что такое прокачка скважины эрлифтом

Эрлифт (аэролифт) для скважины: особенности конструкции, расчет, изготовление своими руками

Эрлифт (от английского airlift) – это техническое устройство, при помощи которого, используя только поток сжатого воздуха, можно откачивать жидкие среды из скважин даже значительной глубины. Аэролифт (это еще одно название данного приспособления) отличается высокой универсальностью и может быть успешно использован для решения различных задач, к которым, в частности, относятся:

Эрлифт в очистных сооружениях

Конструктивные особенности и принцип действия

Первые устройства, работающие по такому же принципу, что и эрлифт, появились еще в конце XVIII в., но активно использоваться в различных отраслях промышленности стали лишь в 90-х гг. XX в. Особого внимания заслуживают эрлифты, разработанные Г.В. Шуховым. Конструкцию подобных устройств, отличающихся оптимальными техническими характеристиками, составляют:

Гидравлическая схема эрлифта

Принцип, по которому работают эрлифты, заключается в следующем:

Принцип работы эрлифта

Работающие по вышеописанному принципу аэролифты успешно используются для:

Обратная промывка скважины с помощью эрлифта

Используя эрлифт для скважины, колодца или как насос для септика, можно поднимать из них жидкости двумя основными способами:

Первый способ используют преимущественно при добыче нефти из подземных источников, а второй – при откачивании жидкостей, отличающихся меньшей, чем нефть, плотностью.

Достоинства и недостатки

К наиболее значимым достоинствам, которыми обладает такое устройство, как эрлифт, можно отнести:

Естественно, есть у эрлифта и недостатки, наиболее значимыми из которых являются:

Следует отметить, что эффективность работы эрлифтов зависит по большей части не от интенсивности подачи в их внутреннюю часть сжатого воздуха, а от диаметра подающей трубы и глубины ее погружения в скважину или колодец.

Выполняя расчет эрлифта, специалисты выбирают лучшее соотношение данных параметров, тем самым добиваясь максимально возможного КПД для конкретного случая использования подобного устройства.

Как самостоятельно изготовить эрлифт

При желании такой насос для септика, скважины или колодца, как эрлифт, можно изготовить и своими руками, не прибегая к услугам сторонних специалистов. Если вы хотите изготовить эрлифт своими руками, имейте в виду, что такая процедура потребует проведения предварительных расчетов. К рассчитываемым параметрам, в частности, относятся:

Такой параметр, как высота, на которую будет осуществляться подъем жидкости (h), не рассчитывается, так как он напрямую зависит от глубины бурения скважины.

Расчетная схема эрлифта

Для расчета глубины погружения смесителя во внутреннюю часть эрлифта используют следующую формулу:

Таблица 1. Влияние отношения глубины погружения к высоте подъема на КПД эрлифта

Таблица 2. Практические данные для расчета водоподъемной трубы (значения указаны для 70% погружения)

Таблица 3. Данные для определения процента погружения

Чтобы лучше понять, как сделать эрлифт для скважины своими руками, можно рассмотреть пример изготовления такого устройства для оснащения предварительно пробуренной скважины, вода в которой находится на глубине 20 метров. Итак, самостоятельное изготовление аэролифта в данном случае осуществляется следующим образом.

Схема самодельного воздушного подъемника жидкости (эрлифта)

После того как вышеописанная конструкция полностью собрана, достаточно включить компрессор, чтобы в скважину начал поступать сжатый воздух и поднимать жидкость с водоносного слоя.

По похожему принципу можно изготовить и компрессор для септика своими руками, который, нагнетая сжатый воздух в нижнюю часть подающей трубы, будет откачивать из септика сточные воды вместе с влажным осадком и илом. Естественно, что изготовить такой насос для септика без расчета всех параметров создаваемой конструкции невозможно.

Эрлифт в септике представляет собой длинную пластиковую трубу, в которую опущен шланг подачи воздуха

Разновидности эрлифтов

В зависимости от конструктивного исполнения и принципа действия аэролифты делятся на два основных типа:

В нагнетательных эрлифтах, подающая труба которых опускается под уровень расположения воды, используется сжатый воздух, поступающий от компрессора. Таким образом, устройства данного типа работают по вышеописанному принципу.

