RU55054U1 - BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION - Google Patents

BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION Download PDF

Info

Publication number
RU55054U1
RU55054U1 RU2005113525/22U RU2005113525U RU55054U1 RU 55054 U1 RU55054 U1 RU 55054U1 RU 2005113525/22 U RU2005113525/22 U RU 2005113525/22U RU 2005113525 U RU2005113525 U RU 2005113525U RU 55054 U1 RU55054 U1 RU 55054U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
installation
well
hydraulic ram
proposed
Prior art date
Application number
RU2005113525/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Елисеев
Светлана Францевна Елисеева
Original Assignee
Александр Дмитриевич Елисеев
Светлана Францевна Елисеева
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 Александр Дмитриевич Елисеев, Светлана Францевна Елисеева filed Critical Александр Дмитриевич Елисеев
Priority to RU2005113525/22U priority Critical patent/RU55054U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU55054U1 publication Critical patent/RU55054U1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области водоснабжения, в частности, применению кинетической энергии подающего водяного потока для осуществления подъема воды из скважины и может быть использована для водоснабжения изолированных потребителей в т.ч. сельскохозяйственного водоснабжения, орошения, пожаротушения и т.п. в местностях, в которых имеются необходимые для работы установки условия. Задачей создания полезной модели является разработка технического решения - гидротаранной установки, позволяющего использовать ее для подъема подземной воды. На фиг.1 представлена схема предлагаемой гидротаранной установки, а на фиг.2 - вариант установки в условиях пересеченной местности. Предлагаемая скважинная гидротаранная установка позволяет «поднимать» (транспортировать на дневную поверхность) подземную воду по каналу буровой скважины, пробуренной до поглощающей зоны без использования для этого какой либо энергии извне. В ней кинетическая энергия потока воды непосредственно преобразуется в полезную работу. Предлагаемая установка является энергосберегающей и экологически чистым водоподъемником.The utility model relates to the field of water supply, in particular, the use of kinetic energy of a supply water stream for lifting water from a well and can be used for water supply to isolated consumers, including agricultural water supply, irrigation, fire fighting, etc. in areas where there are conditions necessary for the operation of the installation. The task of creating a utility model is to develop a technical solution - a hydraulic ram installation, which allows it to be used for raising underground water. In Fig.1 presents a diagram of the proposed hydraulic ram installation, and Fig.2 is a variant of the installation in rough terrain. The proposed borehole hydraulic ram installation allows you to "raise" (transport to the surface) underground water through the channel of a borehole drilled to the absorption zone without using any external energy. In it, the kinetic energy of the water stream is directly converted into useful work. The proposed installation is an energy-saving and environmentally friendly water lift.

Description

Полезная модель относится к области водоснабжения, в частности, применению кинетической энергии подающего водяного потока для осуществления подъема воды из скважины и может быть использована для водоснабжения изолированных потребителей в т.ч. сельскохозяйственного водоснабжения, орошения, пожаротушения и т.п. в местностях, в которых имеются необходимые для работы установки условия.The utility model relates to the field of water supply, in particular, the use of kinetic energy of a supply water stream for lifting water from a well and can be used for water supply to isolated consumers, including agricultural water supply, irrigation, fire fighting, etc. in areas where there are conditions necessary for the operation of the installation.

Известны водовоздушные подъемники (эрлифт), применяемые в водоснабжении для подъема воды из глубинных скважин (Д.С.Циклаури "Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки". М. Изд-во литер, по строительству. 1970. - стр.46-80, [1]). Эрлифт включает в себя воздушную и водовоздушную подъемную трубы, форсунку, приемный резервуар, компрессор и ресивер. Эрлифты характеризуются простой конструкцией не имеющей двигающихся частей, легкостью изготовления, возможностью длительной эксплуатации без сложного ухода.Known water-air lifts (airlift) used in water supply for lifting water from deep wells (D.S. Tsiklauri "Hydraulics, agricultural water supply and hydraulic power plants." M. Publishing House of Letters, construction. 1970. - pp. 46-80 , [one]). Airlift includes air and water lift pipes, nozzle, receiving tank, compressor and receiver. Airlifts are characterized by a simple design that does not have moving parts, ease of manufacture, and the possibility of long-term operation without complicated maintenance.

Недостатком таких водоподъемников является необходимость применения электрической энергии на привод компрессора, его низкий КПД.The disadvantage of such a water lift is the need to use electric energy to drive the compressor, its low efficiency.

