Подъем подземных вод
Простота устройства эрлифта, отсутствие движущихся частей в скважине, возможность без вреда для эрлифта выносить из скважины песок и пр. являются очень ценными качествами, обеспечивающими длительную работу эрлифта без всякого ремонта и ухода. Только при подъеме железистых вод требуется по временам очистка подъемной трубы от осаждающейся на ее стенках окиси железа, выделяющейся вследствие аэрации.
Надежность работы эрлифта почти без всякого ухода позволяет применять его там, где трудно обеспечить надлежащий уход за более сложным насосом. Манометр, поставленный на воздушной трубе, у эрлифта, показывает давлением воздуха как во время установившейся работы, так и во время пуска. В момент пуска воздух должен продавить столб воды, равный глубине погружения башмака эрлифта. Если башмак находится на 65 м ниже уровня воды в скважине, то манометр покажет 6,5 ат.
Как только эрлифт начнет подавать воду, уровень воды в скважине начнет понижаться и при нормальной работе установится на некоторой глубине, предположим, на 25 м ниже статического уровня, тогда манометр станет показывать 4 ат плюс некоторый небольшой избыток на преодоление трения воздуха в воздушной трубке.
Для определения величины этой потери на одном из водопроводов применяется следующий способ: быстро закрывают воздушный кран, движение воздуха прекращается, потеря на трение исчезает, и показания манометра падают ровно на величину потери на трение.
Пуск эрлифта совершается простым открыванием крана. Чтобы не вызывать удара в скважине, следует открывать кран постепенно, а не сразу. Быстрое закрывание крана менее вредно, так как оставшийся в подъемной трубе воздух будет продолжать еще некоторое время подъем воды. Лучше и закрывание крана производить медленно.
Обслуживание нескольких эрлифтов одной компрессорной установкой
Большим преимуществом эрлифтов является возможность обслуживания многих скважин одной компрессорной установкой. Так как сами эрлифты почти никакого постоянного ухода не требуют, то все сводится к уходу за компрессорами, и станция может обслуживать десятки скважин с управлением из одного места. Открывая и закрывая воздушный кран на станции, можно пускать в действие и останавливать эрлифты всех скважин.
Для обслуживания нескольких скважин одной компрессорной установкой выгоднее, чтобы глубина погружения эрлифтов была приблизительно одинакова во всех скважинах. Далее, необходимо установить воздушный кран при каждой скважине так, чтобы он пропускал только требуемое для наивыгоднейшей работы количество воздуха, и компрессорная установка должна давать такое количество воздуха, какое требуется для всех скважин. Если система отрегулирована указанным способом, то с пуском компрессорной установки она автоматически вступает в работу, не требуя никакого дополнительного регулирования кранами отдельных скважин.
Такое регулирование нужно, может быть, только в том случае, если предварительная регулировка каждой отдельной скважины произведена неудовлетворительно. Но если система отрегулирована, предварительным испытанием каждой скважины отдельно или во время их совместной работы, то дальнейшее регулирование потребуется только тогда, когда скважины изменят свою подачу. Предварительное испытание скважин очень удобно производить передвижным компрессором. Образец такого компрессора на давление до 7 ат показан на рис- 165.
Впереди находится двигатель внутреннего сгорания, а сзади — вертикальный двухцилиндровый Компрессор. Воздушный резервуар подвешен сзади, внизу, а над ним —бак с жидким горючим. Производительность компрессора—4,5 м^3/мин.
Разработка скважин
Вновь пробуренную скважину очень удобно прочищать от песка при помощи передвижного компрессора путем длительной откачки и продления подъемной трубы до самого дна скважины. При этом впуск воздуха остается на прежней глубине, наращивается только вниз подъемная труба.
В обсадной трубе скорость будет меньше, чем в более узкой подъемной трубе эрлифта, поэтому через опущенную до дна эрлифтную трубу вынесется крупный песок, который не может быть поднят в обсадной трубке вследствие малой скорости. Кроме того, приток воды в скважину происходит по всей высоте фильтра; поэтому в нижней части фильтра расход еще мал, а следовательно, мала и скорость подъема; вследствие этого здесь может накопляться более крупный песок.
При разнородных по крупности зерен песках невозможно получить хорошую подачу от скважины одной откачкой. Мелкий песок, скопившийся.около фильтра, образует здесь сводики или куполы, не поддающиеся разрушению никаким давлением в сторону откачки; только путем обратного нагнетания воды или, лучше, воздуха их легко разрушить и откачкой вымыть мелкий песок; тогда оставшийся около фильтра крупный песок образует свой песчаный фильтр, облегчающий доступ воды в скважину.
Эта операция (нагнетание в скважину воды или воздуха и откачка) проделывается несколько раз. Таким образом удается значительно повысить первоначальный дебит скважины. При малых однородных песках усиления производительности скважины достигают устройством вокруг обсадных дырчатых труб гравелистого конуса, как показано на рис. 166.
Скважина бурится и оборудуется обычным способом, только вместо фильтра вставляется дырчатая труба. При постепенном подъеме наружных обсадных труб, для оголения дырчатой трубы, из скважины энергично вымывается эрлифтом песок, проникающий через дыры, а на его место засыпается через кольцевое пространство между обсадной и дырчатой трубой гравий, более крупный, чем отверстия в трубе.
В результате такой операции вокруг дырчатой трубы устраивается коническая отсыпь из гравия, которая и играет роль фильтра. Таким способом удавалось удваивать .подачу скважин. Буровые фильтры из металлической ткани с течением времени забиваются песком, поэтому лучше заменять их песчаными фильтрами разнообразных конструкций.
Применение водоструйных насосов
Водоструйные насосы, или эжекторы, применяются для увеличения высоты всасывания из скважин. Водоструйный насос приделывается ко всасывающей трубе и помещается ниже динамического уровня поднимаемой воды.
Напорная вода к эжектору подводится от напорного трубопровода того же самого насоса (рис. 167а), если его напор достаточен для эжектора, в противном случае — от другого насоса. Под действием эжектора вода поднимается на 5—10 м и даже более, т. е. до такого уровня, чтобы насос мог ее засосать.
При строительстве канала имени Москвы водоструйные насосы применялись самостоятельно для откачки воды из скважин с целью понижения уровня грунтовых вод. Один насос обслуживал много скважин, подавая эжекторам напорную воду. При мелких скважинах этот способ более выгоден, чем применение эрлифтов, потому что в этом случае не требуется углубления скважин.
Водопроводная лаборатория Укрводгео разработала установку для подачи воды из скважин водоструйного насоса. Конструкция водоструйного насоса, применявшегося для этой цели, показана на рис. 1676. Коэффициент полезного действия этого эжектора доходит до 35%.
Иглофильтровые установки
При производстве земляных работ в условиях грунтовых вод для искусственного понижения их уровня все чаще применяются иглофильтровые установки. Иглофильтровая установка состоит из ряда погруженных в грунт иглофильтров всасывающего коллектора, к которому при помощи специальных шарнирных соединений присоединены иглофильтры, и центробежного насоса с вакуум-насосом или самовсасывающего вихревого насоса (рис. 168а, б, в).
Для погружения иглофильтра в грунт на верхний конец иглофильтра одевают резиновый шланг, по которому подают воду под давлением в 4—8 атм (в зависимости от категории грунта с расходом 6—12 л/сек). Иглофильтр устанавливают в вертикальном или наклонном положении. Вода размывает грунт, и иглофильтр погружается в него. Для облегчения погружения иглофильтра в тяжелых грунтах ему придают вращательное движение то в одну, то в другую сторону вокруг продольной оси.
Одним ярусом иглофильтров возможно понижение уровня грунтовых вод в среднем до 5 м. Если требуется понижение уровня до более низкой отметки применяются установки в несколько ярусов. В последнее время начали применяться иглофильтровые установки с эжекторным устройством.
Преимущество их заключается в том, что одним ярусом возможно понижение уровня грунтовых вод до 12—15 м. Иглофильтровые установки применяются для понижения уровня, грунтовых вод лишь в грунтах с коэффициентом фильтрации К не менее 1—2 м/сутки и не более 100—150 м/сутки.
В практике строительства водопроводных и канализационных сооружений иглофильтровые установки применяются для понижения уровня грунтовых вод при рытье траншей, при разработке котлована под заглубленные насосные станции, резервуары, береговые колодцы и т. д.
