DD143808B1

DD143808B1 - UNDERWATER MOTOR CENTRIFUGAL PUMPS FOR MINERAL OIL FILLING FROM GROUNDWATER

Info

Publication number: DD143808B1
Application number: DD21291879A
Authority: DD
Inventors: Anton Roehn; Berthold Kuehn; Otto Heimann; Ursula Pieper
Original assignee: Anton Roehn; Berthold Kuehn; Otto Heimann; Ursula Pieper
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1982-12-15
Also published as: DD143808A1

Description

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Titel der Erf inching: Abpumpvorr i с bt ungTitle of the invention: Abpumpvorr ung ung

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenüber Wasser spezifisch, leichteren Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, aus dem Grundwasser durch Verwendung von zwei in einem Brunnenschacht in unterschiedlicher !Tiefe eingebaute, unabhängig voneinander angetriebenen Pumpen, wobei die tiefer hängende Pumpe Grundwasser und die hoher hängende Pumpe Mineral yf ordert.The invention relates to a device for the anhydrous pumping of water specific, lighter liquids, especially mineral oil, from the groundwater by using two in a well at different depth built, independently driven pumps, the lower hanging pump groundwater and the higher hanging Pump mineral yf orders.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Beim Abpumpen der bis in das Grundwasser versickerten spezifisch gegenüber Wasser leichteren Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, kommt es darauf an, diese Flüssigkeiten mit einem möglichst geringen materiellen und technischen Aufwand wasserfrei abzupumpen und dem Produktionsprozeß wieder zuzuführen. Entsprechend der unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen an den einzelnen Standorten der Grundwasserverunreinigungen sind Abpuupvorrichtungen mit variablen technischen Parametern, wie ZoB. Förderhöhe, Förderdruck und Fördermenge erforderlich. Die bisher bekannten technischen Vorrichtungen genügen dieser Forderung nur in unzureichendem Maße.Characteristic of the known technical solutions: When pumping off the liquids which have leaked into the groundwater and which are lighter in water, especially mineral oil, it is important to pump these liquids away with an as little material and technical effort as possible and return them to the production process. According to the different hydrological conditions at the individual sites of the groundwater contamination Abpuupvorrichtungen with variable technical parameters, such as ZoB. Delivery head, delivery pressure and flow rate required. The hitherto known technical devices meet this requirement only to an insufficient extent.

Es ist eine Vorrichtung bekannt, bei der in einem Brunnen eine TJnterwassermotor-Kreiselpumpe zur Grundwasserförderung eingesetzt ist. Durch die Ünterwassormotor-Kreiselpumpe wird eine mit ihr kombinierte Wasserstrahlpumpe angetrieben, die zur Mineralölförderung dient (DD-PS 121 662).There is known a device in which a TJnterwassermotor centrifugal pump is used for groundwater extraction in a well. By Ünterwassormotor centrifugal pump combined with her water jet pump is driven, which is used for mineral oil production (DD-PS 121 662).

Die praktische Förderhöhe einer Wasserstrahlpumpe ist jodoch so gering, daß der Transport spezifisch leichter Flüssigkeiten aus Tiefen über 30 m technisch nicht mehr realisierbar ist.The practical delivery height of a water jet pump is, however, so low that the transport of specific light liquids from depths over 30 m is technically no longer feasible.

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Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß im abgepumpten spezifisch leichteren Medium ein Wassergehalt von etwa 50-70 % vorhanden ist, so daß ein relativ hoher technischer Aufwand zur Phasen trennung erforderlich ist. Es ist auch bekannt, statt einer Wasserstrahlpumpe eine mittels Wasserdruck zwangsgesteuerte Kolbenpumpe zu verwenden. Obwohl diese Vorrichtung gegenüber der erstgenannten einige Vorteile aufweist, ist ein großer technischer Aufwand zu deren Realisierung erforderlich.Another disadvantage of this device is that in the pumped specifically lighter medium, a water content of about 50-70 % is present, so that a relatively high technical effort for phase separation is required. It is also known, instead of a water jet pump to use a positively controlled by water pressure piston pump. Although this device has some advantages over the former, great technical effort is required to implement it.