Известна энергосберегающая водоподъемная установка, принятая прототипом данного технического решения, использующая принцип гидравлического тарана (Кузьмин А.Е. Водоподъемники и гидравлические двигатели с энергосберегающим приводом. Изд. ИГУ, Иркутск, 2000, [2]).A well-known energy-saving water-lifting installation, adopted by the prototype of this technical solution, using the principle of a hydraulic ram (Kuzmin AE Water-lifts and hydraulic motors with an energy-saving drive. Publishing house of Irkutsk, 2000, [2]).

*) Для информации: *) For information:

В процессе эволюции гидротаранные установки получили свое развитие. Так был усовершенствован гидротаран [3] (патент Великобритании GB 197.824 кл. F 04 F 7/02, опубл. 24.05.23 г), который позволяет дополнительно приводить в движение активную турбину. Другие направления совершенствования гидротаранов связаны с разработкой и совершенствованием двухжидкостных таранов. Представляют интерес и гидротараны In the process of evolution, hydraulic rams have been developed. So hydrotaran was improved [3] (UK patent GB 197.824 class F 04 F 7/02, publ. 24.05.23 g), which allows you to additionally set in motion an active turbine. Other directions for improving rams are related to the development and improvement of two-fluid rams. Of interest are rams

выполняющие функции гидромеханического преобразователя (Авторское свидетельство СССР №918576, кл. F 04 F 7/02, опубл. 07.04.82. Бюл. №13, [4]).performing the functions of a hydromechanical converter (USSR Author's Certificate No. 918576, class F 04 F 7/02, publ. 07.04.82. Bull. No. 13, [4]).

Принцип работы гидротаранного устройства, принятого за прототип, основан на изменении давления в напорном трубопроводе в результате резкого изменения скорости движения жидкости (гидравлического удара). Водоподъемник гидротаранного типа содержит питательный резервуар, питательный трубопровод, ударный клапан, питательный клапан, воздушный клапан, напорный трубопровод. Вода, изливаясь из питательного резервуара по питательному трубопроводу через горловину ударного клапана, стекает в русло потока. При достижении определенной скорости под действием скоростного напора ударный клапан резко закрывается, отсекая поток воды. В тупиковом конце питательного трубопровода резко повышается давление (происходит гидравлический удар), под действием которого открывается нагнетательный клапан и вода поступает в воздушный колпак, сжимает воздух и далее в напорный трубопровод. После закрытия нагнетательного клапана (под действием веса) происходит понижение давления в тупиковой части питательного трубопровода с образованием разряжения (такт отражения). Ударный клапан открывается и цикл повторяется.The principle of operation of the ram device adopted as a prototype is based on a change in pressure in the pressure pipe as a result of a sharp change in the fluid velocity (water hammer). The hydraulic ram type lift comprises a feed tank, a feed pipe, a shock valve, a feed valve, an air valve, a pressure pipe. Water, pouring from the feed tank through the feed pipe through the neck of the shock valve, flows into the flow channel. When a certain speed is reached under the action of a high-speed pressure, the shock valve closes sharply, cutting off the flow of water. At the dead end of the feed pipe, pressure rises sharply (water hammer occurs), under the influence of which the discharge valve opens and water enters the air cap, compresses the air and then into the pressure pipe. After closing the discharge valve (under the influence of weight), the pressure decreases in the dead end of the feed pipe with the formation of a vacuum (reflection cycle). The shock valve opens and the cycle repeats.

Недостатком водоподъемника, принятого за прототип, являются ограниченные условия его применения - работает он только с использованием поверхностных источников воды, что не позволяет поднимать для последующего использования подземные воды, существование которых распространено.The disadvantage of the elevator adopted for the prototype is the limited conditions for its use - it works only with the use of surface water sources, which does not allow raising groundwater for subsequent use, the existence of which is common.

Задачей создания полезной модели является разработка технического решения - гидротаранной установки, позволяющего использовать ее для подъема подземной воды.The task of creating a utility model is to develop a technical solution - a hydraulic ram installation, which allows it to be used for raising underground water.

Поставленная задача достигается тем, что принятая за прототип водоподъемная установка, включающая источник воды, питательный трубопровод, установленный в нем ударный клапан, соединенный с ним посредством нагнетательного клапана воздушный колпак, с которым соединен напорный водоподъемный трубопровод, установлена в The task is achieved by the fact that the water-lifting installation adopted as a prototype, including a water source, a feed pipe, a shock valve installed in it, an air cap connected to it via a pressure valve, to which a pressure-lifting water pipe is connected, is installed in

горной выработке, например, буровой скважине "пересекающей" подземную водоносную зону и расположенную ниже нее поглощающую зону, при этом источником воды является подземная водоносная зона, воздушный колпак с напорной водоподъемной трубой установлен в скважине, причем верхний конец водоподъемной трубы расположен у устья скважины, а питательным трубопроводом является кольцевой канал, образованный стенками скважины или обсадной колонной и напорным водоподъемным трубопроводом с воздушным колпаком в интервале между водоносной зоной и зоной поглощения.mining, for example, a borehole "crossing" an underground aquifer and an absorption zone located below it, wherein the source of water is an underground aquifer, an air cap with a pressure head water pipe is installed in the well, the upper end of the water pipe being located at the wellhead, and the feed pipe is an annular channel formed by the walls of the borehole or casing and a pressure head water pipe with an air cap in the interval between the aquifer and hydrochloric absorption.

