Para resolver de manera efectiva problemas como el bombeo desde una gran profundidad y el suministro de agua a un sistema de suministro de agua autónomo, es necesario comprender el diseño de una bomba sumergible para un pozo. El uso de tales bombas permite bombear agua de pozos, cuya profundidad alcanza los 80 metros. En este artículo, consideraremos cómo funciona una bomba sumergible, en qué categorías se divide y cómo elegir dicho dispositivo correctamente.
Tipos de equipos de bombeo para bombear medios líquidos de pozos.
El objetivo principal de las bombas profundas es bombear un medio líquido desde una fuente subterránea y su posterior transporte a través de un sistema de tuberías bajo cierta presión. Varios sistemas están equipados con máquinas hidráulicas de este tipo, que, en particular, incluyen sistemas autónomos de suministro de agua y saneamiento, sistemas de riego, etc.
Dependiendo de la aplicación, las bombas sumergibles pueden referirse a:
- aparatos de uso industrial, que por su alta potencia son capaces de elevar el líquido que bombean desde una profundidad de hasta 1000 metros (dichos equipos son de tamaño considerable y se utilizan en diversas industrias);
- bombas sumergibles domésticas utilizadas para garantizar el funcionamiento eficiente de los sistemas autónomos de suministro de agua para casas de campo y casas de verano, así como para el funcionamiento de los sistemas de riego (las bombas sumergibles de este tipo son de tamaño compacto y de potencia suficientemente alta).
De acuerdo con el esquema de instalación, las bombas sumergibles de varilla y sin varilla se distinguen en el pozo. Los dispositivos del segundo tipo, en particular, incluyen unidades de bombeo con bombas centrífugas eléctricas (ESP).
Una bomba de varilla es una máquina hidráulica cuyo motor de accionamiento se encuentra en la superficie de la tierra, fuera del pozo, estando sumergida únicamente su parte de aspiración en el medio líquido bombeado. Las varillas presentes en el diseño de dicho dispositivo están diseñadas para transferir el empuje generado por el motor de accionamiento a la parte de admisión.
El motor de accionamiento de las bombas sin vástago se encuentra en la misma carcasa que el mecanismo de aspiración y se sumerge junto con él en el medio líquido bombeado. Dichos dispositivos sumergibles son los más utilizados, ya que son más convenientes tanto en la instalación como en la operación.
El equipo de bombeo sumergible también se divide en varios tipos según su diseño y principio de funcionamiento. Entonces, dependiendo de estos parámetros, se distinguen bombas de asiento profundo de tipo centrífugo y de vórtice, o vibración.
Una bomba centrífuga sumergible es un dispositivo cuyo cuerpo principal de trabajo es una rueda con paletas montadas en un eje girado por un motor eléctrico. Cuando una rueda de este tipo (impulsor) gira, el líquido bombeado en la cámara interior, bajo la acción de la fuerza centrífuga ejercida sobre él, es arrojado a las paredes de la cámara, lo que contribuye a la expulsión del medio líquido en la tubería de presión. . Al mismo tiempo, se crea una rarefacción de aire en la parte central de la cámara, por lo que una nueva porción del líquido bombeado se succiona de la tubería ubicada en el pozo.
Bomba sumergible de fondo de pozo "Dzhileks"
Para evitar que las inclusiones sólidas contenidas en el líquido bombeado entren en el interior de la bomba sumergible centrífuga, dichos dispositivos deben usarse con filtros gruesos instalados en la tubería de suministro. La desventaja más significativa de las bombas centrífugas, que pueden funcionar todo el año, es su costo bastante alto en comparación con el precio de los equipos de tipo vórtice.
Las bombas profundas de vórtice (o vibración) se utilizan en los casos en que se requiere bombear agua de un pozo poco profundo. El principio de funcionamiento de los dispositivos de este tipo es que se crean vibraciones de alta frecuencia en su parte interna, que ponen en movimiento el pistón mecánico. Este último asegura la succión del medio bombeado desde la tubería de suministro.
Las ventajas más significativas de las bombas consideradas incluyen:
- dimensiones compactas;
- bajo costo (en comparación con el precio de las bombas centrífugas);
- consumo mínimo de energía.
