Глубинные насосы для скважин: принцип работы, разновидности, правила выбора

Основным элементом оснащения автономных систем водоснабжения загородных домов и дач, обслуживаемых подземными скважинами значительной глубины, является глубинный насос, который обеспечивает не только откачивание жидкой среды, но и ее дальнейшую транспортировку по трубопроводной системе. Насосы данного типа, которые способны откачивать жидкие среды с очень значительной глубины, превышающей 100 метров, используются для оснащения подземных скважин промышленного назначения, а также для скважин, питающих водой сразу несколько систем водоснабжения.

Скважина с глубинным насосом обеспечит водой дом, хозяйственные постройки и системы полива

Принцип действия и конструктивные особенности

Современная промышленность выпускает различные по конструкции и принципу действия глубинные насосы для скважин. На выбор глубинного насоса определенного типа оказывают влияние как конкретные условия его эксплуатации, так и характеристики жидкой среды, которую предстоит откачивать с помощью такого устройства.

Корпус глубинных погружных насосов, как следует из их названия, полностью находится в толще перекачиваемой жидкой среды, а с поверхностью такой насос соединяется электрическим кабелем, обеспечивающим работу приводного электродвигателя, и трубой, по которой транспортируется откачиваемая из скважины или колодца жидкость.

Глубинный насос, подготовленный для установки в скважину

В стандартную комплектацию большинства моделей погружных (глубинных) насосов, как правило, входят приводной электродвигатель и встроенный фильтр, защищающий такое устройство от попадания в его внутреннюю часть твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкой среды. Всасывание жидкой среды при помощи гидромашин данного типа может осуществляться через их нижнюю или верхнюю часть. В первом случае использование глубинного насоса позволяет качественно отфильтровать перекачиваемую жидкость от содержащихся в ее составе нерастворимых твердых включений.

Устройство скважинного насоса

Скважинные насосы состоят из двух основных частей:

• приводного электродвигателя, который может быть как встроенным, так и наружным;
• насосной части, которая, как правило, имеет многоступенчатое конструктивное исполнение.

В том случае, если скважинный насос оснащается встроенным приводным электродвигателем, его корпус должен быть абсолютно герметичным, чтобы надежно защищать электрическую часть от попадания в нее перекачиваемой жидкости.

Основные разновидности

В том случае, если глубина скважины или колодца, из которых необходимо откачивать воду, составляет более 10 метров, без погружного (глубинного) насоса просто не обойтись. Использование оборудования данного типа позволяет откачивать воду из подземных источников, глубина которых может доходить до 150 метров. Еще одним преимуществом использования глубинных насосов является почти бесшумная работа.

Всем глубинным скважинным насосам свойственна продолговатая цилиндрическая форма, созданная для удобства установки и выемки из узкой обсадной трубы скважины

По своему конструктивному исполнению и принципу действия глубинные насосы для скважины делятся на:

1. центробежные насосы;
2. устройства шнекового типа;
3. винтовые насосы;
4. насосные устройства штангового типа.

Погружные насосы центробежного типа

Электронасосы центробежного типа относятся к наиболее популярным устройствам, используемым для откачивания жидкой среды из подземных источников. Принцип работы таких устройств, которые могут эксплуатироваться в круглогодичном режиме, основан на том, что на жидкую среду, находящуюся в их внутренней камере и перемещающуюся в ней вместе с лопатками рабочего колеса, действует центробежная сила. Эта сила и выталкивает жидкость в напорную магистраль. При этом в центральной части рабочей камеры создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию в нее новой порции перекачиваемой жидкой среды через входной патрубок.

Наиболее производительными являются многоступенчатые центробежные насосы

Среди наиболее значимых достоинств, которыми обладают насосы глубинные центробежного типа, следует отметить их высокую производительность, создаваемый ими хороший напор перекачиваемой среды, а также универсальность использования, которая делает обширной сферу их применения.

Шнековые глубинные насосы

Основным рабочим органом глубинных насосов шнекового типа, которые относятся к устройствам специализированного назначения, является шнек. Этот элемент и обеспечивает перекачивание жидкой среды, а также ее дальнейшую транспортировку по трубопроводной системе. Используют гидромашины данного типа преимущественно для того, чтобы перекачивать с их помощью жидкие среды, в составе которых содержится большое количество посторонних примесей.

