Amit a csőszivattyúkról tudni érdemes

A szivattyúk fontos szerepet töltenek be az ipari területeken, ugyanúgy, ahogy a háztartásokban is. Ezek lényegében olyan eszközök, amik folyadék szállítására lettek kitalálva. A csőszivattyúkat másképpen búvár- vagy merülőszivattyúknak hívjuk. A jellegzetességük, hogy egészen lemerülnek a víz alá, amikor sor kerül a szivattyúzásra. Ezek a típusok a hagyományos változatokkal szemben nem szívják, hanem a felszínre nyomják a folyadékot (vizet) és általában hatékonyabbak is, ugyanis nagyobb teljesítménnyel bírnak.

Aqualift csőszivattyú

A csőszivattyúk története

A csőszivattyúk feltalálása a 20. század elejére datálható, amikor is Armais Arutunoff, az orosz, olajszállítással foglalkozó rendszermérnök megépítette az első ilyen szerkezetet. Nem sokkal később, egy évre rá Pleuger Pumps alkotta meg a turbinás merülőszivattyúkat, ami forradalmi változást hozott. Ezt tekintjük egyébként a modern többfokozatú búvárszivattyú elődjének. A legelső mélykúti búvárszivattyú, ami teljes mértékben alámeríthető volt, az 1960-as években született meg.

A csőszivattyúk felhasználási területei

A búvárszivattyúkat az elsődleges felhasználási területük miatt nevezzük csőszivattyúknak. Hazánkban jellemzően akkor alkalmazzák, amikor a vizet nagyobb mélységből, például valamilyen ásott kútból kell a felszínre hozni. Ez a módszer igen népszerű, alkalmazzák ipari területeken és a mezőgazdaságban is, de családi házaknál sem ritka. Ilyen módon az elsődleges céljuk az, hogy megfelelő mennyiségű és nyomású tiszta vízzel lássák el a felhasználókat. Tipikus eset, amikor öntözővízre vagy locsolóvízre van szükség.

Családi házak, otthonok esetében is gyakran alkalmaznak ilyen megoldásban úgynevezett házi vízműveket, amik hasonló célt szolgálnak. Ezek annyiban térnek el a búvárszivattyúktól, hogy nemcsak bekapcsolt állapotban biztosítanak vizet. Rendelkeznek egy tárolóval, azaz pufferral, ami lehetővé teszi, hogy kikapcsolt állapotban is biztosítsák a vízszállítást. Kikapcsolt állapotban történő vízellátásra a búvárszivattyúk nem képesek. Többek között ezt is figyelembe kell venni, amikor a megfelelő megoldás megtalálása a cél.

Általánoságban elmondható, hogy búvárszivattyúkat használnak vízelvezetéshez, szennyvíz szivattyúzásához, általános ipari célokra és trágyaszivattyúzásra is. Ha kifúrt kútról van szó, akkor is ezek a típusú berendezések kerülnek felhasználásra, de számos esetet találunk, amikor olaj kiszivattyúzása céljára használják őket. Mindemellett jó szolgálatot tesznek tengervíz kezeléséhez, tűzoltási feladatokhoz, kútfúráskor, tengeri fúrótornyokon, aknák víztelenítéséhez és öntözőrendszerek elemeiként is.

Csőszivattyúk és az olajkitermelés

A búvárszivattyúk egyik speciális felhasználási területe az olajkitermelés. A használatukkal nagyon hatékonyan lehet a felszínre pumpálni az olajat. Ráadásul különféle áramlási igények és mélységek esetén is jól működnek. A kút alján keletkező nyomást a búvárszivattyúk csökkentik, ennek hatására pedig jelentősen nagyobb mennyiségű olajat lehet felszínre hozni, mint más módszerek segítségével. A gyors és eredményes munkavégzés érdekében elektromos meghajtású szerkezeteket használnak.

Tipikusan olajkitermelésre lettek kifejlesztve az ESP (Electrical Submersible Pump) búvárszivattyúk, amik két részből állnak: egy felszín alatti és egy felszín feletti részből. A felszín feletti részegységek a termelőlétesítményben helyezkednek el. Idetartozik például a motorvezérlés, a felszíni kábelek és a transzformátorok. A felszín alatti elemekhez sorolható a szivattyú, a szigetelés, a motor és a kábelek egy jelentős része is.

Ezeknek a szivattyúknak a működéséhez jelentős energiára van szükség. Ezt egy nagyfeszültségű (3–5 kV-os) váltóáramú áramforrás biztosítja, amit jellemzően speciális motorokkal vezérelnek. Extrém körülmények között is üzemképesek maradnak, így például 150 Celsius-fokos hőmérséklet és 5000 psi nyomás esetén is működtethetők. Ezeket a csőszivattyúkat akár 3,7 kilométer mély kutakban is jól lehet alkalmazni, hiszen ilyen hatalmas mélységből is képesek a felszínre pumpálni az olajat. Ez egyben azt is jelenti, hogy ezek a típusok akár 1000 lóerős (750 kW) teljesítményre is gond nélkül képesek.

Mikor érdemes csőszivattyút használni?

Azt, hogy mikor kell kifejezetten csőszivattyút használni, ideális esetben a szakember dönti el, aki alaposan felméri a rendelkezésre álló erőforrásokat, lehetőségeket, illetve igényeket. Általában az alapján dönt, hogy mekkora az üzemi vízszint, de számos más paraméter is befolyásolhatja a választást. Többek között például a nyugalmi szint, a maximális vízadás, illetve a depresszió határ és mélység. Ezek a típusok rendszerint akkor jönnek számításba, amikor a vízszint 7-8 méternél mélyebben található. Ez esetben ugyanis a hagyományos kialakítású szivattyúk teljesítménye kevésnek bizonyul. Csőszivattyút érdemes választani akkor is, amikor az átlagosnál nagyobb vízmennyiség kinyerésére van szükség vagy a kinyerési pont túl messze esik a vízfelhasználás helyszínétől.

Hogyan működnek a csőszivattyúk?

A búvárszivattyúk olyan gépészeti rendszerek, amik kettős membrán alapon működnek. A rendszer felépítéséről annyit érdemes tudni, hogy a membrántárcsát egy központi tengely köti össze. A gépezetben folyadék- vagy levegőkamrák találhatók, amiket membránlapok választanak el egymástól. A beáramló levegőt a levegő kamrák között elhelyezkedő levegőszelep irányítja. A sűrített levegő bejut a levegőkamrába, majd pedig eltolja a membránt. Ennek hatására a szivattyú másik oldalán található membrán is elmozdul. Így jön létre a szívóhatás és így áramlik be a folyadék a szerkezet belsejébe. A levegőszelep átváltásakor a membrán az ellentétes irányba mozdul el, ezzel kiszorítva a folyadékot a szerkezet testéből.

A csőszivattyúk gyakran az úgynevezett centrifugális elven működnek, amit úgy is nevezünk, hogy az örvényszivattyúk elve. Ennek az a lényege, hogy a folyadék mozgatását több, radiálisan elhelyezett lapát végzi. Ez esetben a szerkezetben van egy rész, amit szívócsonknak nevezünk. Ezen keresztül áramlik be a folyadék, majd „belép” a járókerékbe, végül pedig a lapátok közé. A motor által működtetett lapátok nyomatékot adnak a folyadéknak, ezzel nyomást generálva. Végül a folyadék ugyanúgy, ahogy beáramlott, a szívócsonkon keresztül távozik.