Використання: при водопостачанні і може бути застосовано при забезпеченні господарської та питною водою окремих сільських будинків. Забезпечує можливість видобутку води зі свердловин з низьким дебітом при малих потребах. Суть винаходу: за способом вакуум створюють насосом, що всмоктує орган якого розташований в нижній частині свердловини і герметично повідомлений об'ємної проточною частиною з поверхнею, що межує з грунтом, пори якого заповнені водою. Відкачують воду з об'ємною проточної частини. При видобутку води зі свердловин з низьким дебітом і малих потребах в воді відкачування обмежують шляхом зміни середньої продуктивності насоса до величини дебіту свердловини. На стадії надходження з водою газу через всмоктуючий орган відкачування переривають. Вплив вакууму на грунт зберігають. Зворотне надходження відкачаної води на час перерви запобігають. Відкачування відновлюють після підходу до всмоктуючого органу мінімально необхідної для пуску порції води. Потім повторний короткочасний режим роботи насоса продовжують. При цьому оперують тривалістю роботи насоса.
Винахід відноситься до водопостачання і може бути використано для забезпечення господарської та питною водою окремих сільських будинків.
Відомий спосіб видобутку води зі свердловин із застосуванням вакууму, який полягає в тому, що вакуум створюють насосом, що всмоктує орган якого розташований в нижній частині свердловини і герметично повідомлений об'ємної проточною частиною з поверхнею, що межує з грунтом, пори якого заповнені водою, шляхом відкачування води з об'ємною проточної частини (1).
Такий спосіб не може бути ефективно застосований для великого контингенту володарів індивідуальних сільських будинків, потреба яких у воді з урахуванням поливу, лазні та ін. Не перевищує 1000 літрів на добу або 12 мілілітрів в секунду. У багатьох місцях розташування сільських будинків такий дебіт можуть забезпечити свердловини глибиною до 15 метрів, навіть в глинистих ґрунтах, при видобутку із застосуванням вакууму.
Відомий спосіб може бути ефективно реалізований тільки при дебіту в десятки разів більших зазначеного вище, так як мінімальна продуктивність заглибних насосів, переважно відцентрових, не менше 300 мілілітрів в секунду. У цьому випадку насос протягом 200-300 секунд відкачує всю воду з об'ємною проточної частини і оголюється від води максимальна площа впливу вакууму на грунт. Тоді під впливом вакууму вода, пов'язана капілярними силами з грунтом, переганяється і з неї виділяється розчинений в ній газ. Ці возгони і газ, виділяючись, виривають з грунту крапельну воду, яка надходить через проточну частину до всмоктуючого органу насоса, але в суміші з переважанням за обсягом возгонов і газу. Однак насоси, які застосовуються для роботи в погружном виконанні, як правило, непрацездатні при переважанні в воді газової фракції, а ті насоси, які працездатні, малоефективні, тобто працюють з непомірно великими витратами енергії і ресурсу видобувного обладнання на одиницю видобутої води.
Технічним результатом винаходу є забезпечення можливості ефективної видобутку води зі свердловин з вельми низьким дебітом при відповідно малих потребах, наприклад, для водопостачання індивідуальних сільських будинків.
Необхідний технічний результат досягається тим, що в способі видобутку води зі свердловин із застосуванням вакууму, який полягає в тому, що вакуум створюють насосом, що всмоктує орган якого розташований в нижній частині свердловини і герметично повідомлений об'ємної проточною частиною з поверхнею, що межує з грунтом, пори якого заповнені водою, шляхом відкачування води з об'ємною проточної частини, відповідно до винаходу при видобутку води зі свердловин з низьким дебітом і малих потребах в воді відкачування обмежують шляхом зміни середньої продуктивності н соса до величини дебіту свердловини, для чого на стадії надходження з водою газу через всмоктуючий орган відкачування переривають, вплив вакууму на грунт зберігають, а зворотне надходження відкачаної води на час перерви запобігають, при цьому відкачування відновлюють після підходу до всмоктуючого органу мінімально необхідної для пуску порції води, потім повторний короткочасний режим роботи насоса продовжують, оперуючи тривалістю його роботи.