В эрлифтах используются три схемы расположения воздушных и водоподъёмных труб

Подающая труба эрлифтов всасывающего типа также опускается под уровень расположения воды. Отличительной особенностью таких эрлифтов является то, что вода в них не выталкивается через подающую трубу, а всасывается в нее сверху. Чтобы обеспечить протекание такого процесса, в подающей трубе создают разрежение воздуха, для чего нужен специальный вакуум-насос.

Аэролифты, кроме откачивания жидкостей из скважин, колодцев и септиков, используются для оснащения аквапонных систем. В этих случаях данное устройство работает одновременно и как насос, и как аэратор воды, насыщающий ее кислородом из окружающего воздуха. Работает такая система, оснащенная эрлифтом, следующим образом:

Использование таких систем, которые приобретают все большую популярность, позволяет подавать воду, насыщенную кислородом, одновременно к растениям и в аквариумы с рыбами.

Источник

Эрлифт: описание, принцип действия и изготовление.

Для подъема и перемещения жидкостей применяются пневматические подъемники, в которых используется сжатый воздух или технический газ.

В промышленности применяется воздушный (газовый) подъемник для жидкостей, известный под названием эрлифт или газлифт.

Подъемники этого типа применяют, например, для подачи нефти из буровых скважин.

В этой статье будет описан принцип работы, устройство и расчет эрлифта, а так же показана его работа.

Содержание статьи

Принцип работы эрлифта

Принцип работы эрлифта состоит в следующем

Расположим между уровнями А-В вертикальную трубу 1, имеющую на нижнем конце отверстия 2 и снабженную воздушной камерой 3, которая имеет плотное дно с патрубком для присоединения воздушной трубы 5. Верхнее основание камеры снабжено большим количеством мелких отверстий, через которые воздух, подаваемый по трубе, просеивается, образуя в трубе 1 пузырчатую смесь с жидкостью.

По условию равновесия жидкости в сообщающихся сосудах наружный столб жидкости с высотой, равной глубине погружения Нп, стремиться уравновеситься с более легким столбом смеси в трубе 1. При этом глубина погружения может быть подобрана такой, что она не только уравновесит, но и несколько несколько превысит необходимую высоту столба смеси Нп+Н.

Таким образом, при непрерывной подаче воздуха в камеру будет происходить подача смеси по трубе 1 на уровень В. Через верхний открытый конец этой трубы смесь будет выливаться, а заключенный в ней воздух выделяться в атмосферу.

Вода будет непрерывно подсасываться через отверстия 2 в стенке нижнего конца трубы.

Если для перемещения жидкости используется воздух, то подъемник такого типа называется эрлифт, а если используется какой-нибудь технический газ – то газлифт.

тогда высота подачи жидкости эрлифтом будет:

Следовательно высота подачи эрлифтом жидкости заданного удельного веса пропорциональна глубине погружения и зависит от концентрации воздуха в смеси.

Если рассматривать это уравнение графически при Нп = const, то приближение ρсм к нулю вызывает стремление подачи к бесконечности.

Этот факт, вытекающий из уравнения равновесия жидкости в сообщающихся сосудах, в действительности применительно к движущейся смеси не подтверждается.

При работе эрлифта энергия затрачивается не только на перемещение жидкости с нижнего уровня на верхний, но также и на преодоление сопротивлений при движении и сообщение жидкости кинетической энергии.

Если при этом смесь из верхнего конца трубы выливается, то в трубе происходит непрерывное движение со скоростью, тем большей, чем меньше ρсм.

Глубину погружения принято выражать в процентах полной высоты трубы эрлифта

Отсюда абсолютная глубина погружения будет

Глубину погружения, необходимую для подачи жидкости на заданную высоту Н, можно рассчитать на основании теоретических соображений, которые корректируются практическими опытами.

Работа и расчет эрлифта

Если эрлифт подает жидкость с плотностью ρ (кг/м3) на высоту Н (м) в количестве Q (м3/с), то полезная мощность, развиваемая им равна Дж/с:

Коэффициент полезного действия эрлифта зависит от погружения и в среднем равен 0,5.

Работу эрлифта можно представить в виде диаграммы V-Q. При нагнетании в камеры эрлифта малых количеств воздуха подачи нет вследствие низкого значения ρсм.

Дальнейшее увеличение V приводит к понижению подачи эрлифта. Это объясняется повышением гидравлического сопротивления трубы эрлифта и увеличением содержания воздуха в смеси.

