут отличаться. При использовании техники низкой производительности статический и динамический показатели могут быть равны между собой.

Для нормальной работы насосного оборудования необходим постоянный контроль над динамическим уровнем. Для таких целей обычно используют автоматику. Это помогает защитить оборудование от перегрева.

Применение уровнемера

Методика измерения статического и динамического уровней воды в скважине при помощи веревки с грузом достаточно универсальна и доступна. Но она не всегда достоверна. Поэтому, для получения более точных результатов используют несложный прибор под названием уровнемер. Это катушка, на которую намотана специальная измерительная лента с датчиком на конце. Ее опускают в ствол скважины. После достижения дна сооружения датчик издает определенный сигнал.

Преимуществом уровнемера является высокая точность. Прибор можно использовать даже в самых глубоких скважинах с глубиной до 600 м. Условия проведения измерений статического и динамического уровней воды уровнемером такие же, как и при использовании шнурка с грузом.

Наиболее
затруднительным является определение
глубины погружения насоса h
под динамический уровень при наличии
значительного газового фактора.

Этому вопросу
посвящены труды многих исследователей.
Нашей задачей является получение
упрощенной методики рас­чета этой
величины. Глубина погружения насоса h
под дина­мический уровень входит
составной частью в формулу (3.6), а часть
потерь напора на трение определяют по
формуле (3.5).

Недостаточное
погружение насоса под динамический
уро­вень, где уже появляется в
значительных количествах свобод­ный
газ, приводит к снижению подачи насосом
жидкости или к срыву подачи при блокировке
ЭЦН газовым пузырем.

Наоборот, чрезмерное
погружение насоса под динамичес­кий
уровень приводит к росту давления и
температуры, снижающих эксплуатационные
характеристики кабеля и электро­двигателя,
к интенсивному поступлению песка в
насос при не­большом расстоянии от
забоя и неоправданному увеличению длины
НКТ и кабеля. В технических характеристиках
ЭЦН свободное газосодержание β на приеме
не превышает 0,25.

Глубина погружения
под динамический уровень, м,

,
(3.15)

Здесь Рпр – давление
на приеме насоса, МПа; Рз – давление в
затрубном пространстве, МПа; g
– ускорение свободного падения; ρсм –
плотность водогазонефтяной смеси,
кг/м³,

,
(3.16)

где ρн, ρв, ρг –
плотность нефти, воды и газа соответственно;
n
– обводненность; β – газосодержание
на приеме.

Обычно давление
на приеме Рпр определяют по специаль­ной
методике или по графикам [28], где
учитывается истин­ное газосодержание
α и обводненность n
продукции скважи­ны. Предполагая, что
на глубине спуска насоса отсутствует
скольжение газовой фазы относительно
жидкостной, можно приравнять α к β.
График изменения Рпр от газосодержания
и обводненности представлен на рис.
V.11.5
[28].

Другую, более
точную, на наш взгляд, аналитическую
за­висимость Рпр можно получить из
работы [16], где можно учесть не только
обводненность и газосодержание, но и
темпе­ратуру на забое, объемный
коэффициент нефти, сжимаемость и
коэффициент сепарации газа:

,
(3.17)

где Г – газовый
фактор; Vpг
– объем растворенного газа; n
– обводненность продукции скважины; σ
– коэффициент сепарации газа; То, Т –
температура на устье и на приеме насоса
в скважине соответственно; Ро = 0,1033 МПа
– давле­ние на устье; Z
– коэффициент сжимаемости таза; Вн –
объемный коэффициент нефти, соответствующий
давлению на приеме насоса.

Для нахождения
коэффициента сжимаемости газа Z
вос­пользуемся графиками [19, рис. 10,
13], предварительно опре­делив
псевдокритическое давление и температуру.

Объемный коэффициент
нефти определяется из работы [23] по
формуле

.
(3.18)

Здесь βн = 6,5·10^-1
1/МПа – коэффициент сжимаемости неф­ти;
αн – температурный коэффициент, при
0,86 < ρн < 0,96 αн
= 10^-3
·(2,513 – 1,975); λн – безразмерный параметр,
равный отношению удельного приращения
объема нефти при ра­створении в ней
газа к газосодержанию [22],

, (3.19)

где ρ_н²⁰
– относительная плотность нефти при
20°С и атмос­ферном давлении к плотности
воды при 4°С; ρ_г²⁰
– относи­тельная плотность газа; Г
– газовый фактор м³/м³;
tпл,
Рпл – пластовые температура в °С и
давление в МПа соответствен­но.

Для упрощения
нахождения Вн, минуя вычисления λн,
можно воспользоваться номограммой [19,
рис. 2], учитывая, что точность определения
Вн при этом значительно снижается.

