RU2135704C1 - Device for water supply from well - Google Patents

Device for water supply from well Download PDF

Info

Publication number
RU2135704C1
RU2135704C1 RU97121411A RU97121411A RU2135704C1 RU 2135704 C1 RU2135704 C1 RU 2135704C1 RU 97121411 A RU97121411 A RU 97121411A RU 97121411 A RU97121411 A RU 97121411A RU 2135704 C1 RU2135704 C1 RU 2135704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
float
supporting flange
well
pressure pipeline
flange
Prior art date
Application number
RU97121411A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Ермаков
А.Г. Костин
В.Н. Куликов
Original Assignee
Муниципальное предприятие "Водоканал" г.Тольятти Самарской обл.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Муниципальное предприятие "Водоканал" г.Тольятти Самарской обл. filed Critical Муниципальное предприятие "Водоканал" г.Тольятти Самарской обл.
Priority to RU97121411A priority Critical patent/RU2135704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2135704C1 publication Critical patent/RU2135704C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: water supply systems. SUBSTANCE: relates to devices for supplying artesian water to trunk lines of municipal water supply systems. Device has pressure pipeline located inside casing pipe, multiple-section pump with immersible electric motor, and hydraulic sealing unit installed in pressure pipeline below static water level in well. Hydraulic sealing unit is provided with locking mechanism and is made up of upper supporting flange and lower supporting flange of pressure pipeline. Located between supporting flanges and coaxially with pressure pipeline is float. Mounted on external side wall of float is lower edge of first sealing member. Pivotally connected to upper edge of first sealing member are movable axles of gates in gate mechanisms. Stationary axles of gates are connected to upper supporting flange. Links of gate mechanisms are rigidly connected with end face of float. Secured on it are rods of locking mechanisms adapted for reciprocal motion within vertically oriented through-holes of upper supporting flange. Each rod has single recess for balls of locking mechanisms which are provided with pressure springs. Every single of them is seated in horizontally oriented holes of upper supporting flange. Holes are made at side of casing pipe walls. Upper end face of lower supporting flange of diameter which exceeds internal diameter of float is provided with second sealing member. Aforesaid embodiment of water supply device provides reliable sealing between walls of pressure pipeline and casing pipe of well. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и механизмам, предназначенным для эксплуатации источников подземных вод и водозаборных сооружений, в частности, для откачки артезианской воды в магистральные линии городских систем водоснабжения. The invention relates to devices and mechanisms intended for the operation of groundwater sources and water intake structures, in particular, for pumping artesian water into the main lines of urban water supply systems.

Известны устройства для подачи воды из скважины, содержащие напорный трубопровод, погруженный в скважину многосекционный насос с трансмиссионным валом, проходящим внутри напорного трубопровода, и электродвигатель, установленный на станине над устьем скважины [1]. Known devices for supplying water from a well, containing a pressure pipe, a multi-section pump immersed in a well with a transmission shaft passing inside the pressure pipe, and an electric motor mounted on a bed above the wellhead [1].

Наличие у известных устройств трансмиссионной передачи, не позволяющей точно отрегулировать зазоры между рабочими колесами и направляющими аппаратами насоса, приводит к большим объемным потерям, снижению подачи, напора и коэффициента полезного действия насоса. The presence of known transmission devices that do not allow precise adjustment of the gaps between the impellers and the pump guide vanes leads to large volumetric losses, reduced flow, pressure and pump efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для подачи воды из скважины, содержащее размещенные в обсадной трубе напорный трубопровод, многосекционный насос с погружным электродвигателем и приспособление гидроуплотнения, установленное на напорном трубопроводе ниже статического уровня воды в скважине, и выполненное в виде уплотняющего элемента, внутренняя полость которого соединена с линией повышенного давления, проложенной вдоль напорного трубопровода к устью скважины [2]. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a device for supplying water from the well, containing a pressure pipe located in the casing, a multi-section pump with a submersible motor and a hydraulic seal installed on the pressure pipe below the static water level in the well, and made in the form a sealing element, the inner cavity of which is connected to the line of high pressure laid along the pressure pipe to the wellhead [2].