В условиях пересеченной местности зоной поглощения может быть дневная поверхность, до которой пробурена наклонно или направленно буровая скважина.In rough terrain, the absorption zone may be a day surface to which a borehole is drilled obliquely or directionally.

Для случая пересеченной местности с целью водоснабжения, скважина в пересечении с дневной поверхностью может быть соединена с системой водоснабжения расположенного ниже потребителя.For the case of rough terrain for the purpose of water supply, the well in intersection with the day surface can be connected to the water supply system of the downstream consumer.

Для достижения экологического, ресурсосберегающего эффектов, путем предупреждения водного истощения источников воды, а также понижения их уровня, предлагаемая скважинная гидротаранная установка может быть снабжена управляющим клапаном, например, включающим седло, устанавливаемое в скважине и опускаемый в нее на канате сердечник, взаимодействующий при перекрытии воды с седлом. Это позволяет перекрывать подачу воды в необходимых случаях, например, в перерывах ее использования.To achieve environmental, resource-saving effects, by preventing water depletion of water sources, as well as lowering their level, the proposed downhole hydraulic ram installation can be equipped with a control valve, for example, including a seat installed in the well and a core which is lowered into it by a cable, interacting when the water is shut off with a saddle. This allows you to shut off the water supply in necessary cases, for example, during breaks in its use.

Для обеспечения ресурсосбережения предлагаемая скважинная гидротаранная установка в нарушенных интервалах буровой скважины, в которых имеются условия "ухода" жидкости из скважины в окружающие породы при ее осевом движении, путем исключения такого "ухода", нарушенные интервалы скважины могут быть затампонированы. Для изоляции указанных интервалов используются известные в буровой практике технологические приемы, к которым следует отнести следующие: тампонирование зон нарушения с использованием тампонажных смесей, например, материалов на основе цементов, To ensure resource conservation, the proposed downhole hydraulic ram installation in violated intervals of the borehole, in which there are conditions for fluid to “escape” from the well to surrounding rocks during its axial movement, by eliminating such “withdrawal,” violated well intervals can be plugged. To isolate the indicated intervals, technological methods known in drilling practice are used, which include the following: plugging of disturbance zones using grouting mixtures, for example, materials based on cements,

синтетических материалов; «перекрытие» зон нарушения с использованием труб - металлических, керамических, синтетических (полимерных) и др.synthetic materials; "Overlapping" zones of violation using pipes - metal, ceramic, synthetic (polymer), etc.

На фиг.1 представлена схема предлагаемой гидротаранной установки, а на фиг.2 - вариант установки в условиях пересеченной местности. На фиг.1 и 2 введены следующие обозначения: 1 - скважина с обсадной колонной; 2 - водоносная зона; 3 - фильтр-емкость; 4 - перфорация в обсадной колоне; 4' - перфорация в фильтр-емкости; 5 - вода в фильтр-емкости; 6 - уровень воды в фильтр-емкости; 6' - питательный интервал; 7 - ударный клапан; 8 - упор; 9 - резиновый элемент ударного клапана; 10 - отводящий интервал скважины; 11 - поглощающая зона; 12 - нагнетательный клапан; 13 - воздушный колпак; 14 - штуцер - регулятор положения воздуха; 15 - напорный водоподъемный трубопровод; 16 - задвижка водоподъемного канала; 16' - задвижка отводящего канала; 17 - тросик подъема ударного клапана; 18 - шланг; 19 - источник воздуха; 20 - собственно гидротаран; 21 - рельеф горы; h - высота нагнетания воды; h1 - напор, под которым работает таран (протяженность питательного интервала); h2 - положение рабочего уровня при работе установки; Q - расход воды в питательном интервале; g - расход воды через водоподъемный трубопровод; Q1 - расход воды через отводящий канал.In Fig.1 presents a diagram of the proposed hydraulic ram installation, and Fig.2 is a variant of the installation in rough terrain. Figure 1 and 2 introduced the following notation: 1 - well with casing; 2 - aquifer; 3 - filter capacity; 4 - perforation in the casing; 4 '- perforation in the filter tank; 5 - water in the filter tank; 6 - water level in the filter tank; 6 'is the nutritional interval; 7 - shock valve; 8 - emphasis; 9 - rubber element of the shock valve; 10 - outlet interval of the well; 11 - absorbing zone; 12 - discharge valve; 13 - air cap; 14 - fitting - air position controller; 15 - pressure head pipeline; 16 - gate valve; 16 '- valve of the outlet channel; 17 - cable lift shock valve; 18 - a hose; 19 - air source; 20 - the actual ram; 21 - mountain topography; h - water injection height; h 1 - the pressure under which the ram works (the length of the nutrient interval); h 2 - the position of the operating level during installation; Q - water flow rate in the nutrient range; g is the flow rate of water through the water-lifting pipeline; Q 1 - water flow through the outlet channel.

