深井泵的水力设计及平衡研究
长轴深井泵使用范围及产品特点
长轴深井泵使用范围及产品特点长轴深井泵多数是一个立式单吸离心泵，其叶轮装在井中动水位以下，动力机设置在井上，通过传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，水流沿导流壳与叶轮之间的流道，经输水管向上提升到地面。
扬程高时可采用多个叶轮串联的多级离心泵。
由于传动长轴的制造和安装精度要求较高，效率随井深的增加而显著降低，因而一般只用于不超过100米的深井。
流量：小于等于2400立方米扬程：小于等于250米长轴泵的概念:长轴泵，属于离心泵的一种，在离心泵的角度来看，就是在液下泵的性能上改进而来，使其性能大大高于液下泵，运行时的平稳性更强。
深井泵的概念:深井泵的最大特点是将电动机和泵制成一体，它是浸入地下水井中进行抽吸和输送水的一种泵，被广泛应用于农田排灌、工矿企业、城市给排水和污水处理等。
由于电动机同时潜入水中，故对于电动机的结构要求比一般电动机特殊。
其电动机的结构形式分为干式、半干式、充油式、湿式4种。
长轴深井泵的适用范围:长轴深井泵是一种使用范围广泛的抽水、排水设备，适用于电厂、钢铁厂、矿山、化工、消防、自来水厂、农业灌溉等行业。
产品特点:长轴深井泵选用先进的水力模型和结构设计，采用亚什兰工艺制芯，叶片流道部位环氧涂复等多种新工艺，产品性能优良，使用寿命长。
长轴深井泵结构：1、调整螺母：调节叶轮轴向串量。
2、泵座：承受重载荷，极方便于安装填料箱。
3、预润丝堵：启动前，通过该处注入清洁水。
4、进水法兰：联接螺纹管或法兰管。
5、上短管：能直接旋入进水法兰。
6、上壳轴承：铜轴承7、出水壳：具有螺纹和法兰联接两种型式。
材料为：HT200。
8、叶轮轴：2Cr13不锈钢或45#优质碳钢（表面镀铬）。
9、中壳：流道光滑，减少磨擦阻力，提高效率。
材料为：HT200。
10、与中壳的配合设计，高效，工作运行范围宽广，并进行精密的校平衡，以保证运行平稳。
材料为：HT200或硅黄铜。
11、中壳轴承：铜轴承或耐磨橡胶轴承。
工作可靠，寿命长。
井下水力活塞泵力平衡分析计算
井下水力活塞泵力平衡分析计算刘乾义;郭庆平【摘要】The structure and working principle of hydraulic piston pumps is introduced* analysis and calculation of its effective displacement pump and hydraulic motor displacement, and the actual displacement and rated discharge capacity were made. The force balance equation for hydraulic piston pump was established. The P/E values were computed to obtain friction losses, which provided a basis for design and application of hydraulic piston pumps.%介绍了水力活塞泵的结构及工作原理,分析计算了其液马达排量和泵的有效排量、实际排量及额定排量,建立了水力活塞泵力平衡方程,计算得到摩阻损失和P/E值,为水力活塞泵的设计应用提供依据.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2012(041)007【总页数】3页(P52-54)【关键词】水力活塞泵;力平衡;设计计算【作者】刘乾义;郭庆平【作者单位】新疆油田公司采油一厂,新疆克拉玛依834000;渤海钻探井下分公司,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE933.3水力活塞泵是一种液压传动的无杆抽油设备，由地面动力泵将动力液增压后经油管或专用通道泵入井下，驱动马达做往复运动，将高压动力液传至井下，驱动油缸和换向阀帮助井下柱塞泵抽油。
适用于高气油比、出砂、高凝油、含蜡、稠油井及深井、斜井、水平井。
大涌水量千米深井主排水系统设计问题探讨
doi ：10.11799/ce201906009收稿日期：2019－02－19作者简介：于功江（1980—），男，辽宁大连人，硕士研究生，高级工程师，主要从事矿山机电设计工作，E －mail ：yugongjiang@ 。
引用格式：于功江．大涌水量千米深井主排水系统设计问题探讨［J ］．煤炭工程，2019，51（6）：43－46．大涌水量千米深井主排水系统设计问题探讨于功江（中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司，北京100120）摘要：在矿井的主排水系统中，排水高度超千米，涌水量巨大，水温高，矿井涌水有腐蚀性等均为排水设计的恶劣工况，尤其是在数个恶劣工况并存的条件下，设计中要考虑和注意的问题很多。
文章针对类似复杂条件下主排水系统设计中需要考虑或注意的问题进行了探讨。