Недостаток известного устройства - ненадежность уплотнения, что является следствием наличия столба воды над уплотняющим элементом, выполненным в виде надувной камеры, при одновременном воздействии снизу на указанный элемент разряженной воздушной среды. A disadvantage of the known device is the unreliability of the seal, which is a consequence of the presence of a column of water above the sealing element, made in the form of an inflatable chamber, while simultaneously acting from below on the specified element of a discharged air environment.

Задача изобретения - создание надежного уплотнения между стенками напорного трубопровода и обсадной трубы скважины. The objective of the invention is the creation of a reliable seal between the walls of the pressure pipe and the casing of the well.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подачи воды из скважины, содержащем размещенные в обсадной трубе напорный трубопровод, многосекционный насос с погружным электродвигателем и приспособление гидроуплотнения, установленное на напорном трубопроводе ниже статического уровня воды в скважине, приспособление гидроуплотнения снабжено запорным механизмом и выполнено в виде верхнего и нижнего опорных фланцев напорного трубопровода, между которыми соосно с напорным трубопроводом размещен поплавок, на внешней боковой стенке поплавка смонтирован нижний край первого уплотняющего элемента, с верхним краем которого шарнирно связаны подвижные оси кулис кулисных механизмов, неподвижные оси кулис шарнирно связаны с верхним опорным фланцем, звенья кулисных механизмов жестко связаны с верхним торцом поплавка, на котором закреплены штоки запорных механизмов, размещенные с возможностью возвратно-поступательного смещения в вертикально ориентированных сквозных отверстиях верхнего опорного фланца, на штоках выполнено по одному углублению для шариков запорных механизмов, снабженных нажимными пружинами и по одному размещенных в горизонтально ориентированных отверстиях верхнего опорного фланца, выполненных со стороны стенок обсадной трубы, а верхний торец нижнего опорного фланца, диаметр которого превышает внутренний диаметр поплавка, снабжен вторым уплотняющим элементом. The problem is solved in that in the device for supplying water from the well, containing a pressure pipe located in the casing, a multi-section pump with a submersible electric motor and a hydraulic sealing device installed on the pressure pipe below the static water level in the well, the hydraulic sealing device is equipped with a locking mechanism and is made in top and bottom support flanges of the pressure pipe, between which a float is coaxial with the pressure pipe, on the outer side wall the lower edge of the first sealing element is mounted to the float, the movable axis of the rocker mechanism is pivotally connected to the upper edge of the rocker, the fixed axis of the rocker mechanism is pivotally connected to the upper support flange, the link of the rocker mechanism is rigidly connected to the upper end of the float, on which the rods of the locking mechanisms are mounted, mounted with the possibility of reciprocating displacement in the vertically oriented through holes of the upper supporting flange, on the rods made one recess for the balls of locking m nisms, provided with compression springs and one arranged in a horizontally oriented upper support flange openings made by the walls of the casing, and the upper end of the lower supporting flange whose diameter exceeds the inner diameter of the float, provided with the second sealing member.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства для подачи воды из скважины, на фиг. 2-3 поясняется работа его приспособлений гидроуплотнения. In FIG. 1 is a diagram of the proposed device for supplying water from a well; FIG. 2-3, the operation of its hydraulic sealing devices is explained.