Коэффициент полезного действия эрлифта η в процессе изменения V изменяется и достигает максимального значения ранее, чем достигается наивысшее значение Q.

Устройство эрлифта.

Устройство эрлифта очень простое, а детали их доступны для изготовления даже в небольших механических мастерских.

Наиболее часто встречаются эрлифты с подводом воздуха по центральной трубе.

В нижний конец подъемной трубы 1 на трубе 2, ведущей от компрессора, подвешена воздухораспределительная труба 3. Последняя снабжена отверстиями диаметром 3-6 мм равномерного выбрасывания пузырьков воздуха в жидкость и образования смеси.

Лопасти 4 служат для центрирования трубы 3 в трубе 1. Воздухораспределительная труба 3 изготавливается из бронзы или серого чугуна.

В некоторых конструкциях труба 3 закрепляется в подъемной трубе 1, а воздушная труба 2 пропускается снаружи последней и крепится в ней металлическими скобами.

На верхнем конце подъемной трубы располагается устройство для улавливания смеси и предотвращения разбрасывания её по сторонам. Здесь же происходит выделение воздуха из смеси.

Отбойный конус 3 жестко закрепляется на верхнем конце трубы 1 при помощи тяг 4 из полосового металла. Воздушная труба 2 подвешивается к конусу 3 на фланце 5. Смесь жидкости и воздуха, выбрасываемая из подъемной трубы, отклоняется конусом 3 и сбрасывается на верхний уровень.

При больших диаметрах подъемных труб и значительных высотах подачи эрлифта крепление отбойного конуса должно быть очень прочным, так как удары смеси при изменениях направления её движения достигают большой силы.

Детали эрлифта, соприкасающиеся со смесью, желательно изготовлять из материалов, хорошо противостоящих коррозии, или в крайнем случае покрывать слоем защитной краски или лака.

Эрлифт для скважины

Работы эрлифта(теория)

В обсадную трубу 1 опущена водоподъемная труба 2. Воздух из компрессора К по воздухопроводной трубке (изображена пунктиром) поступает в самую нижнюю часть водоподъемной трубы.

Здесь пройдя через рассеивающий фильтр, воздух смешивается с водой, образуя в водоподъемной трубе водовоздушную смесь. Удельный вес этой смеси меньше, чем удельный вес воды в кольцевом цилиндрическом пространстве между стенками обсадной и подъемной труб.

По закону сообщающихся сосудов между столбами тяжелой жидкости в обсадной трубе и легкой смеси в подъемной трубе стремиться установиться равновесие.

Глубина погружения подъемной трубы под уровень жидкости может быть выбрана такой, чтобы высота столба смеси в подъемной трубе будет достигать верхнего конца этой трубы или даже несколько превышать его.

Столб тяжелой, чистой воды в обсадной трубе будет выдавливать вверх столб смеси по подъемной трубе. При ударе об отбойный конус 4 смесь выделяет воздух, а вода, освобожденная от воздуха, собирается в резервуаре 3.

Эрлифт для скважины своими руками

При внимательном изучении теории Вы убедитесь, что изготовить эрлифт для скважины возможно своими руками. Но перед тем как приступить к изготовлению воспользуйтесь справочными данными приведенными в этой статье.

Давайте рассмотрим изготовление эрлифта для скважины на конкретном примере – для скважины глубиной 25 метров. Для этого потребуется:

1. Вам необходима труба длиной не менее 25 метров, диаметр такой трубы согласно таблице выше в нашем примере составляет 100 мм.

2. Опускаем эту трубу на требуемую глубину, при этом ее верхняя часть трубы остается над поверхностью земли.

5. Делается второе отверстие, в которое вкручивают трубу( длиной около 1 метра). Через эту трубу на глубину 25 метров в скважину опускают шланг, по которому будет подаваться сжатый воздух. Диаметр внутреннего отверстия шланга, опускаемого в скважину, должен составлять примерно 12 мм.

6. Свободный конец воздушного шланга подсоединяют к выходному штуцеру компрессора.

Преимущества и недостатки

Исключительная простота и надежность действия эрлифта обуславливают его широкое применение.

Эрлифты применяются для подъема воды из буровых скважин любых диаметров и глубин. В этом случае эрлифт является самым простым и надежным типом водоподъемника. Однако по экономичности эрлифт уступает штанговым поршневым и глубинным центробежным насосам.