主要探讨了水泵选型怎么考虑高水温、高海拔、腐蚀性水质、电机功率等因素的影响；对吸程影响很大的情况下，怎么考虑排水系统的设计；在总排水功率很大的情况下，泵房散热问题的考虑及设计方案；以及系统排水管路数量确定，管路系统的设计要考虑的因素等。
文章以数个恶劣工况并存的新庄矿为例，对相关问题考虑后的系统设计进行了论述。
关键词：千米深井；大涌水量；高水温：主排水；泵房散热；吸水高度中图分类号：TD744文献标识码：A文章编号：1671－0959（2019）06－0043－04Discussion on Main Drainage System Design of 1000m －deeperShaft with Large Water InflowYU Gong －jiang（Beijing Huayu Engineering Co．，Ltd．，China Coal Technology and Engineering Group ，Beijing 100120，China ）Abstract ：In the design of main mine drainage system ，there are many problems that need to be considered and noted ，when the drainage height is over 1000m ，the water inflow is large ，the water temperature is high ，and the water in the mine is corrosive ，especially when several poor working conditions coexist．In this paper ，the author discusses the influence of high water temperature ，high altitude ，corrosive water quality ，motor power and other factors in the selection of water pump ；the design of the drainage system when the suction stroke has a great influence ；the pump room heat dissipation under large total water drainage power ；the number of drainage pipelines ，and the factors to be considered in the design of the pipeline system．Xinzhuang Mine is taken as an example ，where several severe working conditions coexists ，and the system design is analyzed after considering relevant issues．Keywords ：1000m －deeper shaft ；large water inflow ；high water temperature ：main drainage ；pump room heat dissipation ；water absorption height随着矿井开采深度的不断增加，建设了越来越多的千米深井，部分深井涌水量巨大，水温高且矿井涌水有腐蚀性。
井用泵水力模型设计及试验研究
于 Ｑ一 ３ ／ ７ ｍ ｈ处 。
２ ０ Ｊ ２泵 叶 轮 轴 面 投 影 图 采 用 了 两 种 方 案 ， 种 ０Ｑ ３ 一
ｄ 一２ ｍ， ８ｍ 经计算得叶轮进 Ｖ直径 Ｄ 一、 ： Ｉ 。 ／ ＋ ｉ ／ Ｄ
一６ ５ｍｍ， 实 验 ， 计 点 水 泵 效 率 卵 ７ ． ， 经 设 一 １ ６ 高
效 点 位 于 Ｑ： ４ ／ ＝ ２ｍ。 ｈ处 。 ＝ 第 二 种 方 案 ： Ｋ。 ３ ６ ， 和 ｈ 同 上 ， 计 算 取 一 ． ３Ｑ 经 得 Ｄ ５ 一 ３ｍｍ． 轮 毂 直 径 ｄ 一 ２ 取 ｈ ８ｍｍ ， Ｄ。 ６ 得 一 ０
处液 流速 度 ， 密 封 环 处 泄 漏 量 减 小 ， 积 效 率 提 使 容
高。 以 ２０ ３ ０ ２叶 轮 为 例 ， 轮 进 口 当量 直 径 叶
０７ 厂
１ 叶 轮进 口参 数 选 取 与实 验 分 析
１ １ 叶 轮 轴 面 投 影 图 ． 井 用 泵 的 核 心 工 作 部 件 是 叶 轮 ， 轮 的 几 何 形 叶 状 是 由轴 面 投 影 图 和 平 面 投 影 图共 同 表 示 的 。 在 初 步确 定 叶轮几 何 参数 后 ， 先 要绘 制轴 面投 影 图 ， 首 然 后 再 用 保 角 变 换 法 或 扭 曲 三 角 形 法 绘 制 平 面 投 影
第 ４ ３卷 第 １ 期 ２１ ０ ２年 １月
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原
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Ｖｏ． ＮＯ １ ４３ ．１
