Глубинные насосы для скважин: принцип работы, разновидности, правила выбора

Основным элементом оснащения автономных систем водоснабжения загородных домов и дач, обслуживаемых подземными скважинами значительной глубины, является глубинный насос, который обеспечивает не только откачивание жидкой среды, но и ее дальнейшую транспортировку по трубопроводной системе. Насосы данного типа, которые способны откачивать жидкие среды с очень значительной глубины, превышающей 100 метров, используются для оснащения подземных скважин промышленного назначения, а также для скважин, питающих водой сразу несколько систем водоснабжения.

Скважина с глубинным насосом обеспечит водой дом, хозяйственные постройки и системы полива

Конструктивные особенности глубинных насосов

Устройство глубинного насоса и его конструктивные особенности во многом определяются принципом действия и типом приводного электродвигателя этой гидромашины. Забор перекачиваемой жидкой среды при использовании таких насосов осуществляется по специальной трубе, помещаемой в шахту обслуживаемой скважины или в колодец. За электропитание приводного электродвигателя, располагаемого на определенной глубине, отвечает электрический кабель, помещенный в защитную оболочку.

В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части:

• приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным;
• непосредственно саму насосную часть оборудования.

Устройство центробежного скважинного насоса

Если приводной двигатель насоса является встроенным, его, как правило, размещают в нижней части устройства. Забор воды при использовании насосов данного типа может осуществляться как через верхнюю, так и через нижнюю часть их корпуса. Предпочтение в данном случае отдают забору перекачиваемой жидкости через нижнюю часть корпуса, так как это позволяет прочистить глубинную часть скважины от скапливающихся в ней ила и песка. Погружные насосные устройства, что очень удобно, охлаждаются жидкой средой, в которую они помещены. Это позволяет защитить такие устройства от перегрева, способного быстро привести их в негодность. Глубинные насосы центробежного типа, хотя и являются более сложными по конструкции, чем вибрационные устройства, отличаются более высокой надежностью, производительностью и более длительным эксплуатационным сроком.

Подвес насоса должен выдерживать нагрузку, превышающую вес насоса в 5–10 раз

Основными элементами конструкции вихревых погружных насосов являются корпус, специальный стакан, приводной электродвигатель и вибратор. Вибратор в данных устройствах является самым сложным конструктивным элементом, состоящим из якоря, резинового амортизатора и регулирующих шайб. Необходимые условия для забора жидкости из скважины, осуществляемого вибрационным насосом, создает его резиновый амортизатор, который в процессе работы такого устройства сжимается и разжимается.

Обязательным элементом оснащения погружного насосного оборудования является фильтр грубой очистки, защищающий внутреннюю часть таких устройств от попадания в нее твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде. Для обеспечения более эффективной работы погружного насосного оборудования и обеспечения его защиты от негативных факторов используются различные датчики, автоматически останавливающие насос при возникновении внештатных ситуаций (слишком высоком содержании в составе перекачиваемой жидкости ила и песка, снижении уровня воды в скважине и др.).

Общие сведения

По назначению насосы бывают:

• Глубинные или скважинные. Вода обязательно должна быть без примесей, которые способны повредить механизм.
• Колодезные. В отличие от глубинных, у них меньший напор и они не столь продолговаты. Мелкие частицы песка или ила не способны испортить механизм.
• Дренажные насосы созданы для работы в грязной воде. Подойдут для колодца, водоема, подвала. Такой насос способен пропускать частица размером от 1 до 7 сантиметров.
• Фекальные насосы созданы для откачки отходов. Обязательно оснащен измельчителем, который перерабатывает средства гигиены.

По схеме установки насосы бывают штанговые и бесштанговые:

1. Штанговый насос – машина с двигателем на поверхности. В жидкую среду опускается только заборная часть.
2. Бесштанговый насос – единое целое. Поэтому, двигатель погружается вместе с заборным механизмом в жидкую среду. Надо отдать должное удобству монтажа и эксплуатации подобных насосов.

Принцип работы глубинного насоса

Оборудование каждого из видов работает по-разному. На принцип действия во многом влияют элементы, которыми комплектуется глубинный насос. Вибрационный агрегат выполняет свои функции посредством передвижения поршня. В процессе подачи электричества внутри прибора создается электромагнитное поле, которое притягивает вибратор – это приводит в действие поршень насоса. При этом в рабочих камерах агрегата генерируется разряженное давление, которое выталкивает воду в свободное пространство камер. По такому же принципу вода проходит сквозь каналы в трубопровод.

