Пневматические подъемники жидкости. Эрлифты

В пневматических подъемниках подъем и перемещение жидкос­тей осуществляются с помощью сжатого воздуха или другого газа. Широко применяются для подъема жидкостей эрлифты - пневмо-подъемники, в которых воздух перемешивается с жидкостью, образуя эмульсию с меньшим удельным весом, чем у жидкости. Такая "об­легченная" смесь воздуха и жидкости вытесняется более тяжелой жидкостью.

Рассмотрим принцип действия эрлифта по схеме, приведенной на рисунке 7. В буровую скважину, укрепленную обсадной тру­бой 2, на достаточную глубину от уровня б-б опускается подъемная труба 3. Этот уровень устанавливается в скважине при работе эрлифта и называется динамическим уровнем h вотличие от статического уровня
h_o (a-а), который.был в сква­жине до откачки жидкости.

К подъемной трубе воздух подводится от компрессора по воздухо­проводу 4 через специальный ресивер, где происходит выравнивание давления и выделение из воздуха паров влаги и масла (конденсата). Воздухопровод опускают до уровня в-в на глубину Н. В конце воздухопровода расположена форсунка 1, которая служит для пе­ремешивания воздуха с жидкостью и образования смеси жидкости и пузырьков воздуха, т. е. эмульсии. Так как удельный вес эмульсии g_э меньше, чем удельный вес жидкости g_ж, то эмульсия будет под­ниматься по трубе 3 и изливаться в приемный бак - воздухо­отделитель 6 с патрубком 5. Воздух из бака удаляется через отбойный конус 7.

Расчет эрлифтной установки сводится к определению необхо­димой глубины погружения форсунки, количества воздуха, необ­ходимого для подъема заданного количества жидкости, подачи, мощности и давления компрессора.

Глубина погружения форсунки мо­жет быть определена из соотношения:

Нg_э = h₀g_ж. (31)

Количество воздуха, необходимое для обеспечения заданного расхода жидкости Q, определяется по фор­муле (м³/с):

V = QV₀ /60, (32)

где Q - расчетный расход жидкости, м³/с; V_o - удельный расход воздуха, т. е. объем воздуха, необходимый для подачи 1 м³ жидкости; зависит от стати­ческого уровня h₀ жидкости и КПД эрлифта.

Эрлифты имеют ряд достоинств: простота конструкции (нет движущихся частей), надежность в работе, большая маневренность по отношению к ком­прессорной установке, возможность по­давать воду, содержащую мелкие твер­дые частицы. Исходя из этого, эрлифты применяют для подачи воды и нефти из глубоких скважин, для подачи кислот и других химически активных жид­костей, а также смесей с твердыми частицами.

Недостатки эрлифтов: невысокий КПД (0,25-0,35), необходимость боль­шого заглубления скважины (на 3-5 м ниже форсунки) для создания нормаль­ных условий работы.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте классификацию центробежных насосов по конструктивным признакам.

2. Нарисуйте схему и перечислите основные детали центробежного насоса.

3. Какое условие необходимо выполнить, чтобы центробежный насос начал работать?

4. Объяс­ните принцип действия центробежного насоса.

5. Какое конструктивное решение необходимо для увеличения напора в центробежных насосах?

6. Что такое абсолют­ная и относительная скорости жидкости в насосе?

7. Напишите выражение для окружной скорости рабочего колеса.

8. Напишите и объясните уравнение Л. Эйлера для лопастных насосов.

9. Чему равна подача центробежного насоса?

10. Дайте определение полезной и потребляемой мощности насоса.

11. В чем заключается зна­чение теории подобия применительно к проектированию центробежных насосов?

12. Что такое коэффициент быстроходности и для чего он используется?