DD143808A1 - UNDERWATER MOTOR CENTRIFUGAL PUMPS FOR MINERAL OIL FILLING FROM GROUNDWATER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenueber Wasser spezifisch leichteren Fluessigkeiten bei grossflaechigen Verunreinigung des Grundwassers in groesseren Tiefen. Das Ziel besteht darin, neben der Senkung der Stoeranfaelligkeit und des Aufwandes solcher Vorrichtung die Variabilitaet der technischen Parameter zu vergroessern. Die der Mineraloelfoerderung dienende Pumpe ist dem Niveau der Mineraloelschicht anpassbar. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass Grundwasserpumpe und Mineraloelpumpe Unterwassermotor-Kreiselpumpen sind. Die Grundwasserpumpe ist mit einem zusaetzlichen fluessigkeitsdichten Schutzzylinder, der mit Einlaufsieb und Leitblechen versehen ist, umgeben. Motor-und Pumpenteil der Mineraloelpumpe ist mittels eines Zwischenstueckes verbunden. Die Mineraloelpumpe umgibt ein zusaetzliches Fluessigkeitsdichtes Zulaufgehaeuse und das Zulaufrohr ist teleskopartig ausgebildet. Ueber an der Druckrohrleitung angeordnete Fuehrungsschenen ist die Hoehenverstellung der Mineraloelpumpe an das jeweilige Niveau der Mineraloelschicht anpassbar.The invention relates to a device for the anhydrous pumping of water over specific lighter liquids at grossflächigen contamination of groundwater at greater depths. The aim is to increase the variability of the technical parameters in addition to lowering the susceptibility and expense of such device. The mineral oil feed pump is adaptable to the level of the mineral oil layer. The task is solved by the fact that groundwater pump and mineral oil pump are underwater motor centrifugal pumps. The groundwater pump is surrounded by an additional liquid-tight protective cylinder, which is provided with inlet strainer and baffles. Motor and pump part of the mineral oil pump is connected by means of a Zwischenstueckes. The mineral oil pump surrounds an additional liquid-tight inlet housing and the inlet pipe is telescopically formed. The height adjustment of the mineral oil pump can be adapted to the respective level of the mineral oil layer via guide flutes arranged on the pressure pipeline.
Description
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Titel der Erfindung:Title of the invention:
Unterwassermotor-Kreiselpumpen zur Mineralölförderung aus dem GrundwasserSubmersible motor centrifugal pumps for mineral oil extraction from the groundwater
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wasserfreien Abpumpen von gegenüber Wasser spezifisch leichterer Flüssigkeiten bei großflächigen Verunreinigungen des Grundwassers durch insbesondere Mineralöle in größeren Mengen und aus größeren Tiefen durch Verwendung von zwei in einem Brunnen in unterschiedlicher Tiefe eingebaute, unabhängig voneinander angetriebene Pumpen, wobei die tiefer hängende Pumpe Grundwasser und die höher hängende Pumpe Mineralöl fördert·The invention relates to a device for the anhydrous pumping of water with respect to lighter liquids in large-scale contamination of groundwater by particular mineral oils in larger quantities and from greater depths by using two built in a well at different depths, independently driven pumps, the lower hanging Pump groundwater and the higher-hanging pump promotes mineral oil ·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Beim Abpumpen der bis in das Grundwasser versickerten spezifisch gegenüber Wasser leichteren Flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl, kommt es darauf an, diese Flüssigkeiten mit einem möglichst geringen materieller und technischen Aufwand wasserfrei abzupumpen und dem Produktionsprozeß wieder zuzuführen. Entsprechend der unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen an den einzelnen Standorten der Grundwasserverunreinigungen sind Abpumpvorrichtungen mit variablen technischen Parametern, wie z.B. Förderhöhe, Förderdruck und Fördermenge erforderlich. Die bisher bekannten technischen Vorrichtungen genügen dieser Forderung nur in unzureichendem Maße.Characteristic of the known technical solutions When pumping off the liquids which have leaked into the groundwater and which in particular are lighter in water, in particular mineral oil, it is important to pump off these liquids with the least possible material and technical expense and return them to the production process. According to the different hydrological conditions at the individual sites of the groundwater contaminants, pumping devices with variable technical parameters, e.g. Delivery head, delivery pressure and flow rate required. The hitherto known technical devices meet this requirement only to an insufficient extent.