Так выглядит разобранный шнековый насос «Колибри» забитый песком

Выбирая для скважины глубинный шнековый насос, следует иметь в виду, что диаметр его корпуса должен быть примерно на 1 см меньше размера поперечного сечения обсадной трубы. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что используемый насос будет постоянно засоряться примесями, содержащимися в перекачиваемой жидкой среде.

Глубинные насосы винтового типа

Наиболее значимым преимуществом применения винтовых глубинных насосов является то, что даже при небольшом количестве жидкости в обслуживаемой ими скважине они способны создавать поток жидкой среды, характеризующийся хорошим напором. Перекачивание жидкой среды при использовании такого насосного оборудования осуществляется за счет вращения рабочего колеса, оснащенного большим количеством лопастей.

Простой и недорогой вариант скважинного насоса – винтовое устройство с верхним забором воды

Выбирая для скважины глубинные насосы винтового типа, следует иметь в виду, что эффективно работать они могут лишь в том случае, если перекачиваемая ими жидкая среда содержит очень незначительное количество нерастворимых примесей.

Штанговые глубинные насосы

Основными элементами конструкции штанговых глубинных насосов являются неподвижный цилиндр и плунжер, совершающий в процессе работы гидромашины возвратно-поступательные движения. Двигаясь во внутренней части цилиндра вверх, плунжер засасывает жидкую среду из скважины, а опускаясь, способствует ее подаче в напорную магистраль. Для приведения в движение плунжера используется специальный механизм (качалка), который соединен с ним специальными штангами.

Устройство штанговых скважинных насосов

Скважинные насосы штангового типа, которые отличаются достаточно большими габаритами, практически не используются в быту, при помощи таких устройств осуществляется добыча нефти из подземных скважин значительной глубины.

Что выбрать – глубинный насос или насосную станцию?

Для откачивания жидкой среды из скважины или колодца большой глубины могут использоваться не только погружные насосы, но и насосные станции, состоящие из целого набора технических устройств. С вопросом о том, что использовать для обслуживания колодца или скважины – такую станцию или глубинный насос, часто сталкиваются владельцы загородных домов и дач, решивших обустроить автономную систему водоснабжения.

В состав насосной станции, кроме мощного поверхностного насоса, входит накопительный бак, который называется гидроаккумулятором. Жидкая среда, откачиваемая из скважины или колодца, сначала направляется в такой бак и только потом, когда в гидроаккумуляторе установится определенное давление, подается в трубопроводную систему.

Насосная станция обеспечит загородный дом водоснабжением в автоматическом режиме

Если сравнивать насосную станцию с глубинным насосом, то она наряду с более высокой производительностью также отличается значительными размерами, что следует учитывать при выборе места для ее установки. Кроме того, на обустройство насосной станции потребуется затратить больше финансовых средств, чем на приобретение погружного насоса.

В любом случае руководствоваться при выборе насосного оборудования для оснащения автономной системы водоснабжения следует параметрами скважины или колодца, из которых предстоит откачивать воду, а также требуемым количеством жидкости для нужд водоснабжения и орошения и параметрами ее потока.

Плюсы и минусы применения глубинных насосов для обслуживания скважин и колодцев

Среди преимуществ использования глубинных насосов, устанавливаемых в скважине или колодце, следует отметить:

1. высокую эффективность и производительность откачивания жидкой среды;
2. компактные размеры устройства;
3. возможность формирования потока перекачиваемой жидкости с хорошим напором;
4. простоту монтажа и эксплуатации;
5. неприхотливость в плане технического обслуживания;
6. высокую надежность и длительный эксплуатационный срок.

Естественно, есть у оборудования данного типа и недостатки:

1. Большинство современных моделей глубинных насосов выпускается в корпусе, имеющем монолитное исполнение, что делает ремонт таких устройств практически невозможным.
2. Скважинные насосы глубинного типа нельзя использовать для перекачивания сильно загрязненной жидкой среды и устанавливать в непосредственной близости от дна обслуживаемых ими скважины или колодца.

Рекомендации по выбору

То, насколько эффективно будет работать глубинный насос для скважин, во многом зависит от правильности его выбора. В данном случае следует ориентироваться на целый ряд параметров.