Скважиной 1 перебурены водоносная зона 2 и нижерасположенная поглощающая зона 11. В интервале водоносной зоны установлена труба большего диаметра с перфорационными отверстиями 4' и фильтром снаружи из проволочной навивки. Труба меньшего диаметра 1 имеет также перфорационные отверстия 4. Вода из водоносной зоны 2 через фильтр и перфорационные отверстия 4' поступает в кольцевой канал, образованный трубами большего и меньшего диаметров, а через перфорационные отверстия 4 поступает в скважину. Уровень воды в скважине устанавливается на значении, соответствующем статическому уровню водоносной зоны, аналогичный уровень и в фильтр-емкости 6. На уступ скважины установлен упор 8, к которому подсоединен воздушный колпак 13 с напорным водоподъемным трубопроводом 15, верхний конец которого выведен до устья The aquifer zone 2 and the lower absorbing zone 11 were drilled by well 1. In the interval of the aquifer, a pipe of a larger diameter with perforation holes 4 'and a filter from the wire winding was installed outside. The pipe of smaller diameter 1 also has perforations 4. Water from the aquifer 2 through the filter and perforations 4 'enters the annular channel formed by pipes of larger and smaller diameters, and through the perforations 4 it enters the well. The water level in the well is set to a value corresponding to the static level of the aquifer, a similar level is also in the filter tank 6. A stop 8 is installed on the ledge of the well, to which an air cap 13 with a pressure head water pipe 15 is connected, the upper end of which is brought out to the mouth

скважины и снабжен задвижкой 16. В трубопроводе ниже воздушного колпака установлен нагнетельный клапан 12. Отводящий интервал скважины 10 выполнен меньшим диаметром в сравнении с обсадной колонкой 1. Упор 8 снабжен отверстиями. Клапан 7, сопрягающийся с упором 8 снабжен отверстиями, таким образом, что при сопряжении клапана 7 с упором 8 их отверстия не совпадают. Для наполнения воздушного колпака 13 воздухом и обеспечения необходимого его давления установка снабжена источником воздуха 19 со шлангом 18 и вентилем. В случае пересеченной местности (фиг.2) скважиной 1 перебурена водоносная зона 2 и она направленно (наклонно) пробурена до склона 21. К ней посредством задвижки 16' присоединена сеть водоснабжения нижерасположенного потребителя.wells and is equipped with a valve 16. In the pipeline below the air cap is installed a discharge valve 12. The outlet interval of the well 10 is made smaller in diameter compared to the casing 1. The stop 8 is provided with holes. The valve 7, mating with the stop 8 is provided with holes, so that when pairing the valve 7 with the stop 8, their holes do not match. To fill the air cap 13 with air and provide the necessary pressure, the installation is equipped with an air source 19 with a hose 18 and a valve. In the case of rough terrain (Fig. 2), the aquifer 2 is drilled by the well 1 and it is drilled directionally (obliquely) to the slope 21. A water supply network of the downstream consumer is connected to it by means of a valve 16 '.

Работает скважинная гидротаранная установка следующим образом. При открытом ударном клапане 7 в кольцевом канале скважины 6' устанавливается переток воды со скоростью ϑ (расход Q). Уровень воды в напорном водоподъемном трубопроводе 15 ниже уровня в фильтр-емкости 6 (и кольцевом канале скважины 6') на величину A downhole hydraulic ram installation is as follows. With the shock valve 7 open, a water flow is established in the annular channel of the borehole 6 'at a speed of ϑ (flow rate Q). The water level in the pressure head pipe 15 is lower than the level in the filter tank 6 (and the annular channel of the well 6 ') by

где, ρ - плотность воды, ;where, ρ is the density of water, ;

υ - скорость воды в кольцевом канале скважины, .υ is the water velocity in the annular channel of the well, .

