Pompe pentru foraje adânci (H mare) — ce să urmărești

Criterii tehnice pentru pompe de foraj la înălțimi mari

Problemă → Abordare → Dovezi → Concluzie. Forajele adânci impun înălțimi mari de pompare (H mare), variații de nivel în sondă și pierderi accentuate pe coloană. Greșeala tipică este achiziția “după putere” sau “după debitul dorit”, fără calcul coerent al înălțimii totale și fără verificarea curbei. Mai jos, o metodă pas cu pas, cu repere măsurabile și justificabile.

Ce înseamnă “H mare” într-un foraj

Problemă. Înălțimea totală (H) nu este doar adâncimea forajului. Include ridicarea statică, depresiunea în pompaj (drawdown), pierderile de sarcină și presiunea reziduală la consumator.

Abordare. Se calculează H_total (TDH) astfel: H_total = H_static + H_drawdown + H_pierderi + H_serviciu + marja de siguranță.

Dovezi. Această descompunere este standard în hidraulică (ISO 9906 pentru încercări și verificări; SR EN 809 pentru terminologie). În practică, H_drawdown se obține din testul de pompaj, iar H_pierderi din calcule pe conductele reale (diametre, rugozitate, armături).

Concluzie. Fără H_total nu se poate citi corect curba pompei și nu se pot estima etajele necesare la o submersibilă multietajată.

Termeni tehnici esențiali

• H_static: diferența între nivelul apei în repaus și cota de livrare
• H_drawdown: scăderea nivelului în funcționare la debitul țintă
• H_pierderi: căderi pe coloană, fitinguri, supape, coturi, contor
• H_serviciu: presiunea utilă la capăt (de ex., 2–3 bar la robinet)

Cum determini debitul și H_total (metodologie de calcul)

Problemă. Debitul dorit (Q) e uneori mai mare decât poate furniza acviferul fără scăderi excesive de nivel.

Abordare. Testează forajul (pompaj în trepte 30–120 min/treaptă) pentru a obține relația Q–drawdown. Alege Q de proiect sub pragul care produce creșteri abrupte de drawdown. Calculează H_pierderi cu ecuații standard (Darcy–Weisbach/Hazen–Williams), pe diametrul real al coloanei. Stabilește H_serviciu la consumator (ex.: 20–30 mCA). Adaugă marjă (5–10%) pentru variații sezoniere și îmbătrânire.

Dovezi. Corelarea Q–drawdown și verificarea la BEP (Best Efficiency Point) sunt recomandate de manualele de hidrogeologie aplicată și de standardele de încercare a pompelor (ISO 9906: toleranțe și metode de măsurare).

Concluzie. Se obține o țintă clară: Q_proiect și H_total. Acestea dictează selecția tipului de pompă și a numărului de etaje.

Exemplu numeric simplificat

Foraj 180 m; nivel static 60 m; drawdown la Q=2,5 l/s: 25 m; pierderi pe coloană DN40: 18 m; H_serviciu: 25 m; marjă: 10 m. Rezultă: H_total ≈ 60+25+18+25+10 = 138 m la 2,5 l/s.

Ce tip de pompă alegi pentru H mare

Problemă. La H mare, nu toate pompele pot oferi presiunea cerută fără a cădea în randamente mici sau fără a lucra departe de BEP.

Abordare. Opțiunile tipice sunt:

• Submersibilă multietajată (motor sub apă): ideală pentru H mari, răcire prin fluxul ascendent; necesită claritate privind nisipul și diametrul forajului
• Vertical turbine (line-shaft): arbore lung, motor la suprafață; eficiență bună, întreținere facilă, dar cere aliniere precisă și spațiu la cap
• Suprafață + ejector: soluție pentru puțuri înguste/particulare; eficiență mai mică, aplicabilitate limitată

Dovezi. Curbele tip H–Q arată că pompele multietajate cresc H prin adăugarea de etaje identice; modelele verticale cu turbină sunt standard pentru puțuri foarte adânci în industrie. ISO 5199/ISO 9908 pot fi consultate pentru clasificarea pompelor centrifuge; ISO 9906 pentru criterii de încercare.

Concluzie. Pentru majoritatea forajelor adânci de uz civil/industrial, submersibila multietajată este prima opțiune; la debite mari și H foarte mari, vertical turbine devine competitivă.

Cum citești curba pompei (H–Q–η)

La Q_proiect, verifică:

• H furnizat ≥ H_total
• η (randament) cât mai aproape de vârful curbei
• Puterea la arbore și curentul motorului în limite
• Rezervă la 90–110% din Q (variații de nivel sau de rezistențe)

Instalarea într-un foraj adânc: riscuri și soluții

Problemă. H mare amplifică orice eroare: pierderi suplimentare, vibrații, suprasarcină electrică, încălzirea motorului sau colmatarea din particule.

Abordare. Controlează patru zone critice: hidraulică, mecanică, electrică și calitatea apei.

Dovezi. Practica industrială și standardele pentru echipamente rotative recomandă următoarele măsuri; termenele sunt explicate pe scurt pentru claritate.

Concluzie. O instalare bună crește randamentul și durata de viață, reducând costul total de proprietate.

Hidraulică: diametre, pierderi, armături

Alege diametrul coloanei astfel încât viteza să rămână uzual sub 1,5–2,0 m/s pe tronsoane lungi. Supapa de reținere imediat deasupra pompei și, la coloane lungi, încă una intermediară, conform recomandărilor producătorului. Minimizați coturi/strâmtări; folosiți tranziții line pentru reducerea turbulenței.

Mecanic: vibrații, ghidaje, cablu

Centrate corecte și distanțiere pe coloană la intervale regulate. Ghidaje pentru cablu și teavă, prevenind frