ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ
ΥΠΟΒΡΥΧΙΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣ ΝΕΡΟΥ
Ο σκοπός της πραγματοποίησης κάθε γεώτρησης είναι η εκμετάλλευση της τοπικής υδροφορίας. Μια γεώτρηση είναι ολοκληρωμένη όταν έχει περατωθεί με επιτυχία και το τελικό στάδιο της, το οποίο είναι η δοκιμαστική άντληση.
Η επιλογή του κατάλληλου αντλητικού συγκροτήματος, προκειμένου να επιτύχουμε τα καλύτερα και με μεγαλύτερη διάρκεια αποτελέσματα, είναι συνάρτηση πολλών παραγόντων.
Τα υποβρύχια αντλητικά συγκροτήματα είναι ο επικρατέστερος εξοπλισμός για την εκμετάλλευση μιας παραγωγικής γεώτρησης.
Παλαιότερα η υδρομάστευση των γεωτρήσεων γινόταν κυρίως με πομόνες κατακόρυφου άξονα. Τη σημερινή εποχή έχουν αντικατασταθεί από ηλεκτρικές υποβρύχιες αντλίες, στις οποίες η περιστροφή της αντλίας (στροβίλων, βαθμίδων) γίνεται με ηλεκτροκινητήρα ενσωματωμένο στο κάτω μέρος της αντλίας. Η κίνηση του ηλεκτροκινητήρα γίνεται με ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μεταφέρεται με τη χρήση ειδικού υδρομονωμένου υποβρύχιου καλωδίου, από την επιφάνεια του εδάφους.
Το υποβρύχιο αντλητικό συγκρότημα αποτελείται από:
- την υποβρύχια αντλία
- το υποβρύχιο ηλεκτροκινητήρα
- το υποβρύχιο καλώδιο
- τη στήλη κατάθλιψης ή κοινώς σωλήνες αντλίας
- τα ηλεκτρόδια στάθμης με καλώδια
- τον ηλεκτρικό πίνακα για την ασφαλή λειτουργία της αντλίας
Η υποβρύχια αντλία γεώτρησης χαρακτηρίζεται τόσο από τα τεχνικά της χαρακτηριστικά (ιπποδύναμη, παροχή, μανομετρικό, κ.α), όσο και από την ποιότητα των υλικών κατασκευή της.
Η σωστή επιλογή της αντλίας, σύμφωνα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της γεώτρησης, έχει σαν αποτέλεσμα την μεγαλύτερη “διάρκεια ζωής” της αντλίας, την καλύτερη και οικονομικότερη χρήση και τελικά την μεγαλύτερη “διάρκεια ζωής” της γεώτρησης.
Για να γίνει η επιλογή της κατάλληλης αντλίας , ως προς τα τεχνικά της χαρακτηριστικά, θα πρέπει να προηγηθεί δοκιμαστική άντληση με σωστό προγραμματισμό και επιστημονική εφαρμογή. Η δοκιμαστική άντληση θα πρέπει να γίνει με όλες τις απαιτούμενες φάσεις: Προάντληση, άντληση κατά βαθμίδες, άντληση με σταθερή παροχή και επαναφορά. Σε όλες τις φάσεις εκτελούνται μετρήσεις στάθμης και παροχής. Καταγράφουμε τις μετρήσεις σε πίνακες και τις αποτυπώνουμε σε διαγράμματα αναλογικά και ημιλογαριθμικά. Με τη σωστή ερμηνεία των διαγραμμάτων υπολογίζουμε τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου και της γεώτρησης. Ακολουθώντας την παραπάνω διαδικασία μπορούμε να επιλέξουμε την υποβρύχια αντλία με τη καταλληλότερη καμπύλη άντλησης.
Η αντλία που θα επιλεγεί θα πρέπει να δουλεύει στο μέσον της καμπύλης λειτουργίας και ο κινητήρας στη μεγαλύτερή του απόδοση. Η αντλία μπορεί να αποτελείται εξ ολοκλήρου από ανοξείδωτο χάλυβα ή να έχει και ελαστομερή μέρη (πτερωτές, ροδέλες, ..). Η τελική επιλογή γίνεται λαμβάνοντας υπ’ όψη τη ποιότητα του νερού αλλά και το κόστος αγοράς.
Η επιλογή της στήλης κατάθλιψης είναι πολύ σημαντική ώστε να είναι κατάλληλη για το βάρος του αντλητικού συγκροτήματος. Επίσης πρέπει να παρουσιάζει αντοχή στη διάβρωση και στην ηλεκτρόλυση. Οι σωλήνες που χρησιμοποιούνται διακρίνονται σε δύο κύριες κατηγορίες, χαλύβδινοι ή πλαστικοί UPVC.
Για γεωτρήσεις με βάθος μεγαλύτερο των 200μ επιλέγουμε χαλύβδινους σωλήνες, ενώ και σε μικρότερο σωλήνες UPVC. Επίσης επιλέγουμε πλαστικούς σωλήνες, στις περιπτώσεις εκείνες που αναμένονται προβλήματα οξειδώσεων, για παράδειγμα σε νερά με μεγάλη περιεκτικότητα σε σίδηρο ή με μεγάλη αγωγιμότητα.