При закрывании ударного клапана 7 под действием скоростного напора воды, происходит гидравлический удар и давление воды в надклапанном пространстве резко повышается. Если ударный клапан 7 перекрывается быстро (время его перекрытия меньше , где h1 - протяженность питательного интервала кольцевого канала скважины, м; u - скорость звука в воде, ), давление повышается на величину ρ·u·υ. Это позволяет оценить на какую величину h2 может подняться уровень воды в напорном водоподъемном трубопроводе 15.When closing the shock valve 7 under the action of high-speed water pressure, a hydraulic shock occurs and the water pressure in the supravalve space rises sharply. If the shock valve 7 closes quickly (time to shut off is less where h 1 - the length of the nutrient interval of the annular channel of the well, m; u is the speed of sound in water, ), the pressure rises by ρ · u · υ. This allows you to assess how much h 2 can rise in the water level in the pressure head pipe 15.

ρ·u·υ=ρ·g·h2, откуда ρ · u · υ = ρ · g · h 2 , whence

Расход воды у водоносной зоны в кольцевом канале складывается согласно следующему выражению:The water flow at the aquifer in the annular channel is added according to the following expression:

Q=Q1+gQ = Q 1 + g

Мощность потока Q·h1 используется в таране на подъем жидкости по напорному водоподъемному трубопроводу 15 с расходом g на высоту h2. При этом уравнение баланса мощности гидротаранной установки имеет следующий вид:The flow rate Q · h 1 is used in the ram to lift the liquid through the pressure head water pipe 15 with a flow rate g to a height of h 2 . In this case, the power balance equation of the ram unit has the following form:

Q·H=g·h2 Q · H = g · h 2

Выражение для определения энергетического КПД предлагаемой гидротаранной установки имеет следующий вид:The expression for determining the energy efficiency of the proposed hydraulic ram installation is as follows:

Высота нагнетания h2 изменяется в пределах (5-10)Н при h1=1÷10 м. Следовательно, в практических условиях наибольшая высота нагнетания предлагаемой установки может достичь 100 м.The discharge height h 2 varies within (5-10) N at h 1 = 1 ÷ 10 m. Therefore, in practical conditions, the maximum discharge height of the proposed installation can reach 100 m.

Энергетический КПД установки зависит от отношения h2/h1 и составляет:The energy efficiency of the installation depends on the ratio h 2 / h 1 and is:

от η=0,85 при h2/h1=2,from η = 0.85 for h 2 / h 1 = 2,

до η=0,45÷0,4 при h2/h1=10up to η = 0.45 ÷ 0.4 for h 2 / h 1 = 10

В зависимости от размеров скважины, напорного водоподъемного трубопровода и соотношения h2/h1, подача тарана изменяется от g=0,07·Q (при больших h2/h1), до g=0,04·Q (при малых h2/h1).Depending on the size of the well, pressure head water pipeline and the ratio h 2 / h 1 , the supply of rams varies from g = 0.07 · Q (for large h 2 / h 1 ), to g = 0.04 · Q (for small h 2 / h 1 ).

Открывание ударного клапана происходит в момент такта отражается (образования разряжения в надклапанном пространстве). Для повышения надежности открывания ударного клапана, плотность материала из которого он изготовлен должна быть меньше плотности воды.The opening of the shock valve occurs at the time of the beat is reflected (the formation of vacuum in nadklapannym space). To increase the reliability of opening the shock valve, the density of the material from which it is made should be less than the density of water.

В конкретном примере для осуществления предлагаемой гидротаранной установки пробурена скважина 1 основным диаметром бурения равным 108 мм. В процессе бурения скважиной перебурена водоносная зона 2, границы которой, определенные методом скважинной расходометрии, находятся в интервале 72,0-78,0 м. Дебит водоносной зоны составляет 0,11 , статический уровень воды водоносной зоны составляет Нc=70 м.In a specific example, to implement the proposed hydraulic ram installation, well 1 was drilled with a main drilling diameter of 108 mm. In the process of drilling a well, an aquifer 2 was drilled, the boundaries of which, determined by the method of downhole flow metering, are in the interval 72.0-78.0 m. The flow rate of the aquifer is 0.11 , the static water level of the aquifer is H c = 70 m.

После перебуривания водоносной зоны скважина пробурена далее основным диаметром бурения до зоны поглощения, которая находится в интервале 102,0-103,0 м представлена трещиноватыми породами. В результате перебуривания поглощающей зоны в скважине устанавливается переток из водоносной зоны в поглощающую зону при полном поглощении воды.After drilling the aquifer, the well is drilled further with the main drilling diameter to the absorption zone, which is in the range of 102.0-103.0 m and is represented by fractured rocks. As a result of drilling the absorption zone in the well, an overflow is established from the aquifer to the absorption zone with complete absorption of water.