Die gesamte Abpumpvorrichtung besteht aus einem komplizierten System voneinander abhängiger Steuerorgane, z.B. Steuorkolben, Antriebskolben, Pörderkolben, Ventilklappen und kloinkalibriger Rohrleitungen, so daß unter den Bedingungen in der Praxis, z*B. während des Winterbetriebes, keine ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet ist.The entire pump-down device consists of a complicated system of interdependent controls, e.g. Control pistons, drive pistons, delivery pistons, valve flaps and kink-caliber pipelines, so that under the conditions in practice, z * B. During winter operation, no adequate reliability is guaranteed.

Weiterhin ist bekannt geworden, sowohl die Grundwasserpumpe als auch die Mineralölpunpe als Bäugrubentauchpumpe auszuführen. Eine andere bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß als Grundwasserpumpe eine Unterwassermotor-Kreiselpumpe und als Mineralölpumpe eine Zapfsäulenpumpe Verwendung finden. (Brunnenbau, Bau von Wasserwerken, Rohrleitungen, Heft 10, Oktober 1978)Furthermore, it has become known to carry out both the groundwater pump and the mineral oil pump as Bäugrubentauchpumpe. Another known device is designed so that use a submersible motor centrifugal pump as the groundwater pump and a petrol pump as a petroleum pump use. (Well Construction, Construction of Water Works, Pipelines, Issue 10, October 1978)

Die Verwendung von tauchbaren Schinutzwasser-Kreiselpumpen beschränkt jedoch auf Grund der allgemein üblichen Bauausführung dieser Pumpen als einstufige Pumpen sowie der besonderen Anordnung der Druckstutzen in radialer Richtung bei gegebenem Brunnendurchmesser die mögliche Förderhöhe, so daß diese Anordnung nur für die Beseitigung von Verunreinigungen aus geringen Tiefen anwendbar ist. Hinzu kommt, daß durch die notwendigen Kontrollen an den Wellendichtungen dieser speziellen Pumpen in relativ kurzen Zeitabständen die Pumpen ausgebaut und kontrolliert werden müssen, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht gewährleistet ist.However, the use of submersible Schinutzwasser centrifugal pumps limited due to the general construction of these pumps as single-stage pumps and the particular arrangement of the discharge nozzle in the radial direction for a given well diameter the possible delivery height, so that this arrangement applicable only for the elimination of impurities from shallow depths is. In addition, must be removed and controlled by the necessary checks on the shaft seals of these special pumps in relatively short time intervals, so that a continuous operation is not guaranteed.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Aufwand und die Störanfälligkeit derartiger Abpumpvorrichtungen zu senken.The aim of the invention is to reduce the effort and the susceptibility of such pumping devices.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abpumpvorrichtung zu schaffen, mit der gegenüber dem Stand der Technik großflächigere Verunreinigungen des Grundwassers durch Mineralöl in grb'ßer-onThe object of the invention is to provide a pumping device, with respect to the prior art larger-scale contamination of groundwater by mineral oil in grb'ßer-on

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Mengen .und aus größeren Tiefen wasserfrei abgepumpt werden· Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl die Grundwasser- als auch die Mineralölpumpe Unterwassermotor-Kreiselpumpen sind, wobei der die Grundwasserpumpe umgebende S с hut ζ zylinder ein oben liegendes Einlaufsieb aufweist und ein Teleskopführungsrohr, ein Teleskopsaugrohr und ein Filterkorb konzentrisch um die Druckrohrleitung der Mineralölpumpe angeordnot ist sowie daß eine in Unterteil des Motors der Mineralölpumpe vorgesehene Druckausgleichsmembran durch eine Wasservorlage geschützt ist.According to the invention, the object is achieved in that both the groundwater and the mineral oil pump are submersible motor centrifugal pumps, wherein the S с hat umgeb cylinder surrounding the groundwater pump has an upper inlet sieve and a telescopic guide tube, a Teleskopsaugrohr and a filter basket is concentrically angeordnot around the pressure pipe of the mineral oil pump and that a provided in the lower part of the engine of the mineral oil pressure equalization diaphragm is protected by a water mask.