Hale Waihona Puke Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＡＩ ＹＵＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ ＯＦ ＴＥＣＨＮ０Ｌ ０ＧＹ
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深井泵的工作原理
深井泵的工作原理深井泵是一种利用泵机动力，将水从地面抽送至井底。
它在农业灌溉、城市供水、工业生产等领域有着广泛的应用。
深井泵的工作原理主要包括以下几个方面。
1. 电动驱动系统：深井泵通常使用电动机作为驱动力源。
电动机通过电源提供的电能转换为机械能，进而驱动泵体运转。
2. 泵体结构：深井泵的泵体通常由泵头、电机、输水管道等组成。
其中，泵头是深井泵的核心部件，它负责将泵入的水抽送出来。
泵头包括叶轮、泵体、导向装置等部分。
3. 叶轮原理：叶轮是深井泵泵头中的关键部件。
它通过旋转产生离心力，并将水推进到出水管道中。
叶轮通常由若干个叶片组成，当电动机带动叶轮旋转时，水被吸入叶轮中心，并在旋转的力量下被推向叶片外围，产生高压。
4. 导向装置：深井泵的导向装置用于引导流入泵内的水流。
它的作用是使水能够顺利地进入叶轮，并避免涡流损失。
导向装置通常由导叶、导航管等组成，通过合理的设计能够提高泵的效率和抽水能力。
5. 输水管道：深井泵将水抽送至地面需要通过输水管道来进行传输。
输水管道负责将泵出的水流送往目标地点，通常采用耐压强、密封性好的管道材料，以确保输送过程中不会发生泄漏和损坏。
6. 控制系统：深井泵的工作过程需要通过控制系统实现自动化控制。
控制系统通常包括电控柜、传感器等部件，能够监测泵的工作状态、水位、压力等参数，并根据需求实时调节泵的运行，确保水的稳定供应。
深井泵工作原理的关键在于泵头的叶轮旋转，将水流向出水管道，并通过导向装置减少能量损失。
同时，电动驱动系统和控制系统的配合，能够实现深井泵的智能化管理和维护。
这些原理的合理运用，使得深井泵能够高效地抽送水源，满足不同领域的水需求。
总之，深井泵的工作原理涉及到电动驱动系统、泵体结构、叶轮原理、导向装置、输水管道和控制系统等方面。
深井泵借助泵头的叶轮旋转，将水由井底抽出，并通过输水管道传输至地面。
控制系统实现自动化控制，提高深井泵的工作效率和供水稳定性。
深井泵的工作原理的理解对于正确使用和维护深井泵具有重要意义。
细谈下吸式井用潜水电泵的设计研发的相关论文5篇范文
细谈下吸式井用潜水电泵的设计研发的相关论文5篇范文第一篇：细谈下吸式井用潜水电泵的设计研发的相关论文原有水泵扬程短，并且设备故障率也较高。
主要是因为电机结构设计不完善，造成在运行过程中电机组无法处于稳定状态。
而现有模式通过对水泵的优化设计，不但降低了水泵的故障率，而且还增大了水泵的扬程。
下吸式井用潜水电泵设计必要性根据目前我国水资源分布情况进行分析，我国长江以南地区雨水充沛，使用地下水灌溉农田的次数较少。
而我国的华北、东北一带，每年用于灌溉农田的地下水占总灌溉用量的65%。
潜水电泵在使用方面具有一定的限制条件，要求所抽取地下水的含沙量小于0.01%。
主要是因为潜水电泵的电机安装在底下部，若含沙量超标，便会带入电机内部，使电机产生大量的热量，烧毁内部的转子。
所以针对这种要求，便需要加大打井深度，保证深度在130 米以下，可是随着深度的不断加深，地下水便不断减少。
目前我国由于地下水资源的匮乏，采取了南水北调工程，使之补充地下水资源。
随着国内创新技术的不断改进，对潜水泵进行了第二次创新，采用下吸式井用潜水电泵，这种电泵能够适用的井下深度在80-130 米，避免了深层地下水的开采。
该区域处于中层浅水层，含沙量较高，但下吸式潜水泵进水口设置在底部，在运行工作时，地下水可从底部进入，连同砂石一起带入进水口，避免出现了电机烧毁的现象。
其次便是该水泵选用合金材质，密封性较高，在运行期间可增大工作扬程。
下吸式井用潜水电泵设计方案在下吸式井用潜水电泵设计优化方案中对电机、潜水泵以及叶轮和导叶进行了改进，包括选用较大功率的电机、QJ 系列的潜水泵以及对叶轮、叶片目标函数的设定等，保证下吸式潜水电泵处于安全稳定的运行状态。
2.1 电机设计原有电泵扬程短、功率小，并且设计结构不完善，导致电机出现故障的概率大大增加。
而现有下吸式潜水电泵对电机整体结构进行了优化设计，采用了变频形式的电机类型，自动调整运行功率。
水泵在运行过程中，扬程不断增大，该电机便会根据扬程的大小，自动调节至适当的频率，保证电机功率处于稳定状态。
水源深井水循环系统的分析与研究
・管道与通风空调安装技术・水源热泵深井水循环系统的分析与研究倪 真,贾学斌(北京中铁建设有限公司,北京100040)摘 要:文章以中美节约能源和保护环境合作示范项目———水源热泵深井水循环系统作为研究对象,分析深井水温度和回灌水量对水源热泵机组换热能力的影响,讨论水源热泵系统两种回灌技术。
关键词:深井水循环系统;水源热泵;C OP值;真空回灌;压力回灌中图分类号:T U832.13:T U833.3 文献标识码:A 文章编号:1002-3607(2003)05-0016-030 诸论随着我国经济持续稳定的发展,空调成为住宅建筑必不可少的组成部分。
根据我国可持续发展战略,保护环境和节约能源日益重要。
