Устройство для откачки воды из скважины

 

Изобретение относится к добыче воды из скважины, колодца, для ее поднятия на поверхность. Верхняя наружная часть корпуса 5 устройства выполнена в виде шароэллипсоида с конусным наконечником 26 и кольцевой проточкой под шароэллипсоидом. Устройство работает в стабильном режиме, удешевляется стоимость эксплуатации объекта. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к добыче воды из скважины питьевого водоснабжения с использованием насосов для подъема жидкостей из буровых скважин.

Известно устройство для подъема воды из скважин, содержащее корпус устройства с вибродвигателем, расположенным в верхней части устройства, и смещенным каналом подачи воды от вертикальной оси устройства (Кашенов Л.Я. Механизация водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ. М.: Колос, 1976, с. 181).

Однако такое устройство не позволяет увеличить срок службы самого устройства и удешевить стоимость эксплуатации объекта питьевого водоснабжения из-за низкого срока службы и невозможности его извлечения из скважины с использованием известных ловильных инструментов при обрыве насоса в скважине.

Известно также устройство для подъема воды из шахтных колодцев плавающего типа, содержащий двойной корпус с вибродвигателем, расположенным в верхней части устройства с выведенным каналом подачи воды на вертикальную ось устройства (там же, с. 179).

Недостатком этого устройства является увеличение металлоемкости и наружного диаметра устройства за счет установки двойного корпуса, а это не позволяет увеличить срок службы самого устройства и удешевить эксплуатацию объекта питьевого водоснабжения из-за низкого срока службы и невозможности его извлечения из скважины с использованием известных ловильных инструментов при обрыве устройства в скважине.

Из патентной литературы также известно устройство для откачки воды из скважины, содержащее корпус с всасывающим клапаном, установленным в верхней плоскости, поршень и вибратор, включающий амортизатор, диафрагму и электромагнит с ярмом, катушками и якорем, связанным с поршнем, центральный отвод для подачи перекачиваемой жидкости, кабель для подвода электроэнергии, при этом вибратор распложен в нижней части корпуса. Данное устройство принято в качестве ближайшего аналога.

Недостатком данного устройства является то, что всасывающий клапан расположен по плоскости над нагнетательным поршнем и по одной вертикальной оси, и входные отверстия всасывающего клапана располагаются сверху на ровной поверхности, а также не имеет кольцевой проточки для захвата ловушкой.

Выполненное расположение входных отверстий всасывающего клапана приводит к их заиливанию или запесочиванию при эксплуатации их в скважине.

Технической задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков, что достигается в устройстве для откачки воды из скважины, содержащем всасывающий клапан, установленный в цилиндрической части корпуса с отверстиями, вибратор, нагнетательную камеру с поршнем, включающим шток, а также амортизатор, якорь и ярмо, связанные штоком с поршнем, выполнением верхней наружной части корпуса в виде шароэллипсоида с конусным наконечником и кольцевой проточкой под шароэлипсоидом.

Кроме того, внутренняя полость камеры нагнетания выполнена в виде шароэллипсоида, переходящей в пустотелый конусообразующий рассоединяющийся насадок, при этом в шароэллипсоидной камере расположен поршень.

Кроме того, наружный корпус шароэллипсоида выполнен по размеру меньше цилиндрической части корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство для откачки воды из скважины; на фиг. 2 - устройство, подвешенное в скважине; на фиг. 3 - извлечение устройства из скважины.

Устройство содержит болт клапана 1, подвешивающий клапан 2 к корпусу устройства 5, соединенного болтами 28 с вибратором 8, пропущенными через амортизатор 18 и создающими герметичность корпуса устройства 5 с корпусом вибратора 8, в котором размещены катушки магнита 9, одетые на ярмо 10, с выводом кабеля 13 через уплотняющую гайку 14 и амортизатор 18 с заливкой заливочным конпаудом 15. В корпусе устройства 5 расположен шток 6, нижний конец которого пропущен через амортизатор 18 с установленными на нем регулировочными шайбами 17 и якорем 16. Верхний конец штока 6 пропущен через уплотнительную гайку 19 и диафрагму 21, расположенную в стакане 20 с упорной шайбой 4, имеющей окна проходные 25 и расположенной в шароэлипсоидной камере нагнетания 27, переходящей в конусообразующий наконечник 26. На конце штока 6 закреплен гайкой 3 поршень 23. Подвешенный к корпусу устройства 5 клапан 2 перекрывает всасывающие отверстия 24 в корпусе устройства 5. По наружной форме верхняя часть устройства выполнена в виде конусного наконечника 26 (фиг. 1), далее конусный наконечник 26 переходит в разделяющуюся шароэллипсоидную форму, затем идет кольцевая проточка под шароэллипсоидной камерой нагнетания 27, а далее идет торцевая конусная поверхность, на которой расположены всасывающие отверстия 24 и которая переходит в цилиндрическую часть устройства.