Принцип работы центробежного глубинного насоса для воды основан на вращении рабочего колеса. При этом по периметру рабочих лопастей создается центробежная сила, выталкивающая воду от всасывающего патрубка в напорный канал, и далее – в трубопровод. По такому же принципу работает еще одна разновидность оборудования – шнековый насос.

Виды погружных насосов для скважины

Чаще всего владельцы частных домов для выкачки питьевой воды из скважины предпочтение отдают насосам погружного типа. В сравнении с поверхностными аналогами они меньше шумят, долговечней, компактней и не так сильно подвержены воздействию колебаний температур уличного воздуха. Плюс агрегат на поверхности не всегда способен поднять воду с большой глубины.

Если скважина заглублена на 10 и более метров, то от поверхностного насоса стоит отказаться. У него есть вариации с эжектором, способные поднимать жидкость с 20–30 м. Но стоит такая насосная техника дороже обычных моделей, обладая при этом низкой производительностью и высоким уровнем энергопотребления. Лучше всего в магазине сразу обратить свой взор на линейку оборудования, которое погружается непосредственно в скважину.

Все модели погружных скважинных насосов подразделяются на две категории:

1. Вибрационные.
2. Центробежные.

В первом случае подкачка воды осуществляется за счет колебаний специальной мембраны, а во втором благодаря вращающемуся диску с лопастями.

Вибрационные

При выборе насоса вибрационного вида важно понимать, что все они оказывают негативное влияние на целостность скважины. Создаваемая такими агрегатами вибрация пусть медленно, но неумолимо ее разрушает. Плюс грунт на дне и вокруг нижнего конца скважинной конструкции при работе глубинного насоса также постепенно изменяет свою структуру. В результате процесс заиливания во многих случаях резко ускоряется.

Примеры вибрационных моделей

Однако у вибрационных насосов есть немало плюсов, среди которых числятся:

• Дешевизна (в сравнении с центробежными они обойдутся в два–три раза дешевле);
• Простота ремонта такого насоса для скважины (все можно сделать самому);
• Доступность по цене запасных частей и фильтров;
• Нетребовательность к чистоте воды.

Схема установки вибрационного насоса

Вибрационный насос – это идеальный выбор, когда надо раскачать или прочистить скважину. Он вместе с водой поднимает и весь ил со дна. Это одновременно плюс и недостаток данных моделей. Для питья такая жидкость без дополнительной фильтрации не подходит. Однако чтобы промыть сетчатый фильтр на конце обсадной трубы, вибрационный скважинный насос подойдет оптимально.

Центробежные

У центробежного насоса для скважины более высокая производительность. Внутри него вращается одно или несколько рабочих колес с лопастями, которые создают разряжение по центру агрегата, куда и втягивается вода снизу. Скважинные насосы центробежного типа практически бесшумны и способны жидкость поднять с очень больших глубин.

Центробежные модели

Единственный их существенный недостаток – чувствительность к примесям. Чистота поступающего в них водяного потока должен быть высокой. Иначе рабочие элементы гидронасоса начнут истираться и выходить из строя. Прежде чем выбрать насос такого класса для своего дома, необходимо провести анализ воды в скважине. Если механических примесей более 100 г/кубометр, то придется устанавливать вибрационный аналог.

Принцип работы центробежных насосов

Шнековые

Один из типов глубинных насосов в качестве рабочего механизма использует протяжный винт или шнек. Удлиненная форма устройства оптимально подходит для узких скважин. Агрегат может качать воду с примесями песка. Он создает мощный и ровный напор.

Устройство винтового агрегата

Преимущества и недостатки

Каждый тип погружных насосов имеет свои преимущества и недостатки. К примеру, центробежные очень чувствительны к чистоте перекачиваемой жидкости. Их недостаток – высокая стоимость по сравнению со всеми остальными видами. Бесштанговый центробежный агрегат бесшумен в работе, так как его корпус находится в жидкости. Срок эксплуатации зависит от количества циклов включения и выключения, поэтому к нему чаще всего подключают гидроаккумулятор, чтобы продлить время работы.