Bs ist eine Vorrichtung bekannt, bei der in einem Brunnen eine TJnterwassermotor-Ereiselpumpe zur Grundwasserförderung eingesetzt ist. Durch die Unterwassermotor-Kreiselpumpe wird eine mit ihr kombinierte Wasserstrahlpumpe angetrieben, die zur Mineralölförderung dient (DD-PS 121 662).Bs is a device is known in which in a well a TJnterwassermotor Ereiselpumpe is used for groundwater extraction. By the submersible motor centrifugal pump combined with her water jet pump is driven, which is used for mineral oil production (DD-PS 121 662).
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Die praktische Förderhöhe einer Wasserstrahlpumpe ist jedoch so gering, daß der Transport spezifisch leichter Flüssigkeiten aus Tiefen über 30.m technisch nicht mehr realisierbar ist. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß im abgepumpten spezifisch leichteren Medium ein Wassergehalt von etwa $0-70 % vorhanden ist, so daß ein relativ hoher technischer Aufwand zur Phasentrennung erforderlich ist. Es ist auch bekannt, statt einer Wasserstrahlpumpe eine mittels Wasserdruck zwangsgesteuerte Kolbenpumpe zu verwenden. Obwohl diese Vorrichtung gegenüber der erstgenannten einige Vorteile aufweist, ist ein großer technischer Aufwand zu deren Eealisierung erforderlich»However, the practical head of a water jet pump is so low that the transport of specific light liquids from depths over 30.m is no longer technically feasible. Another disadvantage of this device is that in the pumped specifically lighter medium, a water content of about $ 0-70 % is present, so that a relatively high technical effort for phase separation is required. It is also known, instead of a water jet pump to use a positively controlled by water pressure piston pump. Although this device has some advantages over the former, great technical effort is required to realize it »
Die gesamte Abpumpvorrichtung besteht aus einem komplizierten System voneinander abhängiger Steuerorgane, ζ„Β. Steuerkolben, Antriebskolben, Förderkolben, Ventilklappen und kleinkalibriger Rohrleitungen, so daß unter den Bedingungen in der Praxis, z.Bo während des Winterbetriebes, keine ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet ist.The entire pumping device consists of a complex system of interdependent controls, ζ "Β. Control piston, drive piston, delivery piston, valve flaps and small-caliber piping, so that under the conditions in practice, z.Bo during winter operation, no sufficient reliability is guaranteed.
Weiterhin ist bekannt geworden, sowohl die Grundwasserpumpe als auch die Mineralölpumpe als Baugrubentauchpumpe auszuführen. 'Furthermore, it has become known to perform both the groundwater pump and the mineral oil pump as a submersible pump. '
Eine andere bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß als Grundwasserpumpe eine Unterwassermotor-Kreiselpumpe und als Mineralölpumpe eine Zapfsäulenpumpe Verwendung finden. (Brunnenbau, Bau von Wasserwerken, Rohrleitungen, Heft 10, Oktober 1978)"Another known device is designed so that use a submersible motor centrifugal pump as the groundwater pump and a petrol pump as a petroleum pump use. (Well Construction, Construction of Waterworks, Pipelines, Issue 10, October 1978) "
Die Verwendung von tauchbaren Schmutawasser-Kreiselpumpen beschränkt Jedoch auf Grund der aligemein üblichen Bauausführung dieser Pumpen als einstufige Pumpen sowie der besonderen Anordnung der Druckstutzen in radialer Richtung bei gegebenem Brunnendurchmesser die mögliche Förderhöhe, so daß diese Anordnung nur für die Beseitigung von Verunreinigungen aus geringen Tiefen anwendbar ist. Hinzu kommt, daß durch die notwendigen Kontrollen an den Wellendichtungen dieser speziellen Pumpen in relativ kurzen Zeitabständen die Pumpen ausgebaut und kontrolliert werden müssen, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht gewährleistet ist.However, the use of submersible Schmutawasser centrifugal limited due to the aligemein customary construction of these pumps as single-stage pumps and the particular arrangement of the discharge nozzle in the radial direction for a given well diameter the possible delivery height, so that this arrangement only applicable to the elimination of impurities from shallow depths is. In addition, must be removed and controlled by the necessary checks on the shaft seals of these special pumps in relatively short time intervals, so that a continuous operation is not guaranteed.
Ziel der Erfindung:Object of the invention:
Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Aufwand und dieThe aim of the invention is to save the effort and the
Störanfälligkeit Wasser leichter-: die sich durch von Standardbau"Susceptibility to water more easily: which is characterized by standard construction "
Darlegung des V.' Die Erfindung £ schaffen, mit wassers in groß: gem technischer: Pumpe zur Mine:·: anpaßbar ist.Presentation of the V. ' To create the invention, with water in big: according to technical: pump to the mine: ·: is adaptable.
Erfindungsgeiaä; ö.ie tiefer här Grundwasserpurv Kreiselpumpen sätzlichen fli Schutzzylinde:- blechen verse, ralölpumpe mi wellendichtu r pumpe von eir; umgeben ist c aus dem QJeIe;:-:.' gebildet ist, ralölpumpe ei der Mineralöl eine Wasservc Ein weiteres Druckrohrleii achse von de;e ist und daß c Bereich der I. angeordnet s?Erfindungsgeiaä; Lower water Groundwater pump Centrifugal pumps additional fli Protective cylinder: - metal plate, oil pump with oil seal pump from eir; c is surrounded by the QJeIe;: - :. ' Another pressure tube is the axis of the oil, and that c is located in the region of the I. s.
Ausführungsbe: Die Erfindung näher erläute Xn der zugehe·.'.:The invention is explained in more detail by the following:
Jrig. 1: die a.Jrig. 1: the a.
richturichtu
ar Vorrichtung zum Abpumpen von gegenüber issigkeiten aus dem Grundwasser zu senken, .öle technische Parameter unter Verwendung ;i nach dem Baukastenprinzip auszeichnet.to reduce the device for pumping out of the groundwater, oils are technical parameters; i is based on the modular principle.
der Erfindung:the invention:
sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu Sflächige Verunreinigungen des Gründungen und aus größeren Tiefen mit gerin- \nd phasenrein abgepumpt werden, wobei die •rderung dem Niveau der MineralölschichtThe task of pumping out a device for surface contamination of the foundations and from greater depths with low-phase purity, wherein the promotion to the level of the mineral oil layer
die Aufgabe dadurch geläst, daß sowohl rundwasserpumpe als auch die über der ordnete Mineralölpumpe Unterwassermotorobei die Grundwasserpumpe mit einem zuüsdichtem Schutzzylinder umgeben und der nem obenliegenden Einlaufsieb und Leitend daß Motor- und Pumpenteil der Minenes Zväschenstückes, in dem eine Radialten ist, verbunden sind, die Mineralölslichen flüssigkeitsdichten Zulaufgehäuse eleskopartig gestaltetes Zulaufrohr, das igsrohr, QJeleskopsaugrohr und Filterkorb idsch um die Druckrohrleitung der Mineist, SO^1Ie eine im Unterteil des Motors ! •gesehene Druckausgleichsmembran durch schützt ist.the task solved by the fact that both round water pump as well as the subordinate mineral oil underwater motor surrounded the groundwater pump with a zuüsdichtem protective cylinder and the NEM overhead inlet strainer and Leitend that motor and pump part of the mine Zväschenstückes in which a Radialten is connected, the Mineralölslichen liquid-tight inlet housing elbow-shaped inlet pipe, the igsrohr, QJeleskopsaugrohr and filter basket idsch around the pressure pipe of the mine, SO ^ 1 Ie one in the lower part of the engine! • seen pressure compensation membrane is protected by.