探讨适合我国高密度住宅建筑的新型空调方式,成为当前空调发展的热点。
2000年作为中美节约能源和保护环境合作示范项目,水源热泵系统在北京嘉和丽园工程进行试验和应用。
1 项目概述项目占地14175m2,总建筑面积87948m2,为三座塔式建筑,地上最高32层,地下3层。
建筑首层以上采用水源热泵系统,地下室采用热风暖气系统。
冷负荷64W/m2,热负荷51.8W/m2,空调面积约为70000m2。
其基本情况如下:(1)公寓住宅采用户式水源热泵机组,全空气系统,无组织进新风。
(2)外部冷热源采用深井抽取回灌技术。
在建筑物周围共打有4口深约为170m的深井,井与井之间距离约为120m。
每口井出水量约200t/h,井管管径为<500mm。
4口深井可开采水层累计深度约为35～40m,地下水位埋深约24m。
根据该处的水文地质资料,井水出水温度恒定在12℃～14℃之间。
(3)4口井作为空调系统的冷源和热源,其中2口抽取,2口回灌以保证建筑物周围的地下水系统的均衡。
为保证回灌效果,采用加压回灌方式。
深井水通过板式换热器与水源热泵环路进行热交换。
夏季出水温度为14℃,换热后水温升至22℃再进行回灌。
冬季出水按14℃设计换热后水温降至8℃再进行回灌。
分析某取水泵站深井结构设计情况
分析某取水泵站深井结构设计情况余小勇【摘要】取水泵站深井结构是目前水利行业中的主流结构之一,其应用渠道十分广泛,包含取水工程、输水工程及净水厂工程等,但在取水泵站深井结构的设计过程中,如何确定自身工程中的水泵选型原则,从而设计出取水泵站水泵及选型,是目前取水泵深井结构设计研究中的重要课题;基于此,本次研究以某取水泵站深井结构为例,结合其工程实质与工程地质情况,参考深井机构的特点,联合工程项目周边客观环境情况在内,综合性阐述其神经结构设计的内容与施工过程中需选择的工程环境保护措施,继而提升取水泵站深井结构的设计理念,优化其工程施工进度,从而加强关于取水泵站深井结构设计的研究进展.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)014【总页数】2页(P116-117)【关键词】取水泵站;水泵;深井结构;结构设计;下沉稳定性【作者】余小勇【作者单位】武汉市水务科学研究院湖北武汉 430000【正文语种】中文【中图分类】TU991.35引言深井是一种由地面施工完成后，借由取土过程将其沉降到低下特定深度的井体结构，在取水泵站的设计应用中较为常见，即水利工程中常见的深井泵类型，将水泵置于井中水面之下，从而有效带动水泵旋转，在此过程中，提供动力源的电机处于地面上，二者之间借由特定的管道与长轴进行联接，因此在某些特定工程中，又被称为“长轴泵”[1]。
随着我国建筑业的快速发展，工程施工水平在近年来得到不断完善，目前深井施工技术已经趋于成熟，近年来我国自主建设的北锚碇沉井已进入后期施工中，其深度接近56m，属于世界第一深井，在一定程度上标志着中国历史上建桥与深井结构设计的工程技术已发展至世界先进水平[2]。
虽然深井结构存在众多优点，但在排水工程中，因其在泵房、顶管井及地板深结构规则的池体中应用较多，相应的周边环境因素更加复杂，由此如何在取水泵站深井结构设计阶段合理规避施工过程中的相关问题，优化其施工效率，是目前不得不加强思考的重要方向。
深水泵原理
深水泵原理深水泵是一种用于从深水井中抽取水的设备，它的原理和结构在水泵领域中具有特殊的地位。
深水泵的工作原理是利用电动机带动叶轮旋转，通过离心力将水吸入并向上输送，从而实现将深井中的水抽取出来的功能。
首先，深水泵的结构包括电动机、泵体、叶轮、机械密封和轴承等部件。
电动机是深水泵的动力来源，通过电动机的驱动，叶轮在高速旋转的同时产生离心力，使得水被吸入泵体内部。
泵体是深水泵的主体部分，其内部安装有叶轮和叶片，通过泵体将水吸入并压缩后向上输送。
叶轮是深水泵的关键部件，其设计和制造直接影响泵的性能和效率。
机械密封和轴承则起到密封和支撑作用，保证泵的正常运转。
其次，深水泵的工作原理是基于离心力的。
当电动机启动后，叶轮开始高速旋转，产生强大的离心力。
水在叶轮的作用下被吸入泵体内部，并随着叶轮的旋转被压缩。
随着叶轮的高速旋转，水被迫向上输送，最终通过出水口排出。
这种离心力的作用使得深水泵能够将地下深层的水抽取到地表，满足人们对水资源的需求。
另外，深水泵的工作原理还与泵的设计和选型有关。
不同类型的深水泵在工作原理上可能会有所不同，但总体来说都是基于离心力的。
在选型时需要根据井深、水质、水量和扬程等因素进行合理选择，以确保泵的正常运行和高效抽水。
总的来说，深水泵是一种利用离心力将深井中的水抽取到地表的设备，其工作原理是基于电动机带动叶轮旋转产生的离心力。
通过合理的设计和选型，深水泵能够高效、稳定地完成水的抽取任务，为人们的生活和生产提供了便利。
深水泵的原理和结构对于水泵领域的发展具有重要的意义，也为人们解决了深井水资源的利用问题。
轴流深水井泵.doc
轴流深水井泵下面为建筑行业人士带来轴流深水井泵及相关内容，轴流深水井泵安装于水井时，其淹没深度应满足其可靠运行的要求。
