Расчет гидроэлеваторной установки для очистки водозаборных скважин от песчаных пробок

Abstract

Предложена конструкция гидроэлеваторной установки для очистки водозаборных скважин от песчаных пробок. Рассмотрена гидравлическая схема установки, согласно которой вода из напорного бака подается рабочим насосом в скважину по двум параллельным трубопроводам: гидромониторному с размывающим насадком для разрушения песчаной пробки и подводящему трубопроводу, который подключен к рабочему соплу гидроэлеватора, содержащего всасывающий и подающий трубопроводы для забора гидросмеси и ее удаления из скважины. Составлены уравнения движения жидкости по подводящему и гидромониторному трубопроводам, получены выражения для определения в них потребных напоров. Для нахождения расходов воды в подводящем и гидромониторном трубопроводах предложено использовать графический метод, позволяющий путем построения характеристик насоса и трубопроводов в координатах Q–H найти режимную точку. Для определения полезной высоты подъема, подачи и размеров гидроэлеватора использовали уравнение количества движения с допущением о постоянстве количества движения до и после смешивания потоков в гидроэлеваторе. С целью оценки производительности гидроэлеватора предложены зависимости для расчета продолжительности удаления песчаной пробки в зависимости от ее размеров и расхода инжектируемой жидкости. Приведен пример расчета параметров гидроэлеваторной установки для удаления песчаной пробки в водозаборной скважине глубиной 41 м и диаметром 150 мм, пробуренной в д. Узла Мядельского района Минской области. Работоспособность изготовленного и испытанного в лаборатории опытного образца гидроэлеваторной установки была подтверждена при натурных испытаниях на указанной скважине. Предложенная методика расчета параметров гидроэлеваторной установки позволяет при заданных глубине и диаметре скважины графическим методом подобрать рабочий насос, диаметры подводящего и гидромониторного трубопроводов, а затем рассчитать размеры струйного насоса-гидроэлеватора и подающего трубопровода, произвести анализ эффективности и производительности работы установки.