Устройство для стабилизации динамического уровня воды в скважине

 

ОПИ САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и)- 5! 7686

Со оз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.05.74 (21) 2029085/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 30.07.76 (51) М. Кл. Е ОЗВ 3/08

Е 21В 21/00

Государствеииый комитет

Созета Министров СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 628.112.2 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. М. Григорьев

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ДИНАМИЧЕСКОГО УРОВНЯ ВОДЫ В СКВАЯ(ИНЕ

Изобретение относится к устройствам для стабилизации динамического уровня воды в скважинах и может быть использовано в практике бурения и оборудования скважин водозаборных ограниченной глубины, при искусственном понижении уровня грунтовых вод, устройстве вертикальных дренажей.

Известно устройство для стабилизации динамического уровня воды в скважине, включающее погружной насос, установленный на водоподъемной трубе (1).

Устройство представляет собой обратный отвод, который монтируется на напорном трубопроводе насоса и содержит вентиль.

Недостатком известного устройства является то, что в условиях практического применения оно неспособно обеспечивать малую амплитуду колебаний уровня воды в скважине, вследствие необходимости в частых подрегулировках работы центробежного насоса за счет изменения вручную степени открытия вентиля на отводе.

Целью изобретения является поддержание (стабилизация) динамического уровня воды в скважине автоматически действующим устроиством. Поставленная цель достигается тем, что водоподъемная труба имеет отверстия, в каждом из которых установлена рамка с закрепленной на ее стенке осью, на которой установлен дроссельный затвор, имеющип тягу, соединенную с поплавком.

На фиг. 1 представлена схема устройства, дроссельные затворы в положении «закрыто»;

5 па фиг. 2 — то же, дроссельные затворы в положении «открыто».

Устройство содержит патрубок 1, рамки 2, ограничивающие отверстия, предназначенные для выпуска воды из напорного трубопровода

10 в скважину, дроссельные затворы 3, вращающиеся вокруг осей 4, тяги 5, соединяющие затворы с поплавком б. К, вспомогательным элементам стабилизатора относятся упоры 7. На этп упоры поплавок «садится» в условиях

15 максимального открытия перекрываемых затворами отверстий (фиг. 2). Устройство включено в напорный трубопровод 8.

Устройство действует следующим образом.

При динамическом уровне воды в скважи20 не, находящимся над поплавком (фиг. 1), выт лкивающая сила, действующая на поплавок со сторопы жидкости и передающаяся с нсго через тяги 5 на затворы 3, прижимает затворы к рамкам 2, обрамляющим выпускные от25 -.,åðñòèÿ. Перепуска воды из напорного трубопровода в скважину при этом не происходит и вся вода, отобранная из скважин центробежным насосом, подается им на поверхность земли.

517686

При описанной работе центробежного насоса динамический уровень воды в скважине, как правило, постепенно снижается. В некоторый момент он доходит до верха поплавка.

При дальнейшем снижении уровня поплавок 5 начинает выходить из-под воды. Следствием является постепенное уменьшение выталкивающей силы, в результате чего уменьшится и ее влияние на затворы. После снижения уровня воды до половины высоты поплавка она 10 должна уменьшиться до нуля. Необходимым условием для этого является равенство в рассматриваемой момент веса поплавка и выталкивающей силы (это условие должно учитываться при проектировании системы). Даль- 15 нейшее снижение динамического уровня будет приводить к возникновению постепенно увеличивающейся силы, стремящейся открыть затворы. Сила эта в любой момент времени будет равна разности веса поплавка и ставшей 20 меньше этого веса выталкивающей силы. При полной уравновешенности дроссельных затво- ров, что будет иметь место при размещении их осей посредине высоты отверстий, открытию затворов будут препятствовать лишь мо- 25 менты от сил трения на осях затворов. После преодоления этих моментов, поплавок начнет опускаться и, опускаясь, поворачивать затворы.

Следствием явится перепуск воды из отвер- рр стий в скважину. Перепуск тормозит дальнейшее снижение динамического уровня. Выпускные отверстия устройства должны иметь такие размеры, чтобы при полном открытии перекрывающих их затворов (фиг. 2) из отвер- ç5 стий в скважину перепускалось количество воды, равное или несколько большее максимально возможной подачи насоса. При этом условии даже при нулевом притоке воды в скважину из грунта динамический уровень в 40 ней не сможет понизиться ниже отметки расположения упоров 7 (при таком динамическом уровне поплавок будет находиться в своем наинизшем положении, отверстия в стенках остова устройства будут полностью открыты, через них в скважину будет изливаться полный расход, подаваемый насосом, а выдача воды из скважины на поверхность земли прекратится).

Применение предложенного устройства целесообразно во всех случаях возникновения опасности снижения динамического уровня воды в скважине до всасывающей решетки погружного насоса (обычной причиной является несоответствие производительности насоса притоку подземных вод в скважину).

Применение предложенного устройства по сравнению с известным позволяет осуществлять эксплуатацию скважины при предельно сниженном в ней динамическом уровне и, следовательно, при максимально возможной ее производительности; уменьшить пескование скважины; надежно защитить погружной насос и обслуживающий его электродвигатель от преждевременного выхода их из работы, вследствие часто повторяющихся срывов подачи центробежного насоса и новых его включений в работу.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации динамического уровня воды в скважине, включающее погружной насос, установленный на водоподьемной трубе, отличающееся тем, что, с целью поддержания динамического уровня воды в скважине, водоподъемная труба имеет отверстия, в каждом из которых установлена рамка с закрепленной на ее стенке осью, на которой установлен дроссельный затвор, имеющий тягу, соединенную с поплавком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочники гидрогеолога, Госгеологиздат, М., 1962, с. 234.

517686 !

9 йг. /

I Риг.2

Составитель Е. Скосырева

Корректор H. Стельмах

Редактор Т. Девятко

Техред А. Камышникова

Заказ 1643/3 Изд. № 1439 Тираж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2