Недостатки вибрационных насосов:

• Реагируют на песок в воде.
• Отсутствие элементов автоматики.
• Быстрее заиливают скважину, так как создают волны, которые поднимают со дна грязь.
• Высокий уровень шума.
• Невысокая мощность и напор.
• Короткий срок эксплуатации.

К преимуществам винтового оборудования относится:

• высокий напор;
• низкий уровень шума;
• способность откачивать грязную жидкость без повреждения корпуса.

КПД винтового механизма низкий, производительность невысокая. Требуется частая замена деталей, так как внутри корпуса много трущихся элементов.

Критерии выбора

При выборе погружного насоса для скважины в первую очередь исходят из главного параметра источника – объема подачи (дебита), если проводилось официальное бурение, в паспорте на скважину указывают этот показатель.

Следует отметить, что дебит зависит от используемого электронасоса, поэтому если он устраивает хозяев, следует выбирать агрегат с таким же значением. Помимо этого, в паспорте приводятся цифры статического и динамического уровня, высоты обсадной колонны и ее диаметра.

При самостоятельном проведении буровых работ определить значение дебита не составляет большого труда – поднятая насосом вода выливается в емкость известного объема и отсчитывается время ее заполнения.

Поверхностный или погружной

Из-за небольшого расстояния водоносного слоя от поверхности земли и малого диаметра обсадных труб в абиссинке или самодельной скважине используют агрегаты поверхностного типа, глубина всасывания которых не превышает 9 м. Также поверхностные насосы в скважину под воду можно применять в артезианском или песчаном источниках, если их статический и динамический уровень меньше 9 м.

Обычно наружное водозаборное оборудование размещается в едином блоке под названием насосная станция, она включает в себя поверхностный центробежный электронасос, элементы автоматики (реле), контрольные приборы (манометр) и расширительный бак (гидроаккумулятор).

Из-за высокого шума при работе выбранную поверхностную станцию нужно размещать в подвальном помещении дома или кессонной яме, к преимуществам можно отнести легкий доступ к оборудованию в любое удобное время.

Глубинный центробежный насос для скважины – конструкция на примере Pedrollo

Погружные насосы используют в случаях, когда водное зеркало расположено на большой глубине, по сравнению с поверхностными моделями они обладают более высокими характеристиками, позволяя обеспечивать водой несколько домов из высокопроизводительной артезианской скважины даже в бытовом исполнении. Их сложнее устанавливать и погружать в скважину, для этого требуются специальные оголовки и адаптеры. Так как скважинный насос находится вне зоны видимости, обслуживание и контроль его работы затруднены.

При отсутствии омывающей воды погружной насос выходит из строя, если в системе не установлено реле холостого хода или агрегат не содержит встроенной защиты от перегрева обмотки, любое падение водного уровня ниже всасывающих воду отверстий фильтра приведет к сгоранию электродвигателя.

Производительность насоса – метод определения

Как отмечалось ранее, поверхностные модели эффективнее использовать при небольших расстояниях водного зеркала от поверхности земли, такое насосное оборудование лучше подходит к самостоятельно устроенным скважинам. При самостоятельном бурении скважин нет никаких данных о скорости наполнения источника водой, а ведь на основании этой информации подбирают нужную модель будущего насоса. Без электронасоса, забирающего воду из источника, в этом случае не справиться, поэтому его придется временно одолжать или взять напрокат.

Вибрационный погружной насос для скважины – устройство и внешний вид

При определении дебита источника поверхностным электронасосом его ставят как можно ближе к скважине и погружают напорную трубу в воду, на выходе электронасоса воду сливают в емкость известного объема, замеряя при этом время ее заполнения.

Допустим, обычная 20 литровая канистра наполняется за 60 секунд, переведя это время в часы, мы получаем скорость подачи 1200 литров в час, что соответствует стандартным единицам подсчета 1,2 м. куб./ч. Если спустя некоторое время (1 час) вода в источнике опустилась ниже уровня расположения всасывающего патрубка и не появляется на выходе, электронасос отключают и дают время скважине восполнить водные запасы. На выходе трубы от насоса устанавливают запорный вентиль и спустя некоторое время снова включают электронасос, уменьшая краном расход воды, за наличием которой также наблюдают в течение часа.