В последующем скважина оборудована, согласно вышеприведенного описания ее устройства, в частности, рабочий интервал скважины на интервале Н разбурен большим диаметром и в него установлена обсадная труба ⌀146 мм 1, перфорированная в интервале зоны поглощения 4' и на которой установлен фильтр в виде проволочной навивки. В нижней части обсадной трубы 4 основного диаметра бурения установлен упор 8, которым обсадная труба основного диаметра бурения упирается в выступ в скважине. Величина Н составляет 100 м. В упоре выполнены отверстия для истечения жидкости в отводящий интервал скважины 10 и далее в зону поглощения 11, с ней соединен напорный водоподъемный трубопровод 15 ⌀63 мм с элементами его канала. Этими элементами являются воздушный колпак 13, в нижней части которого установлен нагнетательный клапан 12, а в верхней части у устья - задвижка водоподъемного канала 16. Воздушный колпак 13 снабжен штуцером 14, к которому подключен шланг 18 с задвижкой 16', соединенный с источником сжатого воздуха 19.Subsequently, the well is equipped, according to the above description of its structure, in particular, the working interval of the well in the interval H is drilled with a large diameter and a casing pipe ⌀146 mm 1 is installed in it, perforated in the interval of the absorption zone 4 'and on which a filter in the form of a wire winding is installed . In the lower part of the casing 4 of the main drilling diameter, an abutment 8 is installed, with which the casing of the main drilling diameter abuts against a protrusion in the well. The value of H is 100 m. In the stopper, holes were made for fluid to flow into the outlet interval of the well 10 and then to the absorption zone 11, and a pressure-lifting pipe 15 ⌀ 63 mm connected to it with elements of its channel. These elements are an air cap 13, in the lower part of which a discharge valve 12 is installed, and in the upper part at the mouth there is a valve of the water-lifting channel 16. The air cap 13 is equipped with a fitting 14 to which a hose 18 with a valve 16 'connected to a source of compressed air is connected 19.

После подъема посредством тросика 17 ударного клапана и его отпускания скважинная гидротаранная установка запущена в работу. Динамический уровень воды в After lifting through the cable 17 of the shock valve and releasing it, the downhole hydraulic ram installation is put into operation. Dynamic water level in

скважине при работе скважинной гидротаранной установки установился на отметке 70,0 м (h2=70 м).the well during operation of the downhole hydraulic ram was installed at around 70.0 m (h 2 = 70 m).

Учитывая то, что h2=70 м можно определить значение h1, которое определяется следующим соотношением: h1=Н-h2 или h1=100 м -70 м =30 м. Таким образом основные конструкционные элементы скважинной гидротаранной установки составляют:Given the fact that h 2 = 70 m, it is possible to determine the value of h 1 , which is determined by the following relation: h 1 = H-h 2 or h 1 = 100 m -70 m = 30 m. Thus, the main structural elements of a downhole hydraulic ram installation are:

h1=30 м, h2=70 м, Н=100 м.h 1 = 30 m, h 2 = 70 m, N = 100 m.

При этом в период открытого состояния клапана 7, в кольцевом канале скважины 6' устанавливается переток воды со скоростью , где Sкол - площадь кольцевого канала на рабочем интервале скважины, м2. При закрывании ударного клапана 7 под действием скоростного напора воды, происходит гидравлический удар и давление воды в надклапанном пространстве повышается и жидкость в напорном трубопроводе поднимается.At the same time, during the open state of the valve 7, in the annular channel of the well 6 ', a water flow is established where S count - the area of the annular channel on the working interval of the well, m 2 . When closing the shock valve 7 under the action of high-speed water pressure, a hydraulic shock occurs and the water pressure in the supravalve space rises and the liquid in the pressure pipe rises.

Исходя из основных соотношений работы гидротаранной установки, при энергетический КПД при , η=0,85. При этом подача может быть определена из отношения: g=0,07Q или g=0,07·0,07·0,11 м3/с =7,7·10-3 м3/c. Указанное значение подачи на практике подтверждено.Based on the main relations of the operation of the hydrotamper unit, with energy efficiency at , η = 0.85. In this case, the supply can be determined from the ratio: g = 0.07 Q or g = 0.07 · 0.07 · 0.11 m 3 / s = 7.7 · 10 -3 m 3 / s. The indicated feed value is confirmed in practice.