Устройство расположено в обсадной трубе 1 скважины и содержит секции напорного трубопровода 2 с фланцем 3, многосекционный насос 4 с водоприемной сеткой 5, погружной электродвигатель 6 и смонтированное на секции 7 напорного трубопровода приспособление гидроуплотнения в составе верхнего и нижнего опорных фланцев 8 и 9, поплавка 10, первого и второго уплотняющих элементов 11 и 12. Кроме того, приспособление гидроуплотнения снабжено запорными и кулисными механизмами. В состав запорных механизмов включены размещенные в вертикально ориентированных отверстиях верхнего опорного фланца штоки 13 с углублениями 14 и шарики 15, размещенные с нажимными пружинами 16 в горизонтально ориентированных отверстиях указанного фланца. Кулисные механизмы устройства составлены из кулис 17, подвижная и неподвижная оси 18 и 19 которых шарнирно соединены с верхним краем первого уплотняющего элемента и с верхним опорным фланцем соответственно, и из звеньев 20, жестко связанных с верхним торцом поплавка. Первый уплотняющий элемент смонтирован на поплавке посредством хомута 21 (фиг. 1-3). The device is located in the casing 1 of the well and contains sections of the pressure pipe 2 with a flange 3, a multi-section pump 4 with a water intake mesh 5, a submersible motor 6 and a water tightening device mounted on the pressure pipe section 7 as a part of the upper and lower supporting flanges 8 and 9, the float 10 , the first and second sealing elements 11 and 12. In addition, the sealing device is equipped with locking and link mechanisms. The composition of the locking mechanisms included placed in vertically oriented holes of the upper supporting flange rods 13 with recesses 14 and balls 15, placed with pressure springs 16 in the horizontally oriented holes of the specified flange. The rocker mechanisms of the device are composed of the wings 17, the movable and fixed axes 18 and 19 of which are pivotally connected to the upper edge of the first sealing element and to the upper supporting flange, respectively, and from links 20 rigidly connected to the upper end of the float. The first sealing element is mounted on the float by means of a clamp 21 (Fig. 1-3).

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Естественный уровень воды в скважине характеризуется статическим уровнем (прямая I на фиг. 1). После включения погружного электродвигателя 6 указанный уровень понижается на величину So, соответствующую равновесию между количеством воды, откачиваемой насосом 4 через водоприемную сетку 5, и количеством притока воды из водоносного слоя. С наступлением указанного равновесия в скважине устанавливается постоянный на время работы устройства динамический уровень, который, постепенно повышаясь по мере удаления от скважины (кривая II на фиг. 1), образует так называемую воронку депрессии радиусом Ro. The natural water level in the well is characterized by a static level (line I in Fig. 1). After turning on the submersible electric motor 6, the indicated level decreases by the value of So, corresponding to the equilibrium between the amount of water pumped out by the pump 4 through the intake grid 5 and the amount of water inflow from the aquifer. With the onset of the indicated equilibrium in the well, a constant dynamic level is established for the duration of the device’s operation, which, gradually increasing with distance from the well (curve II in Fig. 1), forms a so-called depression funnel with radius Ro.

Расстояние So между динамическим и статическим уровнями воды пропорционально производительности скважины. При этом статический уровень определяется гидродинамическими особеностями подземных вод и величиной атмосферного давления, а динамический уровень должен быть не менее чем на полтора метра выше многосекционного насоса 4, что обеспечивает требуемый режим охлаждения корпуса последнего. Т. е., при понижении естественного уровня воды (прямая III на фиг. 1) в результате, например, начала эксплуатации дополнительной скважины, мощность водозабора упадет на величину, пропорциональную значению dSx. So distance between dynamic and static water levels is proportional to well productivity. In this case, the static level is determined by the hydrodynamic features of groundwater and the value of atmospheric pressure, and the dynamic level should be at least one and a half meters higher than the multi-section pump 4, which ensures the required cooling mode of the housing of the latter. That is, when the natural water level decreases (line III in Fig. 1) as a result of, for example, the start of operation of an additional well, the intake capacity will drop by a value proportional to the value of dSx.

