Рис. 21 Схема газлифта (эрлифта): 1 - обсадная труба; 2 - газовая труба; 3 - подъемная труба
В пневматических нагнетателях (подъемниках) для подъема жидкости используется сжатый воздух или технический газ. Идея подъема жидкости сжатым воздухом возникла в конце XVIII в., но только спустя столетие нашла практическое применение для подъема воды и нефти из скважин. Аппарат, в котором воплотилась эта идея, получил название газлифт (эрлифт). Теория газлифта, правильно объясняющая его действие увлечением жидкости всплывающими пузырьками воздуха, была разработана лишь в 1941 г. Н. М. Герсеванозым. Существуют три типа газлифтов (рис. 21): I - с двумя трубами: газовой и для подъема жидкости (жидкостной); II - с одной газовой и III - с одной жидкостной трубой, установленной в обсадной трубе и опущенной в скважину.
Рис. 22 Схема пневматического подъемника периодического действия
В газлифте I-го и II-го типов сжатый воздух (или газ) под давлением нагнетается в скважину по газовой трубе, а в газлифте III-го типа воздух нагнетается в кольцевое пространство между обсадной и жидкостной трубами. В жидкостных трубах образуется смесь жидкости и воздуха (или газа) - эмульсия. Пузырьки воздуха (или газа) устремляются вверх, увлекая за собой жидкость. Достигнув верха труб, эмульсия изливается. Пузырьки воздуха (или газа) по мере движения вверх увеличиваются в объеме вследствие уменьшения в них давления, при этом возрастает скорость подъема эмульсии. При подъеме пузырьков часть жидкости не увлекается ими и падает вниз. Чем меньше скорость подъема эмульсии, тем больше утечка жидкости. Практикой установлены следующие оптимальные скорости движения эмульсии. При входе воздуха (или газа) v і 3 м/с, при изливе v = 6ё8 м/с. При увеличении скорости быстро возрастают потери давления, а при ее уменьшении увеличивается скольжение пузырьков воздуха (или газа), что приводит к увеличению потерь жидкости. На выходе эмульсии из газлифта сепаратором производится разделение газа и жидкости. Сепаратором для воды служит отражатель в виде зонта, установленный в приемном баке. Эмульсия ударяется о внутреннюю поверхность отражателя, воздух улетучивается, а вода стекает с отражателя в бак, откуда по трубам направляется в систему водоснабжения.
Для нормальной работы газлифта необходимо, чтобы высота слоя жидкости в скважине была больше высоты ее подъема (H - h > h), а также, чтобы уровень жидкости был постоянным (так называемый динамический уровень), а коэффициент погружения К=Н/h находился в пределах 1,7...3,5. Встречающиеся на практике газлифты имеют подачу 1...500 м3/ч с высотой подъема воды 10...200 м.
Несмотря на малый КПД (15...36 %) подъем жидкости с помощью газлифтов обладает следующими достоинствами: простота устройства, отсутствие в скважине механизмов, надежность и бесперебойность действия, невысокие требования к качеству жидкости.
К пневматическим подъемникам относится и пневматическое устройство периодического действия (рис. 22). Подъем воды из резервуара 1 в бак 2 на высоту Нг осуществляется с помощью компрессора 3 и пневматического баллона 4. При отключенном компрессоре и открытых задвижках а и б баллон заполняется водой. Закрыв задвижки а и б, открывают задвижку в и, включив компрессор, вытесняют воду в бак. Цикл подачи осуществляется периодически.
Литература
1. Поляков, В.В. Насосы и вентиляторы / В.В. Поляков, Л.С. Скворцов. М.: Стройиздат, 1990. 335 с. Стройиздат, 1971, 259 с.
2. Программа дисциплины «Насосы и вентиляторы (нагнетатели)». М.: МИСИ им. В.В.Куйбышева, 1989, с.5.
3. Калинушкин, М.П. Вентиляторные установки / М.П. Калинушкин. М.: Высшая школа, 1979, 4. Черкасский, В.М. Насосы, компрессоры, вентиляторы / В.М. Черкасский, Т.М. Романова, Р.А. Рауль. М.: Энергия, 1968, с.