Таким образом, путем нескольких экспериментальных заборов разных объемов воды определяют количество жидкости в час, которое может откачивать скважинный насос, методику можно использовать и в случае определения дебита скважины с погружным электронасосом.

Высота подъема – какие факторы учитывать

Водяной насос в водопроводной системе должен выполнять три задачи: поднять воду из источника, доставить ее по трубам к потребителю, преодолевая их гидравлическое сопротивление, и обеспечить в системе заданное давление для работы автоматики и домашней техники (стиральные и посудомоечные машины). Именно из этих составляющих и состоит формула расчета напора воды, которая будет рассмотрена ниже.

Винтовой глубинный насос для скважины – устройство

Глубина погружения

Глубина погружения под водное зеркало является паспортным параметром, учитываемым при установке погружного электронасоса, поверхностные виды находится на земле и в их технические характеристики данные не входят. Чтобы определить глубину погружения, которую должен иметь выбираемый агрегат, измеряют статический и динамический уровень.

Статическим уровнем называют расстояние от поверхности земли до водного зеркала в спокойном состоянии источника, динамический определяют при работающем на глубине электронасосе в течение часа, он также равен расстоянию от поверхности земли до водного зеркала.

Все измерения водных уровней делают с помощью длинной сухой веревки с грузом, ее опускают в скважину до появления звука всплеска и затем отмеряет расстояние между краем мокрого участка и поверхностью земли.

Выбираемая погружная модель должна иметь в паспортных характеристиках глубину погружения, равную расстоянию между статическим и динамическим уровнем с запасом 3 – 5 метров. Это позволит располагать электронасос достаточно далеко от заиленного скважинного дна при использовании песчаных скважин и таким образом повысить качество забираемой воды.

Также при опускании водного уровня в сухую погоду или при заиливании источника запас в несколько метров обеспечит бесперебойную работу электронасоса. Еще одно преимущество размещения электронасоса подальше от дна – экономия средств на материалах и выборе более дешевой модели с меньшими техническими требованиями.

Параметры обсадных труб

Диаметр скважины

Скважинный диаметр играет важную роль в определении размерных параметров подбираемого агрегата, он должен входить в канал с небольшим зазором между стенками труб. Стандартный диаметр выпускаемых погружных электронасосов составляет около 75 или 100 мм, для этих типоразмеров с учетом толщины стенок подходят колонны из обсадных труб с наружным диаметром 90, 113 и 125 мм.

Правила монтажа

Отвечая на вопрос, какой погружной насос выбрать для скважины, необходимо понимать, что правильная его установка решает многие проблемы. Поэтому очень важно точно следовать требованиям проводимого монтажа.

Все сначала производится на земле.

• Крепление троса к насосу.
• Установка шланга или трубы.
• Крепление трубы и питающего кабеля хомутами.
• Проводка трубы и кабеля через отверстия в оголовке.
• Крепление троса к оголовку.

После чего можно опускать насос в скважину, устанавливая оголовок поверх обсадной трубы. После чего происходит подключение подающей трубы к водопроводу, кабеля к распределительному щиту.

Монтаж насоса для скважины

Казалось бы, не самый сложный вопрос, касающийся выбора скважинного насоса, но сколько надо учесть его характеристик. Иногда неучтенная позиция может сказаться уже через несколько дней эксплуатации агрегата в виде некорректной его работы. Поэтому надо очень внимательно относиться к каждой характеристики, подойдет ли она именно под ваши условия эксплуатации и водопроводной системы, и насоса в отдельности.

Обзор скважинных насосов для водоснабжения

Глубинные насосы для скважины необходимо выбирать по совокупности параметров. Данное оборудование приобретается на долгие годы, поэтому главным требованием является его высокое качество. Эксплуатационные характеристики лучших моделей скважинных насосов для водоснабжения представлены в следующей таблице.

Надеемся, что изложенные рекомендации помогут Вам приобрести необходимое оборудование для закачки воды. Следующий далее видеоролик наглядно демонстрирует правила выбора и монтажа скважинного насоса.

Как провести воду из скважины в дом с глубинным насосом

Купив подходящий насос, можно приступать к обустройству водоснабжения из водного источника. Для этого потребуются трубы, по которым вода из скважины будет поступать в дом. Диаметр труб должен составлять 25–32 мм. Эксперты советуют покупать полимерные изделия, так как они не поддаются коррозии и их легко согнуть. Далее в процессе работы трубы будут устанавливаться в почву на глубину 30–50 см. Для обустройства воды своими руками также потребуется септик. Чтобы его было легче обслуживать, понадобится приобрести дренажный насос.