Поэтому для компенсации влияния статического уровня на производительность насоса 4 устройство снабжено приспособлением гидроуплотнения в составе верхнего и нижнего опорных фланцев 8 и 9, поплавка 10, первого и второго уплотняющих элементов 11 и 12, а также запорных и кулисных механизмами (фиг. 1). Therefore, to compensate for the influence of a static level on the performance of pump 4, the device is equipped with a hydraulic sealing device consisting of upper and lower supporting flanges 8 and 9, a float 10, first and second sealing elements 11 and 12, as well as locking and link mechanisms (Fig. 1).

Нижний край первого уплотняющего элемента 11 смонтирован на внешней боковой стенке поплавка 10 посредством хомута 21, а верхний край шарнирно соединен с подвижными осями 18 кулис 17, неподвижные оси 19 которых шарнирно соединены с верхним опорным фланцем 8. В горизонтально ориентированных отверстиях указанного фланца размещено по одной нажимной пружине 16, воздействующей на соответствующий шарик 15 запорного механизма со стороны обсадной трубы 1 скважины. Штоки 13 запорных механизмов, жестко соединенные с поплавком 10, размещены с возможностью возвратно-поступательного смещения в сквозных и вертикально ориентированных отверстиях фланцев 8 (фиг. 2-3). The lower edge of the first sealing element 11 is mounted on the outer side wall of the float 10 by means of a collar 21, and the upper edge is pivotally connected to the movable axles 18 of the link 17, the fixed axes 19 of which are pivotally connected to the upper supporting flange 8. One is placed in horizontally oriented holes of the specified flange a pressure spring 16 acting on the corresponding ball 15 of the locking mechanism from the side of the casing 1 of the well. The rods 13 of the locking mechanisms, rigidly connected to the float 10, are placed with the possibility of reciprocating displacement in the through and vertically oriented holes of the flanges 8 (Fig. 2-3).

Количество секций напорного трубопровода 2, последовательно стыкуемых посредством фланцев 3 при погружении устройства в обсадную трубу 1 и предшествующих секции 7, оснащенной приспособлением гидроуплотнения, выбирают из расчета, чтобы граница раздела сред в скважине пересекала стенки секции 7 выше поплавка 10, установленного в исходное состояние, при котором шарики 15 запорного механизма под действием пружин 16 размещаются в углублениях 14 штоков 13. При этом расстояние от верхнего торца поплавка 10 до углублений 14 выбирают таким образом, чтобы в указанном состоянии поплавка 10 кулисы 17 удерживались в положении, при котором наблюдается зазор между первым уплотняющим элементом 11 и обсадной трубой 1, позволяющий производить монтаж устройства (фиг. 2). The number of sections of the pressure pipe 2, sequentially joined by means of flanges 3 when the device is immersed in the casing 1 and the previous section 7, equipped with a hydraulic sealing device, is selected so that the interface of the media in the well intersects the walls of section 7 above the float 10, which is set to the initial state, in which the balls 15 of the locking mechanism under the action of the springs 16 are placed in the recesses 14 of the rods 13. The distance from the upper end of the float 10 to the recesses 14 is chosen so that in said state of the float 10 the wings 17 are held in a position where there is a gap between the first seal member 11 and the casing 1, allowing to make assembling the device (FIG. 2).

После монтажа устройства на заданную глубину запускают электродвигатель 6. Под действием гидравлического удара в момент запуска поплавок 10 отключает запорные механизмы (при резком смещении поплавка 10 со штоками 13 вниз шарики 15, воздействуя на пружины 16, выходят из углублений 14) и удерживает их в отключенном состоянии под действием центробежной силы насоса 4. After mounting the device to a predetermined depth, the electric motor 6 is started. Under the influence of a hydraulic shock at the moment of starting, the float 10 disables the locking mechanisms (with a sharp displacement of the float 10 with the rods 13 down, the balls 15, acting on the springs 16, come out of the recesses 14) and keeps them disconnected condition under the action of centrifugal force of the pump 4.