Bin weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Druckrohrleitung der Grundwasserpumpe exzentrisch zur Brunnenachse von der Grundwasserpumpe in Richtung Brunnenkopf geführt ist. Ausführungsbeispiel:Another feature of the invention is that the pressure pipe of the groundwater pump is guided eccentrically to the well axis of the groundwater pump in the direction of the wellhead. Embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1t die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, Fig. 1t shows the schematic arrangement of the device according to the invention.

Im Brunnen 1 sind Motorteil 4 und Pumpenteil 6 der Grundwasserpumpe in einem nach oben hin offenen und mit Leitblechen 2 ausgerüstetem Schutzzylinder 3 angeordnet. Die Befestigung des Schutszylinders 3 sowie des zugehörigen Einlaufsiebes 7 erfolgte an der F3ansсhverbindung 8 der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6. Die Strömungsrichtung des Grundwassers vom Einlaufsieb 7 bis zum Einlaufstück 5 der Grundwasserpumpe 4;.6 ist durch Pfeile dargestellt.In the well 1 engine part 4 and pump part 6 of the groundwater pump are arranged in an upwardly open and equipped with baffles 2 protective cylinder 3. The attachment of the rifle cylinder 3 and the associated inlet strainer 7 was carried out at the F3ansсhverbindung 8 of the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6. The flow direction of the groundwater from the inlet strainer 7 to the inlet piece 5 of the groundwater pump 4; .6 is shown by arrows.

Oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 ist die Mineralölpumpe mit Motorteil 11 und Pumpenteil 15 aufgehängt.Above the groundwater pump 4; 6, the mineral oil pump with motor part 11 and pump part 15 is suspended.

Unterhalb des Motorteiles 11 befindet sich eine Wasservorlage 10, bestehend aus einem mit reinem Wasser gefülltem Tauchrohr, dessen innerer nach unten offener Rohrstutzen flüssigkeitsdicht mit der am Motorteil 11 befindlichen Ausdehnungsmerabran verbunden ist. Um den erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, ist der äußere nach unten verschlossene Rohrstutzen nach oben hin offen.Below the motor part 11 is a water reservoir 10, consisting of a filled with pure water immersion tube, the inner downwardly open pipe socket is liquid-tightly connected to the motor part 11 located on the expansion manifold. In order to allow the necessary pressure equalization, the outer downwardly closed pipe socket is open at the top.

Das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe ist in einem flüssigkeitsdichten Zulaufgehäuse 14 angeordnet. Die Befestigung des Zulaufgehäuses 14 erfolgt am Zwischenstück 12, wodurch zugleich eine räumliche und flüssigkeitsdichte Trennung des Pumpenteiles 15 vom Motorteil 11 ermöglicht wird., insbesondere durch die Anordnung einer geeigneten Radialwellendichtung 13.The pump part 15 of the mineral oil pump is arranged in a liquid-tight inlet housing 14. The attachment of the inlet housing 14 takes place on the intermediate piece 12, whereby at the same time a spatial and liquid-tight separation of the pump part 15 is made possible by the motor part 11, in particular by the arrangement of a suitable radial shaft seal thirteenth

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Oberhalb des Zulaufgehäuses 14 ist die ZuIaufvorrichtung mit dem Teleskopführungsrohr 17» dem Teleskopsaugrohr 21, dem Führungsring 16 und dem Filterkorb 22 angeordnet. Mittels der Zugstange 24 ist eine vertikale Verstellung des Teleskopsaugrohres 21 möglich. Die Führung des Teleskopsaugrohres 21 erfolgt entlang der Druckrohrleitung 26 der Mineralölpumpe 11; 15j wobei eine eventuelle Verdrehung durch die Führungsschiene 25 verhindert wird.Above the inlet housing 14, the ZuIaufvorrichtung with the telescopic guide tube 17 »the telescopic suction tube 21, the guide ring 16 and the filter basket 22 is arranged. By means of the pull rod 24, a vertical adjustment of the telescope suction tube 21 is possible. The guide of Teleskopsaugrohres 21 takes place along the pressure pipe 26 of the mineral oil pump 11; 15j wherein a possible rotation by the guide rail 25 is prevented.

