Скважинные насосные агрегаты с трансмиссионным валом, т. е. агрегаты с погружными насосами, двигатели которых расположены на поверхности земли, состоят из трех основных узлов: погружного насоса, расположенного ниже динамического уровня воды в скважине; электродвигателя с опорным узлом, расположенного над скважиной на поверхности земли; трансмиссионного вала, соединяющего рабочий узел с электродвигателем.
Наиболее распространены насосные агрегаты типов АТН, НА и А (ранее такие агрегаты назывались артезианскими). Скважин-ный насосный агрегат типа АТН представлен на рис. 6.2. Погружной насос этой установки имеет несколько колес, закрепленных на общем вертикальном валу, и несколько направляющих аппаратов. Вал насоса вращается в резиновых подшипниках, закрепленных внутри направляющих аппаратов. Такие насосы выпускают как с открытыми, так и с закрытыми колесами.
Насосы с закрытыми колесами обладают более высоким КПД, чем насосы с открытыми колесами, но они не приспособлены для работы в скважинах, заполненных водой со значительными примесями песка. При остановке насоса песок, осаждающийся в напорном трубопроводе, может заклинить рабочие колеса в направляющих аппаратах.
Насосы с открытыми колесами работают и при высоком содержании песка в воде. Подачу таких насосов можно регулировать, меняя зазор между рабочими колесами и направляющими аппаратами. При увеличении зазора уменьшается подача и снижается КПД насоса.
Рис. 6.2. Скважинный насосный агрегат с трансмиссионным валом (а) и схема насоса (б)
1 — насос; 2 — трубопровод с валом; 3 — опорная часть; 4 — пята привода; 5 — электродвигатель; 6 — подвод; 7 — рабочее колесо; 8 — втулка; 9 — лопаточный отвод; 10 — вал; 11— подшипник
Приводная головка скважинной насосной установки состоит из станины — опоры установки, напорного патрубка и электродвигателя, установленного на верхней части станины. Электродвигатели для агрегатов типа АТН выпускают в вертикальном исполнении особой конструкции (с опорными подшипниками и масляными ваннами). Электродвигатели имеют приспособление (контрреверс) для предохранения трансмиссионного вала от раскручивания при внезапной остановке двигателя или при вращении его в противоположном направлении.
Напорный трубопровод, по которому вода подается от рабочего узла к напорному патрубку, состоит из отдельных секций стандартной длины (см. рис. 6.2). Внутри трубопровода проходит трансмиссионный вал, вращающийся в резиновых подшипниках, закрепленных в чугунных опорных крестовинах. Отдельные секции вала соединены между собой муфтами.
Промышленность выпускала насосные агрегаты АТН-8, АТН-10 и АТН-14 для скважин с минимальным диаметром колонны труб соответственно 200; 250 и 350 мм.
Насосные агрегаты типа НА и А по своему устройству аналогичны агрегатам типа АТН, но промежуточные подшипники у них устроены с лигнофолевыми вкладышами и смазываются чистой водой, подводимой к подшипникам по специальному трубопроводу небольшого диаметра, расположенному вдоль напорного трубопровода. Насосы типа А обеспечивают большую подачу и предназначены для подъема воды из высокодебитных скважин диаметром 500 и 600 мм.
Общие технические условия на центробежные скважинные насосные установки для воды с трансмиссионным валом типа УЦТВ установлены ГОСТ 14835 — 75. В отличие от установок типа АТН приводная головка этих установок позволяет использовать не только электродвигатели в вертикальном исполнении, но и горизонтальные электродвигатели, а также дизельный привод (через редуктор). Поэтому насосные установки типа УЦТВ можно использовать в районах, где нет электроэнергии, например на отгонных пастбищах.
Достоинствами скважинных насосных агрегатов является возможность наблюдения за работой двигателя, а также его замены и ремонта без демонтажа всей насосной установки. К их недостаткам относятся прежде всего необходимость устройства длинного трансмиссионного вала, сложность и трудоемкость монтажа и демонтажа агрегата, невозможность его размещения в искривленных скважинах, а также большая металлоемкость и значительная масса. Поэтому скважинные насосные агрегаты с двигателями, расположенными на поверхности земли, в настоящее время вытесняются более прогрессивными погружными агрегатами.