УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОПОДЪЕМА ИЗ ГЛУБОКИХ АРТЕЗИАНСКИХ СКВАЖИН И СПОСОБ ВОДОПОДЪЕМА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОПОДЪЕМА ИЗ ГЛУБОКИХ АРТЕЗИАНСКИХ СКВАЖИН И СПОСОБ ВОДОПОДЪЕМА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ


RU (11) 2304669 (13) C2

(51) МПК
E03B 3/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003134306/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.11.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.11.27 
(43) Дата публикации заявки: 2005.05.10 
(45) Опубликовано: 2007.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2135747 C1, 27.08.1999. RU 93013430 А, 20.12.1995. SU 119799 A1, 01.01.1959. RU 2097497 С1, 27.11.1997. RU 2117732 C1, 20.08.1998. SU 27362 А1, 31.08.1932. CN 2581527Y А, 22.10.2003. 
(72) Автор(ы): Адамович Андрей Андреевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Адамович Андрей Андреевич (RU) 
Адрес для переписки: 123557, Москва, Б. Тишинский пер., 8, стр.1, А.А. Адамовичу 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОПОДЪЕМА ИЗ ГЛУБОКИХ АРТЕЗИАНСКИХ СКВАЖИН И СПОСОБ ВОДОПОДЪЕМА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Изобретение относится к технике водозаборных устройств, в частности к подъему воды из глубоких артезианских скважин. Обеспечивает разработку более надежного и высоконапорного способа водоподъема без использования погружного насоса с электродвигателем. Устройство для водоподъема из глубоких артезианских скважин состоит из обсадной колонны, в нижней части которой установлены тарельчатый клапан и перфорированный фильтр, сверху колонны установлено стальное днище с клапаном сброса давления из колонны, трубой впуска сжатого воздуха с клапаном, связанным с ресивером и воздушным компрессором, и герметичной съемной пробкой с тросом, прикрепленным к тарельчатому клапану с обеспечением возможности его открывания вручную при заедании, внутри колонны по всей ее длине установлена труба с клапаном вытеснения воды из колонны с обратным клапаном и запорным вентилем на выходе из скважины. По способу водоподъема из глубоких артезианских скважин путем вытеснения воды сжатым воздухом с использованием вышеуказанного устройства под давлением динамического уровня артезианского горизонта наполняют обсадную колонну порцией воды, включают компрессор, наполняют ресивер сжатым воздухом, подают в колонну сжатый воздух с давлением, соответствующим сумме высот скважины и водонапорной башни, осуществляют вытеснение воды из колонны в водонапорную башню, переводят клапан впуска сжатого воздуха в положение «закрыто», воздух из колонны выпускают через клапан сброса давления, который закрывают по окончании выхода воздуха, далее процесс «наполнения - вытеснения» повторяют. 2 н.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к технике водозаборных устройств, в частности к подъему воды из глубоких артезианских скважин.

Известны различные способы и устройства водоподъема из артезианских скважин погружными центробежными насосами типа ЭЦВ, SP и др., центробежным насосом и эжектором (заявка РФ на изобретение №93013430/29 от 16.03.93 В.С.Буриков) и др.

Однако эти способы и устройства в связи с наличием электрического кабеля и погружных электродвигателей сложны в эксплуатации, имеют невысокую надежность и обеспечивают напор не более 281 метра водяного столба. При больших подачах воды (до 160 м3/час) масса погружной системы составляет более 400 кг, что вызывает определенные трудности при подъеме и спуске насоса и обеспечении электропитания его электродвигателя.

Известен способ подъема воды при помощи вакуума с использованием механических клапанов и управляющего поплавка (Патент России №2135747 от 27.08.99 Г.И.Кабакова).

Задачей изобретения является разработка более надежного и высоконапорного способа водоподъема без использования погружного насоса с электродвигателем.

Задача решается путем создания наземным компрессором высокого (около 20 атм.) давления воздуха, с помощью которого осуществляется выдавливание воды из скважин в водонапорную башню.

Технический эффект изобретения заключается в том, что его реализация позволит существенно повысить надежность артезианских скважин, упростить их эксплуатацию и уменьшить стоимость.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для водоподъема из глубоких артезианских скважин состоит из обсадной колонны, в нижней части которой установлены тарельчатый клапан и перфорированный фильтр, сверху колонны установлено стальное днище с клапаном сброса давления из колонны, трубой впуска сжатого воздуха с клапаном, связанным с ресивером и воздушным компрессором, и герметичной съемной пробкой с тросом, прикрепленным к тарельчатому клапану с обеспечением возможности его открывания вручную при заедании, внутри колонны по всей ее длине установлена труба с клапаном вытеснения воды из колонны с обратным клапаном и запорным вентилем на выходе из скважины.

Технический результат достигается так же за счет того, что по способу с использованием вышеуказанного устройства под давлением динамического уровня артезианского горизонта наполняют обсадную колонну порцией воды, включают компрессор, наполняют ресивер сжатым воздухом, подают в колонну сжатый воздух с давлением, соответствующим сумме высот скважины и водонапорной башни, осуществляют вытеснение воды из колонны в водонапорную башню, переводят клапан впуска сжатого воздуха в положение «закрыто», воздух из колонны выпускают через клапан сброса давления, который закрывают по окончании выхода воздуха, далее процесс «наполнения - вытеснения» повторяют.

Схема устройства показана на чертеже.

Оно состоит из обсадной колонны 1, на которой сверху установлено стальное днище 2, с трубой впуска сжатого воздуха 3 с клапаном 4, связанным с ресивером 5, воздушным компрессором 6, клапана вытеснения воды из колонны 7 с обратным клапаном 8 и запорным вентилем 9.