Напор потока жидкой среды

Данный параметр, от значения которого будет зависеть, насколько хорошим во всех точках водоразбора трубопроводной системы будет напор воды, определяется расчетным путем.

Если насос будет обладать недостаточным напором, то вода просто не дойдет до точки водозабора. Излишне мощное оборудование будет работать наполовину вхолостую

Производительность подачи жидкости

Этот параметр измеряется количеством литров в час. От его величины зависит, хватит ли воды, которая будет откачиваться глубинным насосом из скважины или колодца, для обеспечения потребности всех точек водоразбора трубопроводной системы.

Необходимость оснащения специальными элементами

Такие элементы обеспечивают работу гидромашины в автоматическом режиме, а также защищают ее от негативных последствий внештатных ситуаций.

Схема организации водоснабжения с помощью глубинного насоса

Производитель и торговая марка

Выбирая скважинный насос по данному параметру, следует ориентироваться на репутацию компании-производителя, которая изготовила такое оборудование, а также на гарантии, которые она предоставляет. Необходимо иметь в виду, что качественные скважинные насосы на современном рынке предлагают не только зарубежные, но и отечественные производители.

Глубинные насосы для скважин. Производители и цены

Стоимость

Обращая внимание на цену выбираемого глубинного насоса, следует учитывать, что производители часто завышают ее из-за того, что предлагаемое ими оборудование отличается массой дополнительных опций, которые чаще всего не используются потребителями. Именно поэтому обращать большое внимание на стоимость насосного оборудования, думая, что она является показателем его надежности и качества, не стоит.

Как рассчитать напор воды, который должен обеспечивать глубинный насос

Как уже говорилось выше, напор жидкой среды, который должен обеспечить насос для скважины или колодца, определяется расчетным путем. При этом учитывают гидравлическое сопротивление, создаваемое всеми элементами трубопроводной системы. Непосредственно сама формула, по которой рассчитывается напор, выглядит следующим образом:

Н = (А + 6)х1,15 + В +L/10

Буквенными символами в данной формуле обозначаются следующие параметры:

Н – рассчитываемый напор;

А – максимальная высота, на которую необходимо обеспечить подачу жидкости по трубопроводной системе;

В – глубина обслуживаемой скважины или колодца, измеряемая от их верхней части до уровня расположения водного зеркала;

L – расстояние, на которое жидкость в трубопроводной системе должна транспортироваться в горизонтальном направлении.

Рассчитав напор жидкости, которым должна характеризоваться трубопроводная система, можно выбирать насос. При этом следует учитывать, что полученный расчетным путем напор должен быть как минимум на 10% меньше подобного параметра, которым характеризуется сам насос.

Запас мощности глубинного насоса в данном случае позволит избежать ситуаций, когда в связи с сезонным перепадом уровня воды в скважине или колодце насос не сможет обеспечить требуемый напор в обслуживаемом им трубопроводе или будет работать с перегрузкой.

Выбор глубинного насоса по требуемой производительности

Скважинный насос должен не только обеспечивать требуемый напор воды в обслуживаемом им трубопроводе, но и подавать ее с определенной производительностью, измеряемой в м³/час. Чтобы определить, какое количество воды насос должен подавать в трубопровод в единицу времени, определяют суммарное потребление жидкости, подаваемой в различные точки водоразбора, и умножают полученное значение на всех членов семьи, пользующихся такими точками.

Расход воды различных сантехнических устройств

Кроме того, при определении суммарного значения потребления жидкости пользователями водопроводной системы учитывают и общедомовые нужды (в частности, полив зеленых насаждений, а также работу бытовых приборов, для функционирования которых требуется вода).

Определив расчетным путем производительность, с которой должен работать скважинный насос, выбирают модель с характеристиками, равными полученному значению или превышающими его.

Выбирая глубинный насос, следует сразу позаботиться о приобретении дополнительных технических устройств, которые будут обеспечивать эффективность его функционирования, а также защищать от последствий внештатных ситуаций. К таким устройствам, в частности, относятся:

• датчик уровня вода в скважине или колодце;
• датчик давления;
• датчик потока жидкой среды;
• обратный клапан.

Использование таких устройств, кроме того, позволяет организовать работу глубинного насоса в автоматическом режиме.