Entlang der an der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 befestigten Führungsschiene 18 und der Führungsklauen 14 a am Zulaufgehäuse 14 ist eine zusätzliche Möglichkeit zur Korrektur der Einbautiefe der Mineralölpumpe 11; 15 sowie ihrer Fixierung in radialer Richtung gegeben. Alle elektrischen Kabel verlaufen in Kabelschutzrohren 27· Während des Dauerbetriebes der Grundwasserpumpe 4; 6 bildet sich zunächst ein sogenannter Absenkungstrichter mit dem unteren Niveau 19, in. dem sich die gegenüber Wasser spezifisch leichteren Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl 20, bis zum oberen Niveau 23 anreichern.Along the at the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6 fixed guide rail 18 and the guide claws 14 a on the inlet housing 14 is an additional way to correct the installation depth of the mineral oil pump 11; 15 and given their fixation in the radial direction. All electrical cables run in cable conduits 27 · During continuous operation of the groundwater pump 4; 6 initially forms a so-called lowering funnel with the lower level 19, in which the water specific lighter liquids, especially mineral oil 20, accumulate up to the upper level 23.

Die Strömungsrichtung der spezifisch leichteren Phase ist ab Filterkorb 22, Zulaufgehäuse 14, Einlauföffnung des Pumpenteiles 15 bis Druckrohrleitung 26 durch Pfeile gekennzeichnet. Zur optimalen Ausnutzung des Brunnenquerschnittes und damit zur Minimierung der Kosten für die Erschließung und Verrohrung des Brunnens ist die Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 exzentrisch bis zum Brunnenkopf geführt, wodurch der zur Anordnung der Mineralölpumpe 11; 15 erforderliche freie Kaum geschaffen wird.The flow direction of the specific lighter phase is characterized by filter basket 22, inlet housing 14, inlet opening of the pump part 15 to pressure pipe 26 by arrows. For optimum utilization of the well cross-section and thus to minimize the cost of the development and piping of the well, the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6 above the groundwater pump 4; 6 eccentrically guided to the wellhead, whereby the arrangement for the mineral oil pump 11; 15 required free Kaum is created.

Je nach Intensität der Grundwasserverunreinigungen und den hydrologischen Bedingungen am Einsatzort wird durch Wahl der entsprechenden Baugrößen der beiden Unterwassermotor-Kreiselpumpen der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für jeden beliebigen Anwendungsfall gewährleistet.Depending on the intensity of the groundwater contamination and the hydrological conditions at the site of use of the device according to the invention for any application is ensured by selecting the appropriate sizes of the two submersible motor centrifugal pumps.

Alle nicht gegen Mineralölprodukte beständigen Pumpen- und Moiborteilo sind durch besondere Anordnung im Brunnen bzw. durch Schutzvorrichtungen gegen Schadstoffeinwirkung gesichert. Der Schutzzylinder 3?» iⁿ Verbindung mit Leitblechen 2 und Einlaufsieb 7 gewährleistet eine ausreichende Kühlung des Motorteiles 4 der Grundwasserpumpe.All pump and moibor parts that are not resistant to mineral oil products are protected by a special arrangement in the well or by protection against the effects of pollutants. The protective cylinder 3? »I ⁿ connection with guide plates 2 and strainer 7 ensures a sufficient cooling of the motor section 4 of the basic water pump.