hen der Erfindung besteht darin, daß die Grundwasserpumpe exzentrisch zur Brunnensserpumpe in Richtung Brunnenkopf geführt ickrohrleitung zwei !"ührungsschienen im pumpe und am Zulaufgehäuse Pührungsklauenhen of the invention is that the groundwater pump eccentrically guided to Brunnensserpumpe in the direction of the wellhead ickrohrleitung two! "In the pump and the inlet housing Pührungsklauen
chstehend an einem Ausführungsbeispielstanding at an embodiment
j.chnung zeigtj.rechn shows
ehe Anordnung der erfindungsgemäßen Vor·Before the arrangement of the invention
- 4 - . - 4 -.
Im Brunnen 1 sind, Motorteil 4 und Pumpenteil 6 der Grundwasser-· pumpe in einem nach oben hin offenen und mit Leitblechen 2 ausgerüstetem Schutzzylinder 3 angeordnet. Die Befestigung des Schutzzylinders 3 sowie des zugehörigen Einlaufsiebes 7 erfolgte an der Flanschverbindung 8 der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6. Die Strömungsrichtung des Grundwassers vom Einlaufsieb 7 bis zum Einlaufstück 5 der Grundwasserpumpe 4; 6 ist durch Pfeile dargestellt.In the well 1, the motor part 4 and the pump part 6 of the groundwater pump are arranged in a protective cylinder 3 which is open at the top and equipped with baffles 2. The attachment of the protective cylinder 3 and the associated inlet strainer 7 was carried out on the flange 8 of the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6. The flow direction of the groundwater from the inlet strainer 7 to the inlet piece 5 of the groundwater pump 4; 6 is represented by arrows.
Oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 ist die Mineralölpumpe mit Motorteil 11 und Pumpenteil 15 aufgehängt.Above the groundwater pump 4; 6, the mineral oil pump with motor part 11 and pump part 15 is suspended.
Unterhalb des Motorteiles 11 befindet sich eine Wasservorlage 10, bestehend aus einem mit reinem Wasser gefülltem (Tauchrohr, dessen innerer nach unten offener Rohrstutzen flüssigkeitsdiciit mit der am Motorteil 11 befindlichen Ausdehnungsmembran verbunden ist. Um den erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, ist der äußere nach unten verschlossene Eohrstutzen nach oben hin offen.Below the engine part 11 there is a water reservoir 10, consisting of a pure water filled (dip tube whose inner downwardly open pipe socket is flüssigkeitsdiciit connected to the expansion valve located on the motor part 11. To allow the necessary pressure equalization, the outer is closed down Eohrstutzen open at the top.
Das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe ist in einem flüssigkeits·1-dichten Zulaufgehäuse 14 angeordnet» Die Befestigung des Zulauf gehäuses 14 erfolgt am Zwischenstück 12, wodurch zugleich eine räumliche und fliissigkeitsdichte Trennung _ des Pumpenteiles 15 vom Motorteil 11 ermöglicht wird, insbesondere durch die Anordnung einer geeigneten Eadialwellendichtung 13. Oberhalb des Zulaufgehäuses 14 ist die Zulaufvorrichtung mit dem Teleskopführungsrohr 17, dem Teleskopsaugrohr 21, dem Führungsring 16 und dem Filterkorb 22 angeordnete Mittels der Zugstange 24 ist eine vertikale Verstellung des Teleskopsaugrohres 21 möglich. Die Bohrung des Teleskopsaugrohres 21 erfolgt entlang der Druckrohrleitung 26 der Mineralölpumpe 11; 15» wobei eine eventuelle Verdrehung durch die Führungsschiene 25 verhindert wird.The pump part 15 of the mineral oil pump is arranged in a liquid- 1- tight inlet housing 14. The attachment of the inlet housing 14 takes place on the intermediate piece 12, whereby at the same time a spatial and liquid-tight separation of the pump part 15 from the motor part 11 is made possible, in particular by the arrangement of suitable Eadialwellendichtung 13. Above the inlet housing 14, the inlet device with the telescopic guide tube 17, the telescopic suction tube 21, the guide ring 16 and the filter basket 22 arranged means of the pull rod 24 is a vertical adjustment of the telescopic suction tube 21 is possible. The bore of the telescopic suction tube 21 takes place along the pressure pipe 26 of the mineral oil pump 11; 15 »with a possible rotation by the guide rail 25 is prevented.