以下内容摘自《消防给水及消火栓系统技术规范》5.1.9轴流深水井泵宜安装于水井、消防水池和其他消防水源上，并应符合下列规定：1.轴流深水井泵安装于水井时，其淹没深度应满足其可靠运行的要求，在水泵出流量为150%设计流量时，其最低淹没深度应是第一水泵叶轮底部水位线以上不少于3.20m，且海拔高度每增加300m，深井泵的最低淹没深度应至少增加0.30m；2.轴流深井泵安装在消防水池等消防水源上时，其第一个水泵叶轮底部应低于消防水池的最低有效水位线，且淹没深度应根据水力条件经计算确定，并应满足消防水池等消防水源有效储水量或有效水位能全部被利用的要求；当水泵设计流量大于125L/s时，应根据水泵性能确定淹没深度，并应满足水泵气蚀余量的要求；条文说明5.1.9本条第一款--第三款为强制性条文，必须严格执行。
本条规定了轴流深井泵应用的技术条件。
1.深井泵安装在水井时的技术规定：水井在水泵抽水时而产生漏斗效应为保证消防水泵在150%的额定出流量时，深井泵的第一个叶轮依然在水下面，规定轴流深井泵安装于水井时，其淹没深度应满足其可靠运行的要求，在水泵出流量为150%额定流量时其最低淹没深度应是第一个水泵叶轮底部水位线以上不少于3.2m。
海拔高度高，水泵的吸上高度就相应减少，水泵发生气蚀的可能增加，为此规定且海拔高度每增加305m，深井泵的最低淹没深度应至少增加0.3m。
2.本条规定了轴流泵湿式深坑安装的技术条件。
轴流深井泵吸水口外缘与深坑周边之间断面的水流速度不应小于0.30%m/s，当深坑采用水渠供水时，引水渠的设计流速不应大于0.70%m/s。
轴流泵吸水口的淹没深度应根据吸水直径、水泵吸上高度和流速等水水力条件经计算确定，但不应小于0.60m/s;。
基于PCAD2000的井用潜水电泵水力设计
ＤＲＡＩＮＧＥ ＡＮＤ ＩＲＲＩＧＡＴＩＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ Vol. 21 No. 3
表 １ 试验结果
ｏ
±３ ，
ｏ
参数 设计值 实测值
流量 3 Q （m /h） 25.0 25.0
扬程 H（m） 21.0 21.5
效率 η（ %） 66.0 66.4
转速 n（ r/min） 2850 2850
图１
１．２．３ 叶轮调整设计注意事项 （１）按照 ＰＣＡＤ２０００水力软件要求操作， 输入 设计参数，即流量、扬程、转速、级数。程序
． １２ ．
求操作， 过水断流面积变化要均匀。 （ ４ ） 设计流线展开图时，α ３ ＝ ８ α ４ ＝９０ ｏ ， θｌ＝ １ ｏ。
图 ３ 试验曲线
本设计轴功率曲线较陡， 流量、 扬程曲线满 足了要求， 达到了预期目的。
４ 结束语
通过这次设计， 在提高低比转数潜水电泵单 级扬程设计方面取得一些经验。 同时， 体会到丰 富的设计经验及大量可靠的资料与水力软件 ＰＣＡＤ２０００相结合， 将有利于提高设计质量和效率。 建议软件中增加径向样板线， 这样在设计空间导 叶时会更为方便。
１．２．１ 叶轮参数调整 为了达到设计值扬程， 把扬程设计值加大 ３ｍ， 加大后的比转数 n s ＝ ７ ９ ． ９。 （１）β ２ 的选取。 原 １７５ＱＪ２５－１３ 的β２ 为 ２３ｏ， 为取得较高扬程， 采用加大β２的方法， 选取β２为 ｏ ３７ 。 １７５ＱＪ２５－２１ 的比转数 ns 为 ７９．９， 属于低比转 速离心泵范围， 此时泵体内的水力摩擦损失是次要 的， 占据主导地位的是叶轮的圆盘摩擦损失， 而 圆盘摩擦损失与叶轮外径５次方成正比， D2减小降 低了圆盘摩擦损失， 提高了水泵的效率。 从这一点 来说， 加大β２ 是可取的。 但β２ 增加不是无限的， 因为β２ 对水泵性能的影响是多方面的。 例如， 随 着β２ 的增加， 叶片之间流道弯曲严重， 流道变 短， 相邻叶片间流道的扩散角度变大， 水力损失增 加；其次， 随着β２ 的增加， 叶轮出口绝对速度 v ２ 增加， v u２ 增加， 则动扬程增大， 此时液体在叶轮 和泵体中的水力损失增加； 另外， 当β２ 过大时， 扬程—流量曲线易出现驼峰曲线， 成为不稳定的性 能曲线； 最后在其他参数不变时， 泵的轴功率曲 线随增加β２ 而增加， 易出现过载现象。 （２）b２ 的选取。叶片出口宽度是影响水泵性 能的主要参数之一。 由于 ns 小于９０， 可以按以下 方 法 确 定： Q 25 b2 = K b 2 3 = 0.6608 × 3 = 8.89 ｍｍ n 3600 × 2850 式中， Ｋ ｂ ２＝０．３５９８＋０．００３７６７ ｎ ｓ ＝０．６６０８。 要综合考虑各种几何参数以及改进性能的措
井下低能耗主排水泵的选型计算及水泵轴向力平衡分析