Важным фактором,
который необходимо учитывать при расчете
необходимого напора ЭЦН, является
полезная работа газа по подъему жидкости
в трубах.

Высота поднятия
жидкости расширяющимся газом может
быть определена из формул Х.11, Х.53 [26]:

, (3.20)

где Рнас – давление
насыщения газа, МПа; Ру – давление на
устье, МПа; ρж – плотность при
термодинамических усло­виях сечения;
η – КПД работы газа в насосных трубах,
η = 0,65 при 0,2 < n
< 0,5.

Однако, проведенные
расчеты по этой формуле дают завы­шенные
результаты по сравнению с данными
исследований П. Д. Ляпкова в Туймазанефть
[19].

Наиболее близкие
результаты дают расчеты высоты подъ­ема
жидкости газом по зависимости [12]:

,
(3.21)

где d
– внутренний диаметр труб, см; Рбуф =
Ру – давление на устье (сепараторе).

При определении
необходимого напора ЭЦН (формула (3.3))
из него следует вычитать высоту подъема
жидкости га­зом, однако, необходимо
при этом учитывать изменение газо­вого
фактора, обводненности и давления
насыщения во время межремонтного периода
работы установки ЭЦН.

Задача 21.
По заданным условиям эксплуатационной
сква­жины и оборудованию определить
глубину погружения ЭЦН под динамический
уровень при наличии газового фактора
и высоту подъема жидкости газом.

Дано: наружный
диаметр эксплуатационной колонны –
146 мм;

глубина скважины
– 2000 м;

дебит жидкости Q
= 120 м³/сут;

динамический
уровень hд
= 1098 м;

тип насоса
ЭЦН5-130-1200;

необходимый напор
насоса Нс = 1216 м;

газовый фактор
Г = 70 м³/м³;

давление в затрубном
пространстве Рз = 1,3 МПа;

обводненность
нефти n
= 0,40;

плотность газа ρг
= 1,10 кг/м³;

плотность нефти
ρн = 880 кг/м³;

температура
жидкости на приеме – 50°С.

Решение.
Определим давление на приеме по формуле
(3.17). Из рекомендаций [16] для колонн
диаметром 140 мм примем σ = 0,15. Из данных
к расчету То = 288°К; Т = 323°К; n
= 0,4.

Принимая
газосодержание на приеме β = 0,25, найдем
Vрг
= 47 м³/м³.

По графикам [19,
рис. 13] найдем псевдокритические дав­ления
и температуру по относительной плотности
газа:

;

.

Принимая
предварительно давление на приеме
насоса 5 МПа, найдем приведенные давления
и температуру:

.

По графикам Брауна
[19, рис. 13] найдем Z
= 0,82. Объемный коэффициент нефти найдем
по формуле (3.18), предварительно определив
λн по формуле (3.19):

.

(Для сравнения по
графику на рис. 2 [19] Вн = 1,74).

Подставляя найденные
значения в формулу (3.17) найдем:

.

Учитывая найденное
давление на приёме насоса, вновь найдем
приведенное давление:

,

оно изменяется,
определим Вн и Рпр:

.

.

Вновь определяя
Рп = 3,15/4,7 = 0,67, найдем Z
= 0,87, a
Рпр = 3,11 МПа, т. е. уточнение приблизительно
на 1%, что вы­ше точности определения
Z
по графикам. По этому определим Рпр =
3,15 МПа. (Для сравнения по графику на рис.
V.11.5
в работе [28] Рпр = 1,9 МПа.)

Определим ρсм по
формуле (3.16):

.

Найдем глубину
погружения насоса под динамический
уро­вень по формуле (3.15):

.

Глубина спуска
насоса

.

Высоту подъема
жидкости расширяющимся газом опреде­лим
по формулам (3.20) и (3.21):

,

где по номограмме
[19, рис. 1]

.

По методике [12]

.

По исследованиям
П. Д. Ляпкова в условиях Туймазанефть
[19] высота подъема жидкости за счет
энергии газа в среднем равна 250 м, что
ближе к результату по методике [12].

Таким образом,
необходимый напор ЭЦН может быть сни­жен
за счет полезной работы газа в НКТ:

.

Исследования и
пример расчета показывают, что с помо­щью
аналитических зависимостей можно
существенно (на сот­ни метров) уточнить
необходимую глубину погружения ЭЦН под
динамический уровень, величину напора
за счет подъем­ной силы газа при
межремонтном периоде год и более следует
ориентировочно брать с коэффициентом
0,7 – 0,8 с учетом па­дения пластового
давления:

.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #