Эрлифт

Эрлифтные установки служат для подъема воды из буровых скважин при помощи сжатого воздуха.

Положительными качествами этого водоподъемника являются: надежность в работе, простота устройства, возможность подъема воды с содержанием песка, примесь которого довольно быстро изнашивает поршневые и центробежные насосы.

Эрлифтная установка включает в себя: компрессор, нагнетающий сжатый воздух, ресивер (воздушный котел-аккумулятор), воздухопроводные и водоподъемные трубы, опускаемые в скважину, и смеситель.

Сущность действия эрлифта заключается в следующем: сжатый воздух подается компрессором по воздухопроводной трубе, опущенной в скважину. На конце воздухопроводной трубы находится смеситель, куда первоначально и поступает сжатый воздух, а затем через отверстия в его стенках проникает в водоподъемную колонну, насыщая воду пузырьками. Образующаяся смесь воды с воздухом (так называемая эмульсия) окажется легче обычной воды и под давлением наружного столба воды в скважине начнет подниматься по водоподъемной трубе.

Чем больше будет введено воздуха, тем легче будет эмульсия и тем выше поднимется уровень воды в водоподъемной трубе. При определенной насыщенности воды пузырьками воздуха уровень ее достигнет верха водоподъемной трубы, и она начнет изливаться через край.

Над водоподъемной трубой устанавливают зонтичный отражатель для выделения воздуха из смеси.

Воздухопроводные трубы опускают в скважину двумя способами: 1) способом "внутри", или центральным, когда воздухопроводные трубы находятся внутри водоподъемной колонны; 2) способом "рядом", или параллельным, когда водоподъемные трубы находятся в скважине рядом с водоподъемной колонной и соединены с последней внизу (рис. 13).

Рис. 13. Общий вид эрлифтной установки: 1. Компрессор. 2. Ресивер. 3. Железный бак. 4. Отражатель. 5. Крышка. 6. Воздушная труба. 7. Водоподъемная труба. 8. Обсадная труба

Диаметр водоподъемных и воздухопроводных труб выбирают в зависимости от расхода воды и удельного расхода воздуха. Диаметр воздухопроводных труб равен, примерно, ¹/₄ диаметра водоподъемных труб (табл. 10).

Табл. 10. Выбор диаметров труб и производительность эрлифта

Глубина погружения труб имеет основное значение для работы эрлифтной установки Ее определяют в зависимости от необходимой высоты подъема воды и удельного расхода воздуха. Глубина погружения труб ниже динамического уровня должна быть такой, чтобы не только уравновесить давление столба воды в скважине, но и сообщить воздушно-водяной смеси движение до верхнего края водоподъемных труб. Поэтому глубина погружения труб от динамического уровня должна быть большей, чем высота подъема воды. Практически ее определяют при помощи так называемого процента погружения.

Приведем пример, как пользоваться таблицей для определения глубины погружения воздухопроводных труб. Предположим, что хозяйство имеет скважину, в которой динамический уровень находится на глубине 30 м. Процент погружения по табл. 11 составляет 55-65. Возьмем среднее: 60%. Значит, глубина погружения смесителя воздухопроводной трубы составит

т. е. смеситель должен быть опущен на 48 м. ниже динамического уровня, или на глубину 78 м. от поверхности земли. При монтаже труб практикой установлено, что смеситель следует погружать ниже динамического уровня на глубину в 1,5-2 раза большую высоты подъема воды, а нижний конец водоподъемной трубы должен находиться на 2-3 м. ниже смесителя.

Табл. 11. Зависимость между высотой подъема, удельным расходом воздуха и процентом погружения труб

Поскольку глубина, погружения труб ниже динамического уровня должна превышать в 1,5-2 раза высоту подъема воды, оборудование эрлифта возможно не в каждой скважине. Но путем углубления скважин ниже водоносного слоя (устройство так называемых "карманов") можно увеличить столб воды и создать условия для установки эрлифта.

Зная производительность эрлифтной установки из табл. 10 и расход свободного воздуха из табл. 11, можно уточнить диаметр воздухопроводных труб по табл. 12.

Табл. 12. Выбор наивыгоднейшего диаметра воздухопроводных труб

При расположении воздухопроводных труб по центральной системе в нижнем конце находится смеситель, длиной 1,5-2 м., который является продолжением этих же труб, но имеет отверстия в шахматном порядке для выхода пузырьков воздуха в водоподъемную трубу. К концу смесителя присоединена труба того же диаметра, длиной 1,5-2 м., нижний конец которой должен быть открытым и находиться на расстоянии 1-2 м. выше конца водоподъемной трубы.

Табл. 13. Габариты смесителей центрального расположения труб

Для подачи сжатого воздуха применяют компрессоры: одноступенчатые с давлением до 6 атм. и двухступенчатые с давлением до 8 атм. Сжатый воздух, прежде чем попасть в воздухопроводную трубу, поступает в ресивер (воздушный аккумулятор), который смягчает ударные действия поршней компрессора и тем самым способствует равномерной подаче сжатого воздуха.

Подача воды эрлифтом возможна как в подземный резервуар, откуда она вторым подъемом нагнетается в водонапорный резервуар, так и непосредственно в водонапорный бак, если имеется достаточное давление воздуха.

Коэффициент полезного действия эрлифтной установки невысокий и колеблется от 15 до 25%.

Пуск эрлифта. Перед пуском эрлифта необходимо продуть воздухопровод, освободив его от масла и воды. При пуске в работу компрессора вентили на трубопроводе надо открывать постепенно. Вначале давление воздуха в ресивере должно подниматься до тех пор, пока не произойдет первая выброска воды из напорной трубы, а затем, в связи с падением воды в скважине до отметки динамического уровня, давление воздуха уменьшится и в дальнейшем, если эрлифт работает исправно, останется постоянным.

Обслуживание. Во время работы эрлифта машинист обязан наблюдать за показаниями манометра на воздухопроводе и ресивере, а также за изливом воды. Прежде чем остановить компрессор, машинист должен продуть воздухопровод, освободив его от масла и воды. На машиниста возлагается ежедневный осмотр агрегата и текущий ремонт его деталей. Установку необходимо содержать в чистоте и периодически замерять уровень воды в скважине.

Неисправности, их причины и способы устранения указаны в табл. 14.

Табл. 14