В нижней части обсадной колонны установлены тарельчатый клапан 10 и перфорированный фильтр 11.

Для забора воды при ее вытеснении из обсадной колонны установлена труба 12, связывающая ее верхнюю часть с нижней. Для сброса давления воздуха из обсадной колонны на ее верхнем днище установлен клапан 13.

На случай заедания тарельчатого клапана на верхнем днище установлена герметичная съемная пробка 14 с тросом 15, прикрепленным к тарельчатому клапану 10.

Таким образом, в предлагаемом устройстве все основные агрегаты артезианской скважины расположены у ее оголовка, а в водоносном артезианском пласте в автоматическом режиме работает тарельчатый клапан 10, который при длительных перерывах в работе скважины можно вручную подготавливать к работе при помощи приспособлений 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением устройства клапан 10 закрыт, а вода в обсадной колонне занимает уровень, соответствующий динамическому давлению в артезианском горизонте. Для начала работы включают компрессор 6 и наполняют ресивер 5 сжатым воздухом. Открывают клапан 4 и под давлением сжатого воздуха вытесняют порцию воды из обсадной колонны через обратный клапан 8 и запорный вентиль 9 в водонапорную башню. После этого клапан 4 переводят из положения «открыто» в положение «закрыто» и сбрасывают давление в колонне через клапан 13. Под давлением горизонта клапан 10 открывают и наполняют обсадную трубу порцией воды. Далее процесс «наполнения - вытеснения» повторяют.

Предлагаемый способ заключается в следующем: под давлением динамического уровня артезианского горизонта наполняют обсадную колонну порцией воды. Затем включают компрессор, наполняют ресивер сжатым воздухом, подают в колонну сжатый воздух с давлением, соответствующим сумме высот скважины и водонапорной башни. Осуществляют вытеснение воды из колонны в водонапорную башню. Клапан впуска сжатого воздуха переводят в положение «закрыто». Воздух из колонны выпускают через клапан сброса давления, который закрывают по окончании выхода воздуха. Далее процесс «наполнения - вытеснения» повторяют.

Пример (расчетный)

Берут обсадную колонну внутренним диаметром 300 мм и высотой 100 м, оборудованную описанными элементами, установленными на верхнем и нижнем днище колонны. Давление в артезианском горизонте принимают равным 3 атм., что является средним значением для многих скважин.

Для расчета производительности устройства определяют временные характеристики:

а) Наполнение устройства водой.

Автоматически заполняют колонну водой до уровня 3 метров, что соответствует 210 литрам воды. Берут тарельчатый клапан диаметром 150 мм и площадью проходного сечения 0,0176 м2. Определяют скорость истечения воды при наполнении через тарельчатый клапан по формуле



где - коэффициент гидравлического сопротивления, равный 0,8;

Р - перепад давления, равный 3 атм.;

- удельная масса воды, равная 1000 кг/м 3.

Подставляя, получим:



Вычисляют расход воды по формуле:

G H=WH·FH · ,

где FH - площадь проходного сечения тарельчатого клапана, равная 0,0176 м 2.

Получают:

GH=27.4·0.0176·1000=482 кг/сек.

Определяют время наполнения по формуле



где М - масса порции воды в колонне, равная 210 кг.

Получают:



б) Вытеснение воды из устройства.

Вытесняют воду из устройства при перепаде давления, равном 8 атм., при этом абсолютное давление в колонне равно 20 атм. (10 атм. - столб воды в колонне, 2 атм. - столб воды в водонапорной башне, 8 атм. - перепад давления).

Получают скорость истечения при вытеснении при =0,9



а расход воды через вытеснительную трубу диаметром 75 мм и проходным сечением 0,0044 м2

GB=42·0.0044·1000=185 кг/сек.

при времени вытеснения



Таким образом, общее время процесса «наполнение-вытеснение» будет равно 1,56 сек.

Значит за один час устройство сделает - 3600: 1,56=2300 циклов.

Получают производительность устройства:



Артезианский центробежный насос типа ЭЦВ для обсадной колонны такого же диаметра, как в настоящей заявке, имеет производительность 160 м3/час, т.е. предлагаемое устройство имеет в 3 раза большую производительность, чем соответствующий насосный аналог.

При этом следует учитывать, что предлагаемое устройство характеризуется простотой конструкции и обслуживания и высокой надежностью в связи с отсутствием погружных электрических агрегатов.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Устройство для водоподъема из глубоких артезианских скважин, характеризующееся тем, что оно состоит из обсадной колонны, в нижней части которой установлены тарельчатый клапан и перфорированный фильтр, сверху колонны установлено стальное днище с клапаном сброса давления из колонны, трубой впуска сжатого воздуха с клапаном, связанным с ресивером и воздушным компрессором, и герметичной съемной пробкой с тросом, прикрепленным к тарельчатому клапану с обеспечением возможности его открывания вручную при заедании, внутри колонны по всей ее длине установлена труба с клапаном вытеснения воды из колонны с обратным клапаном и запорным вентилем на выходе из скважины.

2. Способ водоподъема из глубоких артезианских скважин путем вытеснения воды сжатым воздухом с использованием устройства по п.1, характеризующийся тем, что под давлением динамического уровня артезианского горизонта наполняют обсадную колонну порцией воды, включают компрессор, наполняют ресивер сжатым воздухом, подают в колонну сжатый воздух с давлением, соответствующим сумме высот скважины и водонапорной башни, осуществляют вытеснение воды из колонны в водонапорную башню, переводят клапан впуска сжатого воздуха в положение «закрыто», воздух из колонны выпускают через клапан сброса давления, который закрывают по окончании выхода воздуха, далее процесс «наполнения - вытеснения» повторяют.








ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru