УДК 628.11 Ж.К. Касымбеков, Г.Ж. Касымбеков ЗАЩИТА ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ ТИПА ЭЦВ ОТ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА С ПОМОЩЬЮ ВАКУУМ - ГИДРОЦИКЛОНА Известно, что существующие насосные установки центро бежного действия (погружные насосы типа ЭЦВ) не приспособлены для работы в услови ях пустынной и полупустынной зонах республики, т.к. они чувствительны к загрязнению рабоч ей жидкости, особенно при содержании механических примесей более 0,05% по массе.По этой причине они часто выходят из строя, не обеспечивают паспортные рабочие характеристики насоса. В осстановление их требует значительных затрат, т.к. капитальный ремонт насоса типа ЭЦВ обходится в 70 -80% его базовой стоимости. Несвоевременное обеспечение населенных пунк тов питьевой водой препятствует решению социальной задачи большой значимости. Техническая сущность разработки, устраняющей эти н едостатки, заключается в том, что установка в отличие от существующих на всасывающей линии снабжается вакуум - гидроциклоном, имеющий пульпоотсасывающую трубу, гидравлически связанную с гидроэлеватором, расположенный на выходе насоса, причем цилиндрическая часть снабжена пакерным устройством в виде эластичной манжеты, имеющей прорези (патенты РК №10946,16859).Общий вид установки показан на рис. 1. Установка работает следующим образом. При пуске насоса Нп в работу жидкость с механическими примесями поступает через отверстия в г идроциклон Гц , т.к. ствол скважины Ск перекрыт пакерным устройством Пг. В гидроциклоне, всасываемая жидкость, за счет си льного вращательного движения, делится на жидкую и твердую фазы. Твердые частицы отбрасываются к вершине конуса и скапливаются в камере сгущения, а осветленная часть через сливную горловину гидроциклона отсасывается погружным насосом и подает ся на поверхность потребителю. При этом незначительная часть воды, просачиваясь через пр орези гибкой манжеты, сохраняет ее в уравновешенном состоянии. Сгущенная масса из камеры с гущения эжектируется по пульпоотсасывающей трубе Тт гидроэлеватором Гэ на поверхность, минуя рабочие органы насоса. Обьектом испытания был принят водозаборная скважина №3 участка «Север» ГКП «Бастау». Глубина скважины составляла 210 м и она песковала,особенно при установке высокопроизводительных насосов. Испытания насоса ЭЦВ 10 -63-110,снабженный гидроциклоном были проведены с целью уточнения его напорно -расходной характеристики. Испытания проводились в соотв етствии с требованиями ГОСТ 6134-71 "Насосы динамические. Методы испытаний". Рис.1. Конструктивная схема и опытный образец насоса типа ЭЦВ снабженного с вакуум - гидроциклоном Гц–гидроциклон; Гэ–гидроэлеватор; Нп-погружной насос; --- PAGE BREAK --- Тп – пульпоотводящая труба; Пу – пакер; Ск – скважина Для проведения опытов вначале из скважины вытаскивался ранее установленный погружной насос. На поверхности к насосу соединялась гидроциклонн ая камера и гидроэлеватор. Затем установка с помощью автокрана обратно опускалась в скв ажину на глубину 25 метров и водоподъемная труба жестко фиксировалась специальным хо мутом на оголовке. Верхний конец водоподъемной трубы направлялся сбросному лотку для отвода воды, а пульпоотводящий шланг – к отвалу.Статический уровень воды в скважинах состав ляет 3…4 м, а динамическое понижение колеблется в пределах 10…13 м. Геометрические параметры агрегата с висячим гидроциклоно м и манжетой были следующие: диаметр цилиндрической части гидроциклонной камеры 300 мм (при этом диаметр эластичной манжеты принимался, исходя из внутреннего диаметра скважины), диаметры сливного патрубка и пескового отверстия – 240 мм и 50 мм. Входные патрубки гидроциклона выполнены в двух вариантах: щелевидными и в виде выступов.