Οι χαλύβδινοι σωλήνες παράγονται με ραφή (Tubo) ή με αφανή ραφή (ERW/HF). Οι σωλήνες αφανούς ραφής (ERW) έχουν υποστεί θερμική κατεργασία – ανόπτηση. Όλες οι σωλήνες έχουν επικάλυψη με ειδικό βερνίκι για την μέγιστη προστασία τους από την διάβρωση.
Οι πλαστικοί σωλήνες που χρησιμοποιούνται στις γεωτρήσεις είναι τύπου PVC-U (άκαμπτο PVC), οι οποίοι είναι πιο ανθεκτικοί από το απλό PVC, με μεγαλύτερες αντοχές σε εφελκυσμό και πιέσεις αλλά και μεγαλύτερη υδραυλική αγωγιμότητα. Παρουσιάζουν ισχυρή αντίσταση κατά των χημικών, του ηλιακού φωτός και της οξείδωσης από το νερό. Επίσης είναι μη τοξικοί και κατάλληλοι για το πόσιμο νερό. Διακρίνονται σε βαρέως (heavy) και υπερβαρέως (super heavy) τύπου, με αντοχή 26 και 35 atm αντίστοιχα.
Η σύνδεση μεταξύ των τμημάτων των σωλήνων γίνεται με συνδέσμους (μούφες), κατασκευασμένοι από το ίδιο υλικό ποιοτικά με τους σωλήνες. Οι μούφες έχουν πύρο για μεγαλύτερη ασφάλεια και πλαστικές φλάντζες για καλύτερη στεγάνωση. Το μήκος των σωλήνων και φιλτροσωλήνων στο εμπόριο είναι 3 μέτρα, ενώ διάμετρος τους είναι από 1’’ έως 5΄΄.
Το καλώδιο τροφοδοσίας του ηλεκτρικού κινητήρα είναι ειδικό υποβρύχιο καλώδιο και μπορεί να είναι τύπου NYY ή HO7RN-F. Η διατομή του έχει σχέση με την ιπποδύναμη του κινητήρα, το μήκος του καλωδίου, το τύπο εκκίνησης (D.O.L ή Y-Δ ) και τη χρήση soft starter ή inverter.
Κάθε υποβρύχιο αντλητικό συγκρότημα συνοδεύεται και από έναν ηλεκτρικό πίνακα ελέγχου – αυτοματισμού, ο οποίος είναι απαραίτητος για τη σωστή λειτουργία και προστασία του υποβρύχιου κινητήρα της αντλίας. Σε περιοχές που έχουν μεγάλη και συχνή πτώση τάσης είναι απαραίτητος και μηχανισμός επιτηρητή ασυμμετρίας.
Για την καλύτερη λειτουργία του υποβρύχιου αντλητικού συγκροτήματος μπορεί να τοποθετηθεί Soft-Starter (ομαλός εκκινητής), ώστε να έχουμε ομαλή εκκίνηση-στάση της αντλίας, αποφεύγοντας το υδραυλικό πλήγμα, το οποίο είναι πολύ μεγάλο κυρίως σε μεγάλες αντλίες και βάθη. Για τον ίδιο λόγο μειώνουμε τη διάμετρο του καλωδίου.
Για ακόμα καλύτερη διαχείριση της υποβρύχιας αντλίας και του υδροφόρου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρονική διάταξη Inverter, με την οποία μπορούμε να έχουμε συνεχή ρύθμιση των στροφών της αντλίας και συνεπώς και της παροχής νερού που θέλουμε να εκμεταλλευτούμε. Σε αυτή τη περίπτωση έχουμε ακόμα πιο ομαλή εκκίνηση και σταμάτημα του υποβρύχιου αντλητικού συγκροτήματος.
Η εσφαλμένη επιλογή αντλητικού συγκροτήματος μπορεί να οδηγήσει σε κακή διαχείριση του υδροφόρου ορίζοντα, με αποτέλεσμα να αντλούνται συνήθως υπερβολικές ποσότητες αλλά με κακή ποιότητα νερού. Μια αντλία με υπερβολική ιπποδύναμη κινητήρα έχει σαν αποτέλεσμα αλλεπάλληλες εκκινήσεις του και επακόλουθη συνέπεια τη συχνή παρουσία βλαβών. Σε αυτές τις περιπτώσεις απαιτείται εξαγωγή του αντλητικού, για επιδιόρθωση, αντικατάσταση ή καθαρισμό της γεώτρησης, το οποίο ενέχει σοβαρό κίνδυνο να προκληθεί γενική ζημιά στη γεώτρηση.
Επομένως εξάγουμε το συμπέρασμα ότι η επιλογή της κατάλληλης αντλίας, έχει ως αποτέλεσμα την οικονομική λειτουργία και τη μεγάλη διάρκεια λειτουργίας της γεώτρησης, ενώ ταυτόχρονα εξασφαλίζουμε την αειφορία του υδροφόρου ορίζοντα.