Подготовив все необходимое можно приступать к работе. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

1. В первую очередь нужно оснастить выходящую из скважины трубу оголовком;
2. Далее необходимо произвести монтаж кессона. Для этого потребуется выкопать рядом со скважиной яму и поместит внутрь нее пластиковый контейнер;
3. После этого нужно произвести установку насоса в скважину. Для этого на его патрубок необходимо натянуть шланг и надежно закрепить его металлическим хомутом. После этого шланг, кабель и страховочный трос обвязываются изолентой с шагом в 1,2 м. Затем корпус насоса обвязывается стальным тросом, а сам агрегат опускается в воду. При монтаже устройство не должно раскачиваться, иначе удар о стенку вызовет неисправности насоса;
4. Далее необходимо провести подключение шланга к проложенным под землей трубам. Все стыки необходимо обработать герметиком и обвязать ФУМ лентой;
5. Прежде, чем закапывать вырытые траншеи, следует проверить подачу воды. Для этого нужно на некоторое время запустить мотор и понаблюдать за количеством вытекающей из труб воды. Если производительность насоса не падает, можно закапывать траншеи.

Очень важно не повредить агрегат в процессе опускания его в скважину. Делать это необходимо очень медленно и аккуратно. В противном случае может потребоваться дорогостоящий ремонт устройства, Или полная замена насоса глубинного.

Подключение и сервис скважинного насоса.

Перед тем как спустить его в скважину насос «Водолей» надо подготовить:

– Напорную трубу необходимо подключить. Вид подсоединяемой трубы зависит от того для каких нужд насос «Водолей» планируется использовать. Можно использовать шланг для полива, если устройство скважинного насоса будет применяться для полива или забора воды или в том случае если планируется его применять для работ в паре с гидроаккумулятором в стационарной установке – металлическая или пластиковая труба.

– Установка обратного клапана. При подключении насоса, который работает в закрытой напорной системе подачи воды обязательно необходимо подключать обратный клапан. Обратный клапан при производстве не устанавливается. Существует два способа подключения: путем врезки в трубу на расстоянии меньше 1 м от выходного патрубка или путем установки клапана напрямую в патрубок. По мнению специалистов, наилучшим выбором будет клапан с латунным седлом.

– Присоединение троса. Трос пропускается в специальные щели на корпусе и надежно закрепляется. Трос можно использовать и из капрона и из стали. Строго запрещено поднимать или опускать насос за провод. Из практического опыта следует, что лучше всего закреплять провод в напорной трубе, используя предназначенные для этого скобы – это облегчит опускание и подъем устройства и практически исключит возможность механических повреждений. После этого проводится подключение устройства скважинного насоса в розетку.

– приспособление аккуратно спускается в скважину под строгим контролем над степенью натяжения напорного шланга и электрического шнура. Устройство крепится на нужной глубине тросом. Насос можно использовать.

Даже учитывая высокую надежность насоса «Водолей» и то, что он может бесперебойно работать много лет, рекомендуется два раза в год доставать его из скважины осматривать на предмет поломок. Осмотрите его снаружи. Недопустимо заедание оси двигателя во время вращения, которое должно быть легким и мягким. В том случае если заеданий оси не выявлено и устройство бесперебойно качает воду под нужным давлением, его следует установить на свое место.

При наличии каких-либо опасений в правильности работы прибора, надо продолжать обследование. Устройство скважинного насоса предусматривает возможность систематического осмотра, а при необходимости и замены подшипников вращения. Рекомендуется осмотреть, в каком состоянии находятся эти детали, сальник и проверить уровень масла. В случае если это нужно, стоит сменить сальники и подшипники, долить масло до нужного уровня.

Стоит посмотреть на обмотку двигателя и определить, нет ли повреждений или признаков перегревания. Разборка двигателя дело деликатное: ведь изоляция провода по истечении какого-то времени становится ломкой и легко повреждаемой. Насосная часть не нуждается в особом обслуживании, но, при сильном снижении давления аппарата, не мешало бы сменить рабочие колеса – возможно причина в их износе.