Расчет параметров технологического оборудования гидроэлеваторной установки для удаления песчаных пробок из скважин

В статье рассмотрена технологическая схема гидроэлеваторной 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, который подключен к рабочему соплу гидроэлеватора. Гидроэлеватор содержит всасывающий и подающий трубопроводы для забора гидросмеси и очистки одно- и двухколонных водозаборных скважин от песчаных пробок. Приведена методика расчета и подбора параметров технологического оборудования установки. На основании составленных уравнений движения жидкости по подводящему трубопроводу с активным соплом и гидромониторному трубопроводу с размывающим насадком получены выражения для построения напорных характеристик этих трубопроводов. Предложен графоаналитический метод определения расходов воды в них путем построения характеристик рабочего насоса и трубопроводов и нахождения координат рабочей точки. Варьируя параметры трубопроводов и характеристики рабочего насоса, не изменяя параметры струйного насоса-гидроэлеватора, вычисляли значения полезной высоты подъема гидроэлеватора. Это позволило подобрать два варианта технологического оборудования гидроэлеваторной установки (для полипропиленовых и стальных труб) для удаления песчаных пробок из водозаборных скважин максимальной глубиной 50 и 75 м.

1. Специальные работы при бурении и оборудовании скважин на воду / Д. Н. Башкатов [и др.]. М.: Недра, 1988. 268 с.

2. Гидроэлеватор: а. с. СССР № 1173076 / В. А. Романов, Н. А. Богомолов. Опубл. 15.08.1985.

3. Лабораторные испытания гидроэлеватора для извлечения песчаных пробок из скважин / В. В. Ивашечкин [и др.] // Наука – образованию, производству, экономике: матер. 11-й Междунар. науч.-практ. конф.: в 4 т. / редкол.: Б. М. Хрусталев [и др.]. Минск: БНТУ, 2013. Т. 2. C. 109.

4. Каменев, П. Н. Гидроэлеваторы в строительстве / П. Н. Каменев. М.: Стройиздат, 1964. 403 с.

5. Соколов, Е. А. Струйные аппараты / Е. А. Соколов, Н. М. Зингер. 2-е изд. М.: Энергия, 1970. 288 с.

6. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта [и др.]. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

7. Сизов, Г. Н. Гидравлические расчеты специальных систем речных танкеров / Г. Н. Сизов. Л.: Судостроение, 1976. 288 с.

8. Лямаев, Б. Ф. Гидроструйные насосы и установки / Б. Ф. Лямаев. Л.: Машиностроение, 1988. 268 с.

9. Myrzakhmetov, B. Методика расчетного моделирования режимов работы струйного насоса для транспортировки продуктивных растворов урана / B. Myrzakhmetov, S. Toktamissova, A. Sładkowski // Transport Problems 2020: Proceedings XII International Scientific Conference IX International Symposium of Young Researchers / ed. of Chief A. Sładkowski. Gliwice: Silesian University of Technology, 2020. С. 528–538.

10. Калачев, В. В. Струйные насосы. Теория, расчет и проектирование / В. В. Калачев. М.: Филинъ, Омега-Л, 2017. 418 с.

11. Паневник, Д. А. Повышение энергоэффективности использования скважинных струйных насосов / Д. А. Паневник, А. В. Паневник // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 5. С. 462–471. https://doi.org/10.21122/10297448-2020-63-5-462-471.

12. Carpenter, C. Surface Jet Pumps Enhance Production and Processing / C. Carpenter // Journal of Petroleum Technology. 2014. Vol. 66, No 11. P. 134–136. https://doi.org/10.2118/1114-0134-jpt.

13. Ивашечкин, В. В. Расчет гидроэлеваторной установки для очистки водозаборных скважин от песчаных пробок / В. В. Ивашечкин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. Т. 59, № 1. С. 79–90. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-1-79-90.

14. Медведева, Ю. А. Двухуровневая скважина для забора подземных вод / Ю. А. Медведева, В. В. Ивашечкин, Е. С. Сацута // Вода. Газ. Тепло 2020: материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию Белор. нац. техн. ун-та, 100-летию каф. «Гидротехнич. и энергетическое стр-во, водный транспорт и гидравлика», 90-летию каф. «Теплогазоснаб. и вентиляция» / редкол.: С. В. Харитончик [и др.]. Минск: БНТУ, 2020. С. 188–192.

15. Водозаборная скважина: пат. BY 23608 / В. В. Ивашечкин, Ю. А. Медведева. Опубл. 30.12.2021.

16. Медведева, Ю. А. Определение КПД насоса-гидроэлеватора / Ю. А. Медведева, В. В. Ивашечкин, А. М. Шейко // Инновационные технологии в водном, коммунальном хозяйстве и водном транспорте: материалы Респуб. науч.-техн. конф. / редкол.: С. В. Харитончик [и др.]. Минск: БНТУ, 2021. С. 91–95.

17. Шевелев, Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб / Ф. А. Шевелев, А. Ф. Шевелев. 11-е изд., доп. М.: Бастет, 2016. 428 с.

18. Справочник по гидравлическим расчетам / П. Г. Киселев [и др.]; под. ред. П. Г. Киселева. М.: Энергия, 1972. 238 с.