Известно, что полезная модель должна быть новой и промышленно применимой. Промышленная применимость ее (по аналогии с прототипом) очевидна. Относительно соответствия предлагаемого решения новому техническому уровню, - по нашему мнению, включенный в отличительную часть формулы полезной модели признак «... скважинная гидротаранная установка установлена в буровой скважине, «пересекающей» подземную водоносную зону и расположенную ниже нее поглощающую зону, при этом источником воды является подземная водоносная зона и далее по тексту ...», а также п.п.2, 3, 4, 5 Формулы не являются очевидными для специалиста средней квалификации геологоразведочного профиля (гидрогеолога, геолога, буровика). С учетом этого, по нашему It is known that a utility model must be new and industrially applicable. Its industrial applicability (by analogy with the prototype) is obvious. Regarding the correspondence of the proposed solution to a new technical level, - in our opinion, the sign “... a downhole hydraulic ram is installed in the distinctive part of the utility model formula” is installed in a borehole that “crosses” an underground aquifer and an absorption zone located below it, with a water source is an underground aquifer and hereinafter ... ", as well as items 2, 3, 4, 5 The formulas are not obvious to a specialist of average qualification in geological exploration profile (hydrogeologist, geologist, bu rovik). Given this, in our opinion

мнению, предлагаемая скважинная гидротаранная установка, отвечает и критерию новый технический уровень.In the opinion, the proposed downhole hydraulic ram installation also meets the criterion of a new technical level.

В случае пересеченной местности (фиг.2) предлагаемая скважинная гидротаранная установка поднимает воду на дневную поверхность, которая отпускается потребителям с использованием задвижки 16, а часть воды поступающей в отводящий интервал скважины посредством вентиля 16' отпускается потребителям воды, расположенным ниже пересечения скважины с дневной поверхностью (в случае ее сооружения в пересеченной местности). При этом напор, определенный положением динамического уровня в отводящем интервале скважины, и расположением потребителя является энергетическим побудителем движения воды, чем дополняется эффект энерго- и водосбережения предлагаемой установки. Следует отметить, что в случае пересеченной местности с использованием предлагаемой установки, при необходимости, может быть организовано водоснабжение только через отводящий интервал скважины (без подъема собственно гидротарана) для этого посредством тросика 17 ударный клапан 7 приподнимается и удерживается.In the case of rough terrain (figure 2), the proposed downhole hydraulic ram raises water to the day surface, which is discharged to consumers using a valve 16, and part of the water entering the outlet interval of the well through a valve 16 'is discharged to water consumers located below the intersection of the well with the day surface (in the case of its construction in rough terrain). Moreover, the pressure determined by the position of the dynamic level in the outlet interval of the well, and the location of the consumer is the energetic stimulator of water movement, which complements the effect of energy and water conservation of the proposed installation. It should be noted that in the case of rough terrain using the proposed installation, if necessary, water supply can be organized only through the outlet interval of the well (without lifting the ram itself) for this, by means of the cable 17, the shock valve 7 is lifted and held.

Из изложенного видно, что для работы скважиной гидротаранной установки не требуется дополнительных внешних источников энергии (электроэнергии, тепловой энергии и т.п.). В ней кинетическая энергия потока воды непосредственно преобразуется в полезную работу. Таким образом, предлагаемая установка является энергосберегающей и экологически чистым водоподъемником.It can be seen from the foregoing that for operation of a well of a hydraulic ram device, additional external energy sources (electric power, thermal energy, etc.) are not required. In it, the kinetic energy of the water stream is directly converted into useful work. Thus, the proposed installation is an energy-saving and environmentally friendly water lift.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕSOURCES OF INFORMATION TAKEN INTO ACCOUNT

1. Циклаури Д.С. "Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки". М., Изд-во литературы по строительству, 1970 г.1. Tsiklauri D.S. "Hydraulics, agricultural water supply and hydraulic power plants." M., Publishing House of Construction Literature, 1970

2. Кузьмин А.Е. Водоподъемники и гидравлические двигатели с энергосберегающим приводом. Изд. ИГУ, Иркутск, 2000 - прототип.2. Kuzmin A.E. Water lifts and hydraulic motors with energy-efficient drive. Ed. ISU, Irkutsk, 2000 - prototype.

3. Балтзерсен В.Д. Усовершенствование гидравлических таранов. Патент Великобритании GB 197.824, кл. F 04 F 7/02. опубл. 24.05.23 г.3. Baltzersen V.D. Improvement of hydraulic rams. GB Patent GB 197.824, cl. F 04 F 7/02. publ. 05.24.23 g.

4. Сюзюмов Е.А. Унукович В.П. Гидротаран. Авт. свид. СССР №918576, кл. F 04 F 7/02, опубл. 07.04.82 г. Бюл. №13.4. Suzyumov EA Unukovich V.P. Gidrotaran. Auth. testimonial. USSR No. 918576, class F 04 F 7/02, publ. 04/07/82, bull. No. 13.