目录1.1研究背景和意义 (1)1.2国内外目前是的研究情况 (2)1.2.1国外目前的研究情况 (2)1.2.2国内目前的研究情况 (3)1.3主要研究内容 (4)2矿井排水系统的确定及要求 (4)2.1排水系统的要求 (4)2.1.1矿水来源 (4)2.1.2矿水性质 (4)2.2对排水设备的要求 (5)2.3矿井排水系统的确定 (5)3水泵的选型及计算 (7)3.1初选水泵的型号和台数 (7)3.1.1排水系统对水泵的要求 (7)3.1.2初选水泵型号 (8)3.1.3所需水泵的台数 (10)3.2选择管路系统 (10)3.2.1管路趟数及布置方式的选择 (10)3.2.2排水管的选型计算 (12)3.2.3吸水管直径确定 (13)3.3水泵装置的工况 (14)3.4校验排水时间 (18)3.5确定水泵的几何安装高度 (18)井下低能耗主排水泵的选型计算及水泵轴向力平衡分析3.6确定水泵的型号、台数和管路系统 (20)3.7经济指标概算 (20)3.8电动机的选型 (27)4 水泵轴向力平衡分析 (28)4.1传统轴向力平衡方法分析 (28)4.1.1平衡盘方法 (28)4.1.2叶轮对称布置方法 (28)4.2 轴向力自平衡分析 (28)4.3轴向力平衡计算分析 (29)4.3.1多级水泵运行时的轴向力计算 (29)4.3.2多级水泵叶轮数量奇偶不同时的轴向力计算 (29)5 水泵房、水仓和管子道尺寸确定与计算 (30)5.1确定泵房、水仓和管子道尺寸 (30)5.2水仓、水房及吸水井的尺寸 (33)5.2.1水仓尺寸 (34)5.2.2吸水井尺寸 (34)5.2.3水仓 (35)5.3水管布置 (35)5.4出水管布置 (36)5.5管子道和管子间 (36)5.6起重梁 (37)5.7水泵房的草图绘制 (37)6 结论 (37)参考文献 (39)致谢 (42)附录： (43)摘要因为有各种不同来源的的水在矿井的生产中渗透到矿井里。
QJ深井潜水泵在矿井积水排除中的应用
QJ深井潜水泵在矿井积水排除中的应用吴东燕;王建永【摘要】高扬程深井潜水泵在低扬程使用时会出现电动机过电流的现象,使水泵无法正常工作.通过对深井潜水泵的工作原理进行分析,提出了QJ系列深井潜水泵在井筒积水排除初期可采用拆除部分叶轮的方法,利用原配套电机大功率的优势,使水泵适应大流量、低扬程工况,解决了电机过电流的问题,并顺利完成某矿山井筒积水的排除.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2014(023)004【总页数】2页(P132-133)【关键词】井筒积水;深井潜水泵;叶轮;流量;扬程;过电流【作者】吴东燕;王建永【作者单位】中核第四研究设计工程有限公司,河北石家庄050021;中核第四研究设计工程有限公司,河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】TD7441 矿井现状某铀矿山地处江西丘陵地区，矿井70年代建成，由于种种原因停产近30多年，地下水已将矿井全部淹没。
井底水窝标高-171.00m，井口标高212.00m，井深383.00m，竖井井筒直径5m，原井筒装备基本拆除。
为减少施工费用，在地表新建一座水池，水池池底标高226.6m，该水池既用于积水的排除，投产后又作为矿井水沉淀池使用，该水池有效容积约150m3。
为恢复矿井生产新铺设两趟DN200输水管。
2 排水设备选型矿井恢复生产前需将矿井积水排除。
原矿井最上中段167m停产时已形成部分井巷工程，估算矿井巷道积水13775m3，其他各中段的马头门仅完成5～10m，估算竖井井筒和其余中段积水5890m3。
因矿井积水大部分集中在167m中段，且施工工期要求排除井水时间控制在10天左右，按照积水深度和积水分布情况，以及井下预测的矿井涌水量，确定采用分阶段排水方案。
前期排水选用大流量小扬程泵，尽量缩短排水时间，后期排水采用高扬程小流量泵。
排除167m巷道积水选用1台300QJ200-80/4型潜水泵，排除竖井井筒积水选用1台250QJ50-460/23型潜水泵。
深井泵潜水深度的分析及计算
参考文献 :
[ 1 ] 柳金海 1 管道工程安装维修手册[ M ]1 北京 :中国建筑工业出 版社 ,19961
[ 2 ] 陈秀兰 1 给水排水设计手册 (第二册) [ M ]1 北京 :中国建筑工 业出版社 ,20021
[3 ] 姚雨霖 1 城市给水·排水 [ M ] 1 北京 : 中国建筑工业出版社 , 19861
1 分析
如图 1 所示 , AB 、CB 均为 DNl50 铸铁管路 ,在 B
图 1 管道布置平面图
点汇合后沿 DN250 铸铁管路进入储水池 ( A B 长 620 m , CB 长 8 m , B D 长 240 m) 。如果 A 、C 点的 2 个潜水泵的水不汇合到 1 条管路 ,而由单独管道
收稿日期 : 2003 - 07 - 14 作者简介 : 张秀玲 (1973 - ) ,女 ,河南商丘人 ,助理工程师 ,1996 年 毕业于焦作工学院 ,现从事技术管理工作 。
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直达储水池 ,那么 2 个深水泵潜水深度就不必考虑 和计算 ,只要满足潜入静水位以下 ,出口后水压满足 管道工作压力即可 。而 2 条管路汇合一处 , 如不通 过详细的水力计算 , 盲目地按单条管路约束条件下 井 ,a 、b 2 个止回阀会产生干涉现象 ,即当 2 个潜水 泵同时工作时 ,由于压力不平衡 ,其中一个将被关 闭 ,这种情况是绝对不允许的 。如果 B D 段管径选 取尽量大 ,不用计算也可以避免出现干涉现象 。但 管径选取过大 ,既不符合设计原则 ,也会浪费材料 。
即 A 处潜水泵比 C 处深 9122 m , 则使 Fa = Fb 。
实际 A 处潜水泵潜入深度 70 m , C 处潜水泵 潜入深度 79122 m ,2 泵潜入深度符合成井后静水位 高度 。此时 A 点潜水泵出口压力应为 013 MPa < 016 MPa (铸铁管的最大工作压力) ,符合铸铁管的 工作压力要求 。