С понижением уровня воды в обсадной трубе 1 поплавок 10 опускается на второй уплотняющий элемент 12, смонтированный на верхнем торце нижнего опорного фланца 9 и одновременно, воздействуя через звенья 20 на кулисы 17, переводит кулисные механизмы в рабочее положение, при котором верхний край уплотняющего элемента 11 прижмется к стенкам обсадной трубы 1 и под действием центробежной силы насоса 4 надежно перекроет зазор между обсадной трубой 1 и внешней боковой стенкой поплавка 10, а также зазор между внутренней боковой стенкой поплавка 10 и напорным трубопроводом 2, вследствие чего достижение динамического уровня воды в скважине будет сопровождаться ослаблением влияния на границу раздела сред атмосферного давления, что вызывает дополнительный приток воды из водоносного слоя в осадную трубу 1 скважины (фиг. 3). With a decrease in the water level in the casing 1, the float 10 is lowered onto the second sealing element 12 mounted on the upper end of the lower support flange 9 and, simultaneously, acting through the links 20 on the wings 17, transfers the rocker mechanisms to the operating position, in which the upper edge of the sealing element 11 pressed against the walls of the casing 1 and under the action of the centrifugal force of the pump 4 reliably closes the gap between the casing 1 and the outer side wall of the float 10, as well as the gap between the inner side wall of the float 10 and pressure pipeline 2, whereby the achievement of a dynamic water level in the well will be accompanied by a weakening of the atmospheric pressure on the interface, which causes an additional influx of water from the aquifer into the siege pipe 1 of the well (Fig. 3).

В момент выключения электродвигателя 6 в результате резкого повышения уровня воды в скважине происходит воздействующий на поплавок 10 гидроудар, за счет которого срабатывают запорные механизмы. При этом поплавком 10 кулисные механизмы возвращаются в исходное положение, при котором восстанавливаются указанные выше зазоры, обеспечивающие беспрепятственный подъем устройства из скважины (фиг. 2). At the time of shutdown of the electric motor 6 as a result of a sharp increase in the water level in the well, a hydraulic shock acting on the float 10 occurs, due to which the locking mechanisms are activated. In this case, the float mechanism 10 returns to its original position, in which the above clearances are restored, which ensure the unhindered lifting of the device from the well (Fig. 2).

Таким образом, воздействие разряженной воздушной среды на уплотняющий элемент, следствием которого является ненадежность уплотнения в прототипе, в предлагаемом устройстве является условием надежной работы приспособления гидроуплотнения. Thus, the effect of the discharged air on the sealing element, the result of which is the unreliability of the seal in the prototype, in the proposed device is a condition for the reliable operation of the hydraulic sealing device.

Источники информации:
1. Шабалин А.Ф. Эксплуатация промышленных водопроводов. - М.: Металлургия, 1972, с. 143.Sources of information:
1. Shabalin A.F. Operation of industrial plumbing. - M.: Metallurgy, 1972, p. 143.

2. Патент RU N 2083768. E 03 B 3/08, 1997. 2. Patent RU N 2083768. E 03 B 3/08, 1997.

Claims (1)