Для подвешивания устройства в скважине 1 (фиг. 2) на корпусе 5 сделаны отверстия крепления троса 12 (фиг. 1) и на конец конусообразующего наконечника 26 одевается водоподъемный шланг 11, во внутрь которого по каналу 7 подается вода работающего устройства после включения кабеля 13 в электросеть.

Устройство, смонтированное ниже статического уровня в скважину 1 (фиг. 2), работает следующим образом: при включении кабеля 13 (фиг. 2) в электросеть напряжение подается на катушки магнита 9 и ярмо 10 (фиг. 1), намагничиваясь, притягивает к себе якорь 16 со штоком 6, на верхнем конце которого закреплен поршень 23 гайкой 3, двигаясь вниз, передает давление через находящуюся воду на подвешенный клапан 2, плотно прижимает его к корпусу устройства 5, перекрывая всасывающие отверстия 24 в корпусе 5. Вода, находящаяся под плоскостью поршня 23 и внутренней полостью шароэллипсидной камеры нагнетания 27, выталкивается в конусообразующий наконечник 26.

При смене синусоиды переменного тока магнит 9 размагничивается и ярмо 16 (фиг. 1) за счет упругого сжатия амортизатора 18 перемещает шток 6 с поршнем 23 вверх в исходное положение, открывая зазор между стенкой шароэллипсоидной камеры нагнетания 27, клапан 2 отходит от корпуса 5, открывая всасывающие отверстия 24, и вода всасывается в цилиндрическую часть корпуса 5, проходит через проходные окна 25 упорной шайбы 4, попадая под поршень 23 и внутреннюю полость шароэллипсоидной камеры нагнетания 27.

Этот цикл нагнетания-всасывания происходит с частотой 50 Гц. Далее вода под давлением из шароэллипсоидной камеры нагнетания 27 подается по каналу 7 конусообразующего наконечника 26 в шланг 11. При истечении из конусообразующего наконечника 26 в шланг 11 создается эффект увеличения расхода жидкости, проходящей через цилиндрическую часть корпуса 5, что увеличивает скорость всасывания воды через всасывающие отверстия 24 и скорость подачи ее на поверхность в отношении увеличения подачи до 10-15% от существующих характеристик выпускаемых устройств. Создание разряжения в зоне движения поршня 23 в шароэллипсоидной камере нагнетания 27 облегчает возвратно-поступательное движение штока 6 и увеличивает глубину подачи воды при той же мощности устройства на 10-15% по сравнению с техническими характеристиками вибрационных насосов (если номинальный напор вибрационных насосов до 40 м, то предлагаемой конструкцией напор увеличивается до 44-46 м).

При откачке статический уровень воды в скважине понижается до уровня динамического (фиг. 2). На фиг. 2 показано предложенное устройство, которое обустроено установкой вибродвигателя под насосной частью 5 и при понижении воды в скважине 1 до динамического уровня насос 5 качает воду, после чего он прекращает ее подавать, работает, но вибродвигатель 8 находится в воде постоянно охлажденным, при повышении динамического уровня выше всасывающего клапана 2 устройство продолжает подавать воду из скважины.

При обрыве предлагаемого устройства (фиг. 1) можно его свободно извлекать из скважины метчиком, так как канал 7 расположен по оси насоса, или ловушкой, накрывая его сверху и цепляя за выточку под шароэллипсоидной камерой нагнетания 27 (фиг. 3), что гарантирует его извлечение и запуск устройства снова в эксплуатацию в скважине, что невозможно при использовании серийно выпускаемого устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для откачки воды из скважины, содержащее всасывающий клапан, установленный в цилиндрической части корпуса с отверстиями, вибратор, нагнетательную камеру с поршнем, включающим шток, а также амортизатор, якорь и ярмо, связанные штоком с поршнем, отличающееся тем, что верхняя наружная часть корпуса выполнена в виде шароэллипсоида с конусным наконечником и кольцевой проточкой под шароэллипсоидом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя полость камеры нагнетания выполнена в виде шароэллипсоида, переходящая в пустотелый конусообразующий рассоединяющийся насадок, при этом в шароэллипсоидной камере расположен поршень.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружный корпус шароэллипсоида выполнен по размеру меньше цилиндрической части корпуса устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3