确定合理泵挂提高深井泵泵效的对策探讨
确定合理泵挂提高深井泵泵效的对策探讨作者：黄玉顺来源：《教育科学博览》2013年第12期摘要：本文通过对孤东采油厂采油二矿抽油井现场数据的统计分析，分析了影响深井泵泵效的各种开发因素，得出含水率、泵挂深度、沉没度三者与泵效的内在关系，并得出了采油二矿抽油井合理沉没度和合理下泵深度，对今后对抽油机井抽汲参数优化设计具有一定的指导意义。
关键词：深井泵泵效合理泵挂对策探讨1 制约深井泵泵效的因素1.1充满程度损失的影响主要是液体黏度、温度、重度和气体影响。
液体黏度：液体黏度低时，若抽油泵配合不当则通过柱塞的漏失量增加，使泵效降低，反之黏度高，上冲程又使泵充不满；液体温度：抽汲液体温度对泵效的影响是因为它既影响液体的黏度，若柱塞与泵筒材料的温度系数不同，会影响泵的配合，同时温度影响液体中溶解气的逸出；液体重度：液体重度影响抽油机的负荷，因而影响柱塞的行程，抽汲液的含水量影响其黏度，液体的腐蚀性及所含研磨物（油层出砂）会使泵漏失增加；气体影响：主要由于泵内压力低于饱和压力，原油中溶解气分离出来占据泵内空间，降低泵充满系数，同时气体也干扰深井泵凡尔工作，使原油不能及时充满泵筒，降低了排量。
1.2 冲程损失的影响由于在抽油机上下冲程过程中，油管和抽油杆受交变载荷产生弹性伸缩，使光杆冲程与柱塞冲程之间产生位移差，导致泵效下降。
一般讲下泵深度越大、泵径越大、管杆变形越大，则冲程损失越大。
另外在稠油中，由于各种摩擦力引起的管、杆变形增大，使冲程损失增大，导致泵效降低。
1.3漏失的影响包括柱塞与泵衬套的间隙漏失、凡尔与凡尔座之间的漏失和油管漏失，这些都可使泵充满系数下降，导致泵效降低。
其中柱塞与泵衬套的间隙漏失量研究表明与泵径、泵挂的平方成正比，与泵间隙的三次方成正比，与活塞两端的液柱压差成正比，与抽汲液的运动黏度和柱塞长度成反比。
2 影响泵效的因素及提高泵效的途径这里重点研究沉没度、油井含水、泵挂三个方面对泵效的影响。
长轴深井泵深大工作竖井围岩稳定性分析研究
0引言工作竖井是自地下提水的长轴深井泵式提水泵站必不可少的结构组成部分。
如机组台数较多且扬程较大，则会致使工作竖井出现挖深深，断面尺寸大的“深大式”结构，给工程结构稳定性提出一定的考验。
竖井在许多行业都有所应用，针对竖井的设计、施工及围岩稳定性等问题，目前国内外相关学者已做了较多研究[1]。
其中Arild P 对无衬砌结构引水竖井工程的设计进行了研究；Auld A 对深大煤矿竖井的结构形式和施工方法进行了研究；丹野弘等对位于国立公园区域的安房公路隧道通风竖井的施工技术进行了总结；Rehbocksander M 对新圣哥达铁路隧道竖井的设计进行了概述；吕康成等对公路隧道竖井和斜井设计方案选取及施工方法等进行了探讨；陈友杰对超深铜矿井的设计技术进行了总结。
因为交通、水电、煤矿等行业通风竖井所处的地质条件、用途、运营条件及使用期限的不同，导致不同行业的施工技术侧重点也有所差别，但是科学技术的日新月异，不同行业间竖井工程的设计和施工经验也值得借鉴[2-5]。
通过对不同行业的设计和施工技术进行总结，本文将结合云南省某引水工程提水泵站长轴深井泵工作竖井工程地质条件、运营工况、施工步骤等因素，充分利用迈达斯GTS NX 岩土有限元分析软件及FLAC3D 有限元两种计算分析软件的优点，对深大工作竖井井筒一次、二次支护进行分析计算，验证了一次支护措施的合理性，并对二次支护设计给出具体设计参数设计，以便较好的将研究成果应用于具体的工程设计。
1工程概况本工程泵站位于某河谷左岸道路旁的缓坡上，地面高程为EL.1966.000m 。
由两级泵站组成，包括地下圆筒竖井进水池，一级泵站主机间、二级泵站主机间、地下进水池、地面主泵房、电气副厂房等建筑物。
一级泵站圆筒竖井（进水池）内径14m 。
竖井上方为一、二级泵站主机间，底板高程1962.300m 。
东侧布置8台深井轴流泵机（6用2备），出水最后进入共用水池。
西侧布置4台离心泵机（3用1备），从共用水池取水。
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深井泵的水力设计及平衡研究
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深井泵的水力设计
当前国外深井泵的生产厂家主要有美国的飞力(Flygt)、ITT-LOWARA，丹麦的格兰富，德国的里茨(Ritz)、KSB等.从引进的产品看，无论在水力性能以及加工工艺和材料耐用性等方面都非常先进.比如丹麦格兰富的冲压不锈钢井泵技术遥遥领先，牢牢占据着高端市场.冲压泵是国际上20世纪70年代开始研究的新产品.最初由丹麦格兰富公司首先采用冲压、焊接方法生产离心泵叶轮.80年代推出了整体冲压成型多级泵.到了90年代，以格兰富公司的冲压不锈钢井泵为代表的产品有了更大的发展.这种不锈钢冲压焊接多级泵有效地解决
了低比速离心泵在铸造中无法实现的工艺，具有结构简单、性能良好、可靠性高、密封性能好、生产工艺先进等优点，并且其水力性能普遍优于铸造离心泵.综上所述，不锈钢冲压焊接井泵凭借其优良的性能，代表了国际上井泵发展的趋势，具有广阔的应用前景.