Істота способу видобутку води зі свердловини із застосуванням вакууму полягає в тому, що вакуум створюють насосом, що всмоктує орган якого розташований в нижній частині свердловини і герметично повідомлений об'ємної проточною частиною (що включає нижню частину обсадної труби відокремленою від верхньої частини герметичним пакером, сітчастий фільтр і гравійну обсипання зовнішньої частини цього фільтра і прилеглої до нього нижній частині обсадної труби) з поверхнею, що межує з грунтом, пори якого заповнені водою, шляхом відкачування води з обсягу проточної частини. Як тільки разом з водою через всмоктувальну частину насоса буде надходити газ, відкачування переривають. При цьому надходження газу через всмоктувальну частину насоса визначають відомими методами або приладами, наприклад, спрацьовуванням спускного повітряного клапана або зміною параметрів роботи насоса і ін. На час перерви в відкачці запобігають можливість зворотного надходження відкочений середовища. Таким чином, вплив вакууму на грунт зберігають і інтенсивне вилучення води з грунту триває і вода накопичується внизу обсягу проточної частини.
Через деякий час, достатній для того, щоб вододобивающее обладнання повернулося в передстартовий стан, а до всмоктуючої частини підійшла мінімально необхідна для пуску порція води, відкачування відновлюють і знову переривають при черговому надходженні газу в усмоктувальний орган насоса. Далі продовжують роботу в такому повторно-короткочасному сталому режимі.
В цьому режимі поверхню грунту, що знаходиться під впливом вакууму, максимальна, а також глибина вакууму гранична, і вакуум підтримують безперервно. Тому і видобуток води буде максимальна при оптимальних витратах енергії і ресурсу видобувного обладнання на одиницю видобутої води, оскільки під час перерви споживання немає. Якщо не потрібна максимальна видобуток води, то час перерви відкачування можна збільшити. В цьому випадку видобуток води зменшиться, так як зменшаться поверхню, яка перебуває під впливом вакууму, і глибина його за рахунок більшої частки витіснення обсягу накопиченням води в низу проточної частини. Витрати енергії і ресурсу видобувного обладнання на одиницю видобутої води в цьому випадку буде трохи менше, оскільки менше потрібно енергії на відкачування одиниці видобутої води.
Даний спосіб видобутку води зі свердловин із застосуванням вакууму реалізований для цілорічного водопостачання питної та господарської водою сільського будинку при замовленої потреби 200 літрів на добу (для раковини на кухні і ванни).
Свердловина виконана поруч з будинком в глинистому ґрунті глибиною 14 метрів. У обсадної трубі на дні свердловини герметично щодо верхньої частини труби встановлений струменевий насос всмоктувально-нагнітальної дії, усмоктувальна частина якого забезпечена зворотним клапаном і повідомлена через сітчастий фільтр і гравійну обсипання зовні обсадної труби з поверхнею, що межує з грунтом - щільною мокрою глиною. Обсадна труба заведена в підвал будинку і там встановлено серійний відцентровий насос, вхід і вихід якого з'єднані зі струменевим насосом в свердловині. Вихід струминного насоса приєднаний до входу відцентрового насоса через роздільник газу і води, який має сигналізатор наявності газу, а також повідомлення з накопичувальним і витратним баком на горищі будинку ємністю 200 літрів.
Дані установки:
Максимальна продуктивність - 500 літрів на добу
Час роботи насоса в циклі - 4 хвилини
Час зупинки в циклі - 30 хвилин
Потужність відцентрового насоса - 0,6 кВт
Витрата електроенергії на 1000 літрів видобутої води - до 3,4 кВт / год
При пуску в експлуатацію підтримку співвідношення часу роботи насоса і його зупинки автоматизовано, а час зупинки насоса в циклі збільшено.
Таким чином, вирішена задача забезпечення можливості ефективної видобутку води з неглибоких свердловин з вельми низьким дебітом і при відповідно малих потребах, наприклад, для водопостачання індивідуальних сільських будинків при використанні широко поширеного вододобивающего обладнання.
Джерело інформації:
SU 1488408 А1, 23.06.89.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб видобутку води зі свердловин із застосуванням вакууму, який полягає в тому, що вакуум створюють насосом, що всмоктує орган якого розташований в нижній частині свердловини і герметично повідомлений об'ємної проточною частиною з поверхнею, що межує з грунтом, пори якого заповнені водою, шляхом відкачування води з об'ємною проточною частини, що відрізняється тим, що при видобутку води зі свердловин з низьким дебітом і малих потребах в воді відкачування обмежують шляхом зміни середньої продуктивності насоса до величини дебіту свердловини, для чого на стадії посту лення з водою газу через всмоктуючий орган відкачування переривають, вплив вакууму на грунт зберігають, а зворотне надходження відкачаної води на час перерви запобігають, при цьому відкачування відновлюють після підходу до всмоктуючого органу мінімально необхідної для пуску порції води, потім повторний короткочасний режим роботи насоса продовжують, оперуючи тривалістю його роботи.