Размеры по следнего варианта – 30х220 мм. Гидроциклонная камера была подвешена к двигателю насо са с помощью кронштейнов, высотой 250 мм. Общая высота очистного аппарата (гидроциклона) ра внялась 610 мм. Для выноса сгущенной массы на поверхность был использован гидроэл еватор, установленный на напорной линии погружного насоса. Сгущенная масса из конической части гидроциклона вса сывалась при помощи пульпоотводящей трубы, верхний конец который соедине н к приемной камере гидроэлеватора, а нижний – к песковому патрубку гидроциклона. Она была изготовл ена из трубы с диаметром 20мм.Результаты испытания гидроциклонного водоочис тного устройства в производственных условиях приведены в табл. 1. Таблица 1. Измеренные величины и результаты их обработки № изм. Т, с Pм, м.в.ст. Q, л./с. H, м Примечание 1 со 138 0,00 138,75 Задвижка закрыта 2 95,2 130 10,50 130,84 3 70,5 120 14,18 120,91 4 57,3 110 17,45 111,00 5 57,6 110 17,36 110,99 6 51,5 100 19,42 101,05 Продолжение таблицы 1 7 47,1 90 21,23 91,11 8 43,5 80 22,99 81,17 9 40,6 69 24,63 70,23 10 40,9 69 24,45 70,23 11 42,6 75 23,47 76,19 12 45,4 85 22,03 86,14 13 49,1 95 20,37 96,08 14 52,4 105 18,45 106,02 15 63,2 115 15,82 115,95 16 81,1 125 12,33 125,87 17 134,2 135 7,45 135,79 18 со 138 0,00 138,75 С целью более точного определения напора при номиналь ной подаче была рассчитана аналитическая характеристика насоса для рабочего участка характеристики по методу --- PAGE BREAK --- наименьших квадратов . В табл. 2 приведены сравнение опытных и вычисленных по аналитической характеристике значений напора. Таблица 2. Аналитическая характеристика насоса № п/п Q, л./с. Ноп., м Нвыч., м Н, % 1 14,18 120,91 120,84 -0,06 2 15,82 115,95 116,37 0,36 3 17,36 110,99 110,82 -0,16 4 17,45 111,00 110,45 -0,49 5 18,45 106,02 106,10 -0,07 6 19,42 101,05 101,35 0,30 7 20,37 96,08 96,20 0,13 При испытаниях установлено, что происходит снижение пе регрузки электродвигателя. Удельный расход электроэнергии на 1 м 3 воды колебался в пределах 0,11…0,12 кВт/м 3, что не превышает показателя насосного агрегата без гидроциклон а. Не менее важным моментом внедрения является также то, что дополнительное снабжение насосных агрегатов гидроциклонами не препятствует подключению их к схеме бесконтактного автоматического управления САУНА. Гранулометрический состав песчаных отложений, вынесенн ых гидроэлеватором на поверхность из скважины состоит из среднезернистых (31,2 %) и крупнозернистых (48,6 %) песков. Опыты показали, что через сливной патрубок гидроцикло на выносятся только пылеватые пески с размерами 0,005…0,05 мм. Эти породы, имеющие наименьшую абразивность, практически не подвергают износу основные узлы и детали погружного насоса. В период испытаний и внедрения, за счет улучшения ус ловий работы (защита от попадания мехпримесей, снятие перегрузки электродвигателя) набл юдалось повышение срока службы погружных насосов. ВЫВОДЫ: 1. Расходно-напорные характеристики базового погружного насоса ЭЦВ обеспечиваются в полной мере ( расход воды 118 м3/ч, напор – 58-60 м.); 2. Перегрузки на электородвигатель не обнаружены (показания амперметра находятся в допустимых пределах -68-71 ампер); 3. Степень очистки воды составляет -86-95%.Неулавливаемые части в виде глинистых частиц (менее 50,0 микронов) не вызывают абразивный износ элементов насоса; 4. Наличие резинового пакера на цилиндрической части ги дроциклона позволяет снизить вибрацию особенно в момент запуска погружного насоса в работу. Резюме Баяндамада су құрамында құмы бар ұңғымаларға орналас қан ЭЦВ типтес салмалы сораптарды абразивті қажалудан сақтаудың гидроциклондық әдісінің жұмыс істеу принципі қарастырылған. Вакуум - гидроциклонмен жбдықталған ЭЦВ-10 маркалы салмалы сорапты өндірістік жағдайда сынақтан өткеру нәтижелері келтірілген. Summary The report outlines the principle of gidrociklonnnogo submersib le pump type of protection method ECV from abrasion on peskuu ŝih wells. The results of testing a submersible pump bran d ÈCV-10 fitted with vacuum- gidrociklonom in production environments. КазНТУ им. К.И. Сатпаева Поступила 28.08.11 г. --- PAGE BREAK ---