Entre las desventajas de las bombas sumergibles tipo vórtice se suelen distinguir:
- destrucción de las paredes del pozo por vibraciones (es posible minimizar el efecto vibratorio de la bomba de vórtice en las paredes del pozo si se colocan anillos de goma en su cuerpo);
- baja potencia;
- la productividad relativamente baja del medio líquido de bombeo.
Bomba de vibración para el pozo "Kid"
Características de diseño de bombas profundas.
El dispositivo de una bomba profunda y sus características de diseño están determinados en gran medida por el principio de funcionamiento y el tipo de motor de accionamiento de esta máquina hidráulica. La toma del medio líquido bombeado cuando se utilizan tales bombas se realiza a través de una tubería especial colocada en el pozo del pozo que se está abasteciendo o en el pozo. El cable eléctrico colocado en una funda protectora es el responsable de la alimentación del motor de accionamiento, situado a cierta profundidad.
En el dispositivo de una bomba de pozo de tipo centrífugo, se pueden distinguir dos partes principales:
- un motor de accionamiento, que puede ser incorporado o externo;
- directamente a la parte de bombeo del equipo.
Si el motor de accionamiento de la bomba está incorporado, generalmente se coloca en la parte inferior del dispositivo. La toma de agua cuando se utilizan bombas de este tipo se puede realizar tanto por la parte superior como por la parte inferior de su carcasa. En este caso, se da preferencia a la entrada del líquido bombeado a través de la parte inferior del cuerpo, ya que esto le permite limpiar la parte profunda del pozo del sedimento y la arena que se acumulan en él. Los dispositivos de bombeo sumergibles, lo cual es muy conveniente, se enfrían por el medio líquido en el que se colocan. Esto le permite proteger dichos dispositivos contra el sobrecalentamiento, lo que puede dejarlos inutilizables rápidamente. Las bombas de pozo profundo de tipo centrífugo, aunque tienen un diseño más complejo que los dispositivos de vibración, se distinguen por una mayor confiabilidad, rendimiento y una vida útil más larga.
Los principales elementos estructurales de las bombas sumergibles vortex son la carcasa, un vidrio especial, un motor de accionamiento y un vibrador. El vibrador en estos dispositivos es el elemento estructural más complejo, compuesto por un ancla, un amortiguador de goma y arandelas de control. Las condiciones necesarias para la entrada de fluido del pozo, realizada por una bomba de vibración, son creadas por su amortiguador de goma, que se comprime y se afloja durante el funcionamiento de dicho dispositivo.
Un elemento obligatorio del equipo para el equipo de bombeo sumergible es un filtro grueso que protege el interior de dichos dispositivos de la entrada de sólidos contenidos en el medio bombeado. Para garantizar un funcionamiento más eficiente del equipo de bombeo sumergible y garantizar su protección contra factores negativos, se utilizan varios sensores que detienen automáticamente la bomba en caso de situaciones de emergencia (contenido demasiado alto de limo y arena en el líquido bombeado, disminución del nivel del agua en el pozo, etc.).
Entre los diversos tipos de equipos de bombeo utilizados para bombear agua de un pozo o pozo, los dispositivos sumergibles son los más populares. Tal popularidad se explica por una serie de ventajas de las bombas sumergibles, que incluyen:
- sin ruido durante el funcionamiento;
- la capacidad de garantizar un suministro de agua ininterrumpido desde un pozo con servicio;
- facilidad de instalación;
- la capacidad de proporcionar suministro de agua de pozos de considerable profundidad;
- dimensiones compactas;
- sin necesidad de refrigeración adicional del motor de accionamiento;
- propiedades anticorrosivas de los materiales de los que está hecho el cuerpo.
Es prácticamente imposible prescindir de una bomba profunda si la profundidad del pozo del que se va a bombear el medio líquido supera los 10 metros.
Al elegir un dispositivo de este tipo, debe prestar atención a parámetros tales como:
- la necesidad total de puntos de toma de agua en agua, que debe proporcionar la bomba seleccionada;
- características del pozo del que se va a bombear el agua (diámetro y profundidad);
- datos geológicos del sitio donde se perforó el pozo (profundidad a la que se encuentra el agua subterránea, tipo de suelo, etc.);
- la presencia en el sitio donde se planea instalar equipos de bombeo, una fuente de energía.