Устройство для подачи воды из скважины, содержащее размещенные в обсадной трубе напорный трубопровод, многосекционный насос с погружным электродвигателем и приспособление гидроуплотнения, установленное на напорном трубопроводе ниже статического уровня воды в скважине, отличающееся тем, что приспособление гидроуплотнения снабжено запорным механизмом и выполнено в виде верхнего и нижнего опорных фланцев напорного трубопровода, между которыми соосно с напорным трубопроводом размещен поплавок, на внешней боковой стенке поплавка смонтирован нижний край первого уплотняющего элемента, с верхним краем которого шарнирно связаны подвижные оси кулис кулисных механизмов, неподвижные оси кулис шарнирно связаны с верхним опорным фланцем, звенья кулисных механизмов жестко связаны с верхним торцом поплавка, на котором закреплены штоки запорных механизмов, размещенные с возможностью возвратно-поступательного смещения в вертикально ориентированных сквозных отверстиях верхнего опорного фланца, на штоках выполнено по одному углублению для шариков запорных механизмов, снабженных нажимными пружинами и по одному размещенных в горизонтально ориентированных отверстиях верхнего опорного
фланца, выполненных со стороны стенок обсадной трубы, а верхний торец нижнего опорного фланца, диаметр которого превышает внутренний диаметр поплавка, снабжен вторым уплотняющим элементом.A device for supplying water from a well, comprising a pressure pipe located in the casing, a multi-section pump with a submersible electric motor, and a hydraulic sealing device installed on the pressure pipe below the static water level in the well, characterized in that the hydraulic sealing device is equipped with a shut-off mechanism and is made in the form of an upper and bottom support flanges of the pressure pipe, between which a float is coaxial with the pressure pipe, on the outer side wall of the float the lower edge of the first sealing element, with the upper edge of which the movable axis of the linkage of the linkage mechanisms are pivotally connected, the fixed axis of the linkage of the linkage is pivotally connected to the upper support flange, the links of the linkage mechanism are rigidly connected to the upper end of the float, on which the rods of the locking mechanisms are mounted, which are reciprocally fixed - translational displacement in vertically oriented through holes of the upper supporting flange, on the rods one recess is made for the balls of locking mechanisms, equipped with pressure springs and one placed in the horizontally oriented holes of the upper support
a flange made from the side of the walls of the casing, and the upper end of the lower supporting flange, the diameter of which exceeds the inner diameter of the float, is equipped with a second sealing element.
RU97121411A 1997-12-26 1997-12-26 Device for water supply from well RU2135704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121411A RU2135704C1 (en) 1997-12-26 1997-12-26 Device for water supply from well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121411A RU2135704C1 (en) 1997-12-26 1997-12-26 Device for water supply from well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2135704C1 true RU2135704C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20200368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97121411A RU2135704C1 (en) 1997-12-26 1997-12-26 Device for water supply from well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2135704C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117622692A (en) * 2024-01-26 2024-03-01 山西沃能化工科技有限公司 Chemical industry is with empting leak protection chemical industry bucket

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шабалин А.Ф. Эксплуатация промышленных водопроводов. - М.: Металлургия, 1972, с. 143. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117622692A (en) * 2024-01-26 2024-03-01 山西沃能化工科技有限公司 Chemical industry is with empting leak protection chemical industry bucket
CN117622692B (en) * 2024-01-26 2024-04-26 山西沃能化工科技有限公司 Chemical industry is with empting leak protection chemical industry bucket

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070214780A1 (en) Submersible power plant
US1840257A (en) Self-priming pumping apparatus
WO2001096708A1 (en) Reciprocating windmill pumping system
US2661697A (en) Control system for oil well pumps
CN110285073A (en) High reliability immersible pump
KR20130073026A (en) The submersible pump furnished device of anti-vibration
RU2135704C1 (en) Device for water supply from well
US3526097A (en) Submergible apparatus
US3836285A (en) Water regulator and power governor
RU2134749C1 (en) Device for delivery water from well
RU2125140C1 (en) Device for delivering water from well
US4913629A (en) Wellpoint pumping system
RU2134750C1 (en) Device for delivering water from well
GB2340553A (en) Buoyant piston pumping system
RU2081998C1 (en) Method for releasing surplus pressure from intertube space in operating immersed electric pumps
KR100371949B1 (en) Floating water pumping device
RU2119017C1 (en) Water-intake device
RU2118427C1 (en) Device for delivering water from well
RU2124094C1 (en) Device for recovering water from well
RU2119016C1 (en) Water-intake device
US3075467A (en) Means for pumping liquids from gas producing wells
JPH0385400A (en) Vertical shaft pump
RU2097497C1 (en) Gear to supply water from well
RU2083768C1 (en) Water intake device
SU1661305A1 (en) Installation for raising water from well