Claims (4)

1. Скважинная гидротаранная установка, включающая источник воды, питательный трубопровод, установленный в нем ударный клапан, соединенный с ним посредством питательного канала, воздушный колпак, с которым соединен напорный водоподъемный трубопровод, отличающаяся тем, что она установлена в горной выработке, например, буровой скважине, пересекающей подземную водоносную зону и расположенную ниже него поглощающего зону, при этом источником воды является подземная водоносная зона, воздушный колпак с напорной водоподъемной трубой установлен в скважине, причем верхний конец водоподъемной трубы расположен у устья скважины, а питательным трубопроводом является кольцевой канал, образованный стенками скважины или обсадной колонной и напорным водоподъемным трубопроводом с воздушным колпаком в интервале между водоносной зоной и зоной поглощения.1. A downhole hydraulic ram installation, including a water source, a feed pipe, a shock valve installed therein, connected to it via a feed channel, an air cap to which a pressure head water pipe is connected, characterized in that it is installed in a mine, for example, a borehole crossing the underground aquifer and the absorption zone below it, while the source of water is the underground aquifer, an air cap with a pressure head pipe installed n in the well, the upper end of the riser being located at the wellhead, and the feed pipe is an annular channel formed by the walls of the well or casing and a pressure head riser with an air cap in the interval between the aquifer and the absorption zone. 2. Скважинная гидротаранная установка по п.1, отличающаяся тем, что в пересеченной местности зоной поглощения является дневная поверхность, до которой пробурена наклонно или направленно буровая скважина.2. The downhole hydraulic ram installation according to claim 1, characterized in that in rough terrain the absorption zone is a day surface to which a borehole is drilled obliquely or directionally. 3. Скважинная гидротаранная установка по п.1, отличающаяся тем, что скважина в пересечении с дневной поверхностью соединена с системой водопотребления, например, расположенного ниже потребителя.3. The downhole hydraulic ram installation according to claim 1, characterized in that the well at the intersection with the day surface is connected to a water consumption system, for example, located below the consumer. 4. Скважинная гидротаранная установка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что она снабжена управляемым клапаном, установленным в скважине.
Figure 00000001
4. The downhole hydraulic ram installation according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that it is equipped with a controllable valve installed in the well.
Figure 00000001
RU2005113525/22U 2005-05-03 2005-05-03 BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION RU55054U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113525/22U RU55054U1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113525/22U RU55054U1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU55054U1 true RU55054U1 (en) 2006-07-27

Family

ID=37058550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005113525/22U RU55054U1 (en) 2005-05-03 2005-05-03 BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU55054U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186474U1 (en) * 2018-08-28 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Hydraulic Ram Well Pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186474U1 (en) * 2018-08-28 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Hydraulic Ram Well Pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103306643B (en) A kind of water drainage gas production device and method
CN207260136U (en) Ultra-deep bored pile borehole cleaning system
CN103883304B (en) A kind of gasifying underground coal method building gasification furnace passage
CN207348834U (en) One kind extracts and the compound gas production system of foaming water discharge
CN110608005B (en) Gas lift reverse circulation drilling system and automatic control method
CN101368477B (en) Oil-water interface inspection and control method
CN107780888A (en) Gas hydrates pilot production analogue means and method
RU55054U1 (en) BOTTOM HYDRAULIC INSTALLATION
CN102817594B (en) Horizontal well water pumping gas production method and device
CN207004498U (en) Infinite stages switching sliding sleeve fracturing tool
CN104929565A (en) Double-layered grouting guide pipe
RU2347113C1 (en) Water supply well
CN204805177U (en) Novel immersible pump filters protective bracket
CN202900204U (en) Downhole throttle device for coiled tubing
RU2666845C1 (en) Impulsive hydraulic fracturing method
CN206554888U (en) Pump assembly extracting device of oil is sprayed in the direct circulation of single tube post in oil pipe
CN108677894A (en) It is a kind of to utilize pipeline type karstic ground water electricity generation system and design method
CN201835785U (en) Oil-water well device capable of automatically controlling pressure relief and liquid discharge as well as pumping discharged liquid to production pipeline
CN104929564A (en) High-pressure water hole grouting and feeding device
CN201158823Y (en) Recoverable impact drill steel pipe downcast well
CN204591208U (en) A kind of double-deck grouting pipe
CN107975355A (en) A kind of foam and plunger lift combined water drain gas production method and device
RU96167U1 (en) WELL WASHING DEVICE
CN209457907U (en) A kind of intelligence rotation shake twin-stage unblocking and injection increasing oil extraction device
CN202483855U (en) Sand control device for oil well pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090504