在最近的数年时间里，国内很多学者致力于深井泵的研究，并且取得了一定的成果.采用PCAD2000水力设计软件，对某种井泵水力部分进行了重新设计.结果表明，依靠设计经验与水力设计软件相结合，有利于提高井泵的效率.文献研究了新型下吸式井泵，将井泵分为上下两个部分，电机上面连接QJ型系列井泵，电机下装一套单级水泵.研究结果表明密封效果好，拓宽了井泵的适用范围，并使抽送介质的含沙量由原来的0.01％提高到0.1％.文献分别对叶轮进出口参数的选择、导流壳几何参数的选取、叶轮出口叶片间面积等因素对潜水泵性能的影响进行了研究.文献[14]中提出了深井泵设计方法和深井泵最高效率计算公式，为深井泵水力设计提供了一套计算公式，叶轮直径计算相对误差为2.39％，完全能满足精度要求.专利“一种高效高扬程通用型井泵”通过建立新型水力模型，从而提高了单级扬程和效率.国内传统的QJ型系列井用潜水泵和JC型系列长轴深井离心泵的设计观念，都是水力设计高于结构设计，往往为了水泵效率提高l％，而不顾产品成本增加10％.在结构形式上，泵体之间多数用螺栓固定联结；为了给联结部位留有螺栓的位置，泵体装叶轮的入口口径要比泵体外径小很多，这就大大限制了叶轮的最大直径，也即限制了叶轮的单级扬程.而文献“一种深井离心泵”则提出了深井离心泵叶轮极大直径设计法，其特点是将叶轮前盖板直径扩大到泵体内壁边缘，使叶轮直径在相应的井径条件下达到极大值，它与反导叶导流壳配套，可以使泵体轴向长度减短到极小值.它采用了扭曲反导叶设计法而不同于普通圆柱叶片的反导叶，其进口一段叶片是三维曲面，这样可以优化人口条件.研究认为，这种设计方法不仅可以提高井泵的单级扬程，还可以提高水泵效率，实现深井离心泵全扬程
无过载运行，同时也指出需要研究新的优秀水力模型来保证井泵的水力效率不降低|.深井泵传统的结构形式和水力设计，轴向尺寸大，叶片的制造难度大，生产成本高，综合经济效益低.为了达到物美价廉的目标，新型井泵尤其是级数超过3级的高扬程井泵，今后的发展趋势将是单级扬程大大提高，泵体的轴向高度大为降低.国家标准《井用潜水泵》(GB／T 2816--2002)在制定基本参数时，取消了旧标准《井用潜水泵型式和基本参数》(GB／
T281691)中对单级扬程的规定，也是顺应这个发展趋势的.
深井泵轴向力的平衡
在生产实践中，泵的轴向力是客观存在的.特别是高扬程深井泵，若设计、运行不当，过大的轴向力将导致轴承烧毁、轴封损坏甚至断轴等事故.在很多场合下，过大的轴向力所产的问题，其严重性已经超过了效率、磨损等因素所产生的问题，成为深井泵能否安全、稳定运行的决定性因素[19|.现就深井泵轴向力平衡装置的研究进展介绍如下.关醒凡等提出了一种新型深井泵轴向力装置，该平衡装置将一对动、静摩擦副安装在末级叶轮之后，该新型平衡轴封装置既能平衡轴向力，又基本上无泄漏.采用该装置后泵运行可靠，节能效果显著.陆伟刚等提出“一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵，是在叶轮进口采用端面密封结构的基础上，使叶轮前盖板的面积大于叶轮后盖板的面积，叶轮前盖板外径与导流壳的配合为间隙配合，叶轮进口的端面密封副被做成能够承受微小轴向力的推力轴承副，从而实现了依靠叶轮自身来完全平衡轴向力的效果，彻底解决了轴向力的破坏问题，并且还可以降低泵的生产成本.通过改变叶轮背叶片的几何尺寸，研究了背叶片对轴向力的影响.提出了一种平衡鼓组合装置，其原理与平衡盘原理基本相同.提出了一种平衡鼓与平衡盘的组合结构.文献设计了一种带有双密封环和平衡孔的浮动叶轮平衡装置，用以实现自动平衡轴向力.
另外，随着计算机技术的发展，CFD在流体机械中的应用逐渐走向成熟，基于CFD的水泵性能预测及优化设计已基本达到工程实用的程度，目前已涉及对泵轴向力的计算.对井用潜水泵的内部流场进行数值模拟，得出了其轴向力的压力分布，进行了轴向力计算和平衡分析等.因此，利用数值模拟来计算轴向力及研究新的平衡轴向力的方法是未来研究的一种有效方法。
(end)。