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Vor dem Absenken in den Brunnen wird der Schutzzylinder 3 mit reinem Wasser gefüllt. Dadurch wird das Eindringen der spezifisch leichteren Schadstoffe in die Grundwasserpumpe 4; 6 und in die dazugehörende Steigrohrleitung während des Absenkens und damit beim Durchstoßen der Mineralölschicht 20 auf der Grundwasseroberfläche vermieden. Motor- 11 und Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe sind durch ein Zwischenstück 12 räumlich voneinander getrennt. Das Zwischenstück 12 dient gleichzeitig der Befestigung eines flüssigkeitsdicht verschlossenen Saugzylinders, in dessen Hohlraum das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe eingesetzt ist» Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Einsatz konventioneller Unterwassermotor-Kreiselpumpen zur Förderung gegenüber Wasser spezifisch leichterer Medien aus dem Grundwasser, insbesondere Mineralöl, möglich ist·, ohne daß ein nennenswerter technischer Aufwand zum Schutz des Motorteiles 11 der Mineralölpumpe erforderlich ist.Before lowering into the well of the protective cylinder 3 is filled with pure water. As a result, the penetration of specific lighter pollutants in the groundwater pump 4; 6 and avoided in the associated riser during lowering and thus when piercing the mineral oil layer 20 on the groundwater surface. Motor 11 and pump part 15 of the mineral oil pump are spatially separated by an intermediate piece 12. The intermediate piece 12 also serves to attach a liquid-tight sealed suction cylinder, in the cavity of the pump part 15 of the mineral oil pump is used. The advantage of this arrangement is that the use of conventional submersible motor centrifugal pumps to promote against water specific lighter media from the groundwater, especially mineral oil , is possible · without a significant technical effort to protect the engine part 11 of the mineral oil pump is required.

Unterhalb des Motorteiles 11 ist an der Ausdehnungsmembran lediglich ein doppe1wandiges Tauchrohr und auf der Antriebswelle des Motors eine Schadstoffbeständige Gleitringdichtung vorzusehen. Das doppelwandige Tauchrohr ist vor dem Absenken der Mineralölpumpe 11; 15 ebenfalls mit reinem Wasser zu füllen«Below the engine part 11 is to be provided on the expansion diaphragm only a double-walled dip tube and on the drive shaft of the engine, a pollutant-resistant mechanical seal. The double-walled dip tube is before lowering the mineral oil pump 11; 15 also to be filled with pure water «

Zum Schutz der elektrischen Kabel, die in Kabelschutzrohren geführt sind, sind die unteren öffnungen der Kabelschutzrohre 2? flüssigkeitsdicht verschlossen. Die oberen öffnungen sind oberhalb des höchsten Flüssigkeitsniveaus angeordnet. Damit wird ein ausreichender Explosions- und Brandschutz innerhalb des Brunnens gewährleistet.To protect the electrical cables that are routed in cable conduits, the lower openings of the cable conduits 2? sealed liquid-tight. The upper openings are located above the highest level of liquid. This ensures sufficient explosion and fire protection inside the well.

Um eine Entleerung der Druckrohrleitung 26 während der Stillstandszeiten bzw. diskontinuierlichem Betrieb der Mineralölpumpe 11; 15 zu verhindern, ist die Mineralölpumpe 11; 15 mit einem schadstoffbeständigen Eückschlagventil ausgerüstet.To emptying the pressure pipe 26 during the downtime or discontinuous operation of the mineral oil pump 11; 15, the mineral oil pump 11; 15 equipped with a pollutant resistant Eückschlagventil.

Claims

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1. pumping device for anhydrous pumping against water specifically lighter liquids, especially mineral oil, from the groundwater by using two built in a well at different depths, independent'von each other driven pumps, the deeper hanging pump promotes groundwater and the higher-hanging pump mineral oil characterized in that both the groundwater (4; 6) and the mineral oil pump (11; 15) are underwater motor centrifugal pumps, wherein the groundwater pump (4; 6) surrounding protective cylinder (j5) has an upper inlet strainer (7) and a Telescope guide tube (17), a telescopic suction tube (21) and a PiIterkorb (22) concentrically around the pressure pipe (26) of the mineral oil pump (11; 15) are arranged and that in the lower part of the motor (11) of the mineral oil pump (15) provided by pressure compensation membrane a water mask (Ю) is protected.

2 »Device according to item 1, characterized in that the pressure pipe (9) of the groundwater pump (4; 6) is guided eccentrically to the well axis of the groundwater pump (4; 6) in the direction of the wellhead.

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