Вибір, розрахунок і застосування троса для свердловинних насосів

Застосування троса для заглибного насоса

Насамперед, слід вказати на те, що основна функція троса, використовуваного для заглибного насоса – страхувальна, трос повинен страхувати свердловинний насос від падіння у свердловину. Саме ж кріплення насоса повинно здійснюватися до пластикової водопровідної труби, і за допомогою цієї труби трос повинен вилучатись з свердловини. Тому, виходячи з його функції, трос для свердловинного насоса часто називають страхувальним тросом. При цьому, підбираючи трос для свердловинного насоса, потрібно враховувати, що вага самого свердловинного насоса становить лише незначну частину навантаження, яку повинен витримати трос. Ну і, очевидно, що занурювальний насос, є досить дорогим, так і дуже відповідальним обладнанням, до втрати якого, на жаль, можуть привести помилки при виборі троса.

Види тросів для свердловинного насоса

Нейлоновий шнур (мотузка з поліаміду, капроновий шнур)

Переваги:

• низька ціна;
• стійкість матеріалу до гниття/ корозії

Недоліки:

• розтягнення шнура під навантаженням (близько 25%);
• значне погіршення міцнісних характеристик з часом;

Капроновий/ нейлоновий шнур є найбільш дешевим, але при цьому і найменш якісним видом троса для свердловинних насосів. Головним недоліком шнура є значна втрата міцності після тривалого перебування у воді, фактично такий шнур може виконувати свої функції не більше одного-двох сезонів. В даний час даний вид троса практично не застосовується в якості страхувального троса для свердловинних насосів, проте, деякі виробники недорогих побутових занурювальних насосів все ще комплектують свої вироби, наша рекомендація – використовувати цей шнур як білизняний мотузки або інших побутових цілей, а в якості страхувального троса все ж застосувати сталевий трос. У разі ж, якщо єдиним доступним тросом є капроновий шнур, то застосовувати його лише склавши мінімум в 2 рази і замінити його, не пізніше ніж через 2 роки після початку використання.

Сталевий трос оцинкований

Переваги:

• висока міцність;
• невисока вартість;

Недоліки:

• низька стійкість до корозії;

Сталевий трос оцинкований також небажано використовувати в якості страхувального троса. Справа в тому, що цинкове покриття троса, що захищає його від корозії, досить швидко перестає виконувати свою функцію, у разі знаходження троса у воді. Цього додатково сприяють пошкодження і подряпини троса, наприклад, при застосуванні затискачів, формуванні петлі, тертя троса об стінки свердловини і частини насоса. Термін служби такого троса може скласти 3-4 року, однак вже на другий рік експлуатації, трос може почати помітно іржавіти і виділяти продукти іржі у воду.

Сталевий трос в ПВХ оболонці

Переваги:

• висока міцність;
• невисока вартість;
• більш висока довговічність порівняно з оцинкованим тросом;

Недоліки:

• відносно невисока вартість до корозії

Сталевий трос в ПВХ оболонці на сьогодні є найбільш популярним видом страхувального троса. Однак, навіть незважаючи на захисне пластикове покриття, термін служби такого троса обмежений – справа в тому, що пластикове покриття може бути пошкоджено (формування петлі, застосування затискачів, тертя), в результаті чого вода потрапляє під пластикове покриття, що призведе до корозії і можливого руйнування троса. Фактичний строк служби значною мірою буде залежати від відсутності пошкоджень пластиковій оболонці троса і складати 5 років і більше.

Трос із нержавіючої сталі

Переваги:

• висока корозійна стійкість
• висока міцність
• інертність до води (трос із нержавіючої сталі не виділяє в неї ніяких речовин)

Недоліки:

• висока вартість;

Трос із нержавіючої сталі – найбільш якісний вид троса для свердловинних насосів. Стійкий до корозії троса дозволяє говорити про очікуваний термін експлуатації 15 років і більше. Недоліком троса є висока ціна, особливо для діаметрів понад 5 мм.

Розрахунок потрібного діаметра троса

Для визначення потрібного діаметра троса потрібно визначити максимальне навантаження, яке буде відчувати трос. Для цього потрібно підсумувати наступні значення:

• вага насоса
• вага пластикової труби водопідйомній
• вага води, яка буде знаходитися в трубі
• вага кабелю

В залежності від глибини свердловини загальна вага буде становити від 60 до 250 кг. Для визначення діаметра рекомендується використовувати коефіцієнт запасу міцності, (враховує в тому числі ударний характер навантаження при розриві труби) зазвичай коефіцієнт приймається рівним 2 (двократна навантаження)

Приклад типового розрахунку:

• Свердловинний насос, вага 20 кг
• Глибина опускання: 50 м
• Труба ПЕНД діаметром 40 мм, з товщиною стінки 2,4 мм
• Кабель перетином 3х2,5 мм2 (вага погонного метра – 0,2 кг

Отриману навантаження порівнюємо з допустимим навантаженням для тросів:

Потрібно мати на увазі, що діаметр троса в ПВХ-обплетенні вимірюється по зовнішньому діаметру троса в оболонок, діаметр самого сталевого троса, як правило, менше на 1 мм (товщина стінок оболонки)

Таким чином, з урахуванням двох-кратного коефіцієнта запасу міцності – бачимо, що в даному випадку можна застосовувати сталевий нержавіючий трос діаметром 2 мм, або трос в ПВХ обплетенні діаметром 3 мм

При этом, при выборе диаметра троса нужно учитывать не только его прочностные характеристики, но и удобство эксплуатации. Дело в том, что стальные тросы маленького диаметра очень неудобны при поднятии опускании троса – они впиваются в ладони и могут их порезать, исходя из этих соображений, мы не рекомендуем использовать трос менее 2-3 мм диаметром.

Ориентировочная таблица соответствия глубины скважины и диаметра используемого троса

Особливості монтажу:

Трос кріпиться до насоса через спеціальні вушка свердловинного насоса. Для закріплення з троса потрібно сформувати петлю, використовуючи при цьому коуш для троса та спеціальні затиски для закріплення троса. При цьому використання коуша є обов'язковим – так як інакше, в місці з'єднання троса з вушком насоса, внаслідок постійного тертя, петля з часом, може зруйнуватися. Кількість затискачів для троса має бути не менше двох.

Трос слід монтувати не в натяг, а з невеликим послабленням. Насос повинен надійно триматися на самій трубі ПНД. У разі якщо станеться обрив в місці з'єднання з фітингом, насос залишиться висіти на страховочном тросі.

Верхній кінець троса кріплять за рим-болт оголовка (якщо насос занурюється у свердловину), або ж за поперечну штангу/консольне кріплення (якщо насос занурюється в колодязь) і закріплюють за допомогою тих же затискачів.