При централизованном водоснабжении промышленных предприятий буровые скважины с эрлифтами применяются в качестве резервного источника снабжения водой. Невысокая экономичность эксплуатации эрлифта здесь не имеет существенного значения.

В некоторых случаях водоснабжение промышленных предприятий и населенных мест из буровых скважин является по местным условиям единственно возможным. В таких случаях эрлифты применяют наряду с насосами как основное устройство для водоподъема.

Особое значение имеет эрлифт для подъема воды из буровых скважин малого диаметра, где невозможно употребление поршневых и центробежных насосов. Применение эрлифтов целесообразно в случае подачи агрессивных жидкостей на небольшую высоту. Такие случаи встречаются в химической и пищевой отраслях промышленности.

Эрлифт можно применять для подъема загрязненных жидкостей с песком, золой и торфом.

Недостатки эрлифта:
низкий КПД и вследствие этого невысокая экономичность,
большая глубина погружения,
невозможность подачи жидкости в горизонтальном и слабонаклонном трубопроводах.
загрязнение подаваемой эрлифтом жидкости компрессорным маслом
существенное повышение содержания кислорода в подаваемой жидкости.

Эрлифта это самые простые варианты насосов вытеснения. Изготовление и монтаж эрлифта своими руками под силу любому, даже начинающему мастеру.

В настоящее время конструкции на основе принципа эрлифта находят все большее применение даже в бытовой сфере.

Их используют для оснащения аквапонных систем. В этих случаях данное устройство работает одновременно и как насос, и как аэратор воды, насыщающий ее кислородом из окружающего воздуха.

Источник

Эрлифт: специфика и применение технического устройства

Эрлифт (или аэролифт) — техническое устройство, с помощью которого, используя лишь поток сжатого воздуха, можно откачивать жидкие среды из скважин.

Немного истории

Простейшие аппараты данного типа, прототипы современных эрлифтов, использовались еще в XVIII столетии. Однако широкое применение в промышленных масштабах они получили только в конце XX века. Важная роль с разработке данного оборудования принадлежит советскому инженеру Г. Шухову, который модернизировал эти воздушные подъемники.

Сегодня эрлифты востребованы в самых разных производственных отраслях, равно как и в бытовых условиях.

Устройство эрлифта

Конструктивно аэролифт состоит из следующих элементов:

1. Всасывающая часть. Равномерно и дозированно подает газ в трубопровод.

2. Смеситель. Осуществляет соединение сжатого воздуха с рабочей средой.

3. Труба. Транспортирует рабочую смесь к устройству, где из нее будет отделяться воздух.

4. Воздухоотделитель. Здесь гидросмесь распадается на составляющие элементы.

5. Трубопровод. Подает сжатый воздух к смесителю от компрессора.

Принцип действия аэролифта довольно прост. В емкость с жидкостью (или, например, в скважину) помещается труба на определенную глубину. Внизу к магистрали присоединяется еще одна труба, которая будет перекачивать сжатый воздух (его обеспечивает компрессор). При поступлении воздушного потока формируется рабочая смесь, состоящая их жидкости и газовых пузырьков. В ходе поднятия в верхней зоне установки она разделяется на компоненты.

По сути, такое приспособление является самым простым насосом. Аэролифт в зависимости от модификации способен откачивать обычную воду, жидкие среды со взвесями, а также агрессивного характера.

Устройство способно поднимать жидкую среду по-разному:

Согласно модификации и принципу действия, эрлифты бывают нагнетательного и всасывающего типа. В первых подающая труба погружается под уровень жидкой среды, а сжатый воздух поступает от компрессора. Во втором варианте подающая труба аналогично опускается под жидкость, но вода здесь уже всасывается сверху. Поэтому для работы такой установки требуется вакуум-насос.

Плюсы и минусы оборудования

Эрлифт как техническое приспособление имеет массу преимуществ:

Вместе с тем оборудование имеет некоторые недостатки:

Специфика эксплуатации оборудования

Особые требования выдвигаются к аэрлифтам, работающим в септиках. Здесь данные установки должны транспортировать сточные воды из приемной камеры в отсек аэротенка не просто качественно, но также быстро. В этом случае можно избежать брожения, возникновения неприятного запаха.