Entlang der an der Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 befestigten Führungsschiene 18 und der Führungsklauen 14 a am Zulaufgehäuse 14 ist eine zusätzliche Möglichkeit zur Korrektur der Einbautiefe der Mineralölpumpe 11; 15 sowie ihrer Fixierung in radialer Richtung gegeben. Alle elektrischen Kabel verlaufen in Kabelschutzrohren 27·Along the at the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6 fixed guide rail 18 and the guide claws 14 a on the inlet housing 14 is an additional way to correct the installation depth of the mineral oil pump 11; 15 and given their fixation in the radial direction. All electrical cables run in cable conduits 27 ·
Während des Dauerbetriebes der Grundv/asserpumpe 4; 6 bildet sich zunächst ein sogenannter Absenkungstrichter mit demDuring the continuous operation of the basic water pump 4; 6 initially forms a so-called lowering funnel with the
unteren Niveau 19, in dem sich die gegenüber '//asser spezifisch leichteren flüssigkeiten, insbesondere Mineralöl 20, bis zum oberen Hiveau 2j5 anreichern.lower level 19, in which the liquids, in particular mineral oil 20, which are specifically lighter than water, accumulate up to the upper level 2j5.
Die Strömungsrichtung der spezifisch leichteren Phase ist abThe flow direction of the specific lighter phase is from
Pilterkorb 22, Zulaugehäuse 14, Einlauf Öffnung des Pumpenteiles 15 bis Druckrohrleitung 26 durch Pfeile gekennzeichnet. Zur optimalen Ausnutzung des Brunnenquerschnittes und damit zur Minimierung der Kosten für die Erschließung und Verrohrung des Brunnens ist die Druckrohrleitung 9 der Grundwasserpumpe 4; 6 oberhalb der Grundwasserpumpe 4; 6 exzentrisch bis zum Brunnenkopf geführt, wodurch der zur Anordnung der Mineralölpumpe 11; 15 erforderliche freie Baum geschaffen wird«Pilter basket 22, Zulaugehäuse 14, inlet opening of the pump part 15 to pressure pipe 26 indicated by arrows. For optimum utilization of the well cross-section and thus to minimize the cost of the development and piping of the well, the pressure pipe 9 of the groundwater pump 4; 6 above the groundwater pump 4; 6 eccentrically guided to the wellhead, whereby the arrangement for the mineral oil pump 11; 15 required free tree is created «
Je nach Intensität der Grundwasserverunreinigungen und den hydrologischen Bedingungen am Einsatzort wird durch Wahl der entsprechenden Baugrößen der beiden TJnterwassermotor-Kreiseipumpen der Einsätz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für jeden beliebigen Anwendungsfall gewährleistet.Depending on the intensity of the groundwater contamination and the hydrological conditions at the site, the insert of the device according to the invention for any application is ensured by selecting the appropriate sizes of the two Tjnterwassermotor-circle pumps.
Alle nicht gegen Mineralölprodukte beständigen Pumpen- und Motorteile sind durch besondere Anordnung im Brunnen bzw. durch Schutsvorrichtungen gegen Schadstoffeinwirkung gesichert. Der Schutz zylinder 3» in Verbindung mit Leitblechen 2 und Einlaufsieb 7 gewährleistet eine ausreichende Kühlung des Motorteiles 4 der Grundwassexpumpe.All pump and motor parts that are not resistant to mineral oil products are protected against pollutants by special arrangement in the well or by means of protective devices. The protection cylinder 3 »in conjunction with baffles 2 and inlet strainer 7 ensures adequate cooling of the motor part 4 of the Grundwassexpumpe.