Нормальная работа септика во многом обусловлена надежностью воздушного подъемника. Поломки этого несложного устройства происходят редко, однако оборудование может выйти из строя из-за неправильного использования, например, вследствие сбоя в работе механического фильтра. Его, как и приемную камеру, нужно своевременно очищать от осадков. Также может нарушаться процесс аэрации (воздух нагнетается слабо либо совсем не поступает в отсеки), а могут повреждаться трубки. Все эти неполадки вполне поддаются устранению.

Источник

Что такое эрлифт для скважины: особенности конструкции, изготовление своими руками

Для организации эффективной системы водоснабжения на даче или в загородном доме понадобится обустроить скважину. Подобный процесс требует использования мощных погружных насосов, способных прокачивать большие объемы жидкости, ила и тяжелых примесей. Многие специалисты используют эрлифт для скважины, позволяющий выполнить ее глубокую промывку.

Конструктивные особенности и принцип действия

Эрлифт скважины — это специализированный воздушный насос, который предназначается для выкачивания воды из гидротехнического объекта без применения водяных насосов. Оборудование характеризуется повышенной производительностью и экологической безопасностью, поскольку в процессе его использования скважина заполняется только воздухом.

Первые прототипы таких систем были разработаны еще в XVIII в., но широкое распространение в промышленной отрасли они обрели только в 90-х гг. прошлого века. Конструктивные особенности эрлифтов предусматривают наличие следующих деталей:

Принцип действия эрлифтов выглядит следующим образом:

Области применения эрлифта

Современные эрлифты применяются в самых различных отраслях человеческой деятельности. Среди них:

Применение эрлифта для откачивания воды из колодца или скважины выполняется по 2 технологиям:

Первый вариант подходит для нефтеперерабатывающей промышленности, а второй — для выкачивания жидкостей с невысокой плотностью.

Достоинства и недостатки

К главным преимуществам эрлифтов относят такие пункты:

Кроме плюсов у эрлифтов есть и негативные стороны. В их числе:

Еще установки не могут выкачивать воду в равномерных порциях, а подача песчано-илистых отложений остается неконтролируемой.

Производительность зависит не от интенсивности подачи сжатого воздушного потока в гидросооружение, а от толщины подающей трубы и глубины ее погружения. При расчете эрлифта эксперты определяют оптимальное соотношение таких параметров, чтобы получить самый высокий процент коэффициента полезного действия.

Как самостоятельно изготовить эрлифт

При желании каждый народный умелец может изготовить эрлифт своими руками, не обращаясь за помощью к специалистам. Но для получения качественной системы необходимо выполнить ряд математических расчетов и определить такие свойства:

Высота подъема жидкости зависит от глубины бурения.

Чтобы рассчитать глубину погружения смесителя, нужно воспользоваться такой формулой: H = kh.

Для более быстрого и эффективного изготовления эрлифта своими руками следует придерживаться такой инструкции (она подходит для откачивания воды из скважины глубиной 20 м):

После завершения сборки конструкции нужно запустить компрессор и подать в скважину сжатую воздушную массу, чтобы приступить к изъятию жидкости наверх.

По аналогичной технологии можно создать самодельный компрессор для септика, который будет откачивать сточные воды с илом и осадком. Сделать насос без предварительного расчета параметров нельзя.

Разновидности эрлифтов

По конструкции и принципу работы эрлифты бывают 2 типов:

Представители первой группы подразумевают применение сжатого воздуха от компрессора. В них подающая трубка опускается под уровень залегания воды.

Всасывающие системы тоже опускают трубку под воду, но она не выталкивается с помощью трубки подачи, а всасывается сверху. Для бесперебойного протекания этого процесса в трубу подают разреженный воздух с помощью вакуумного насоса.

Помимо функции откачивания жидкости из гидротехнических сооружений и септиков, эрлифты могут предназначаться для аквапонных систем. В таком случае они могут выполнять функции насоса и аэратора, насыщающего воду кислородом из окружающей среды. Принцип работы таких систем выглядит следующим образом:

Подобные установки достаточно популярны, поскольку они подают обогащенную кислородом жидкость как к домашним растениям, так и в аквариумы с рыбкой.

Прокачка скважины эрлифтов — эффективный способ откачать жидкость, илистые или песчаные отложения с гидротехнического сооружения. Чтобы провести промывку скважины таким оборудованием, нужно хорошо разбираться в принципе его работы и знать о всех тонкостях эксплуатации.

Источник