Vor dem Absenken in den Brunnen wird der Schutzzylinder 3 mit reinem Wasser gefüllt. Dadurch wird das Eindringen der spezifisch leichteren Schadstoffe in lie Grundwasserpumpe 4; 6 und in die dazugehörende Steigrohrleitung während des Absenkens und damit beim Durchstoßen der Mineralölschicht 20 auf der Grundwasseroberfläche vermieden. Motor- 11 und Pumpenteil 15 der Minsralölpumpe sind durch ein Zwischenstück 12 räumlich voneinander getrennt. Das Zwischenstück 12 dient gleichzeitig der Befestigung eines flüssigkeitsdicht verschlossenen Saugcylinders, in dessen Hohlraum das Pumpenteil 15 der Mineralölpumpe eingesetzt ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Einsatz konventioneller Unterwassermotor-Ereiselpurapen zur .Förderung gegenüber Wasser spezifisch leichterer Medien aus dem Grundwasser, insbesondere Mineralöl, möglich ist., ohne daß ein nennenswerter technischer Aufwand zum Schutz des Motor-teiles 11 der Mineralölpunipe erforderlich ist.Before lowering into the well of the protective cylinder 3 is filled with pure water. As a result, the penetration of specific lighter pollutants in lie groundwater pump 4; 6 and avoided in the associated riser during lowering and thus when piercing the mineral oil layer 20 on the groundwater surface. Motor 11 and pump part 15 of the Minsralölpumpe are spatially separated by an intermediate piece 12. The intermediate piece 12 also serves to attach a liquid-tight sealed suction cylinder, in the cavity of the pump part 15 of the mineral oil pump is used. The advantage of this arrangement is that the use of conventional submersible motor Ereiselpurapen. Promotion to water specific lighter media from the groundwater, especially mineral oil, is possible, without a significant technical effort to protect the engine part 11 of the mineral oil is required ,
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Unterhalb des Motorteiles 11 ist an der Ausdehnungsmembran lediglich ein doppelwandiges Tauchrohr und auf der Antriebswelle des Motors eine schadstoffbeständige Gleitringdichtung vorzusehen. Das doppelwandige Tauchrohr ist vor dem Absenken der Mineralölpumpe 11; 15 ebenfalls mit reinem Wasser zu füllen.Below the engine part 11 is to be provided on the expansion diaphragm only a double-walled dip tube and on the drive shaft of the engine, a pollutant-resistant mechanical seal. The double-walled dip tube is before lowering the mineral oil pump 11; 15 also to fill with pure water.
Zum Schutz der elektrischen Kabel, die in Kabelschutzrohren geführt sind, sind die unteren Öffnungen der Kabelschutzrohre 27 flüssigkeitsdicht verschlossen. Die oberen öffnungen sind oberhalb des höchsten Flüssigkeitsniveaus angeordnet. Damit wird ein ausreichender Explosions- und Brandschutz innerhalb des Brunnens gewährleistet. . '' Um eine Entleerung der Druckrohrleitung 26 während der Stillstandszeiten bzwo diskontinuierlichem Betrieb der Mineralölpumpe 11; 15 zu verhindern, ist die Mineralölpumpe 11; 15 mit einem schadstoffbeständigen Eückschlagventil ausgerüstet»To protect the electrical cables that are guided in cable conduits, the lower openings of the cable protection tubes 27 are liquid-tight. The upper openings are located above the highest level of liquid. This ensures sufficient explosion and fire protection inside the well. , '' To emptying the pressure pipe 26 during downtime bzwo discontinuous operation of the mineral oil pump 11; 15, the mineral oil pump 11; 15 equipped with a pollution-resistant Eückschlag valve »
Claims (1)
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| Date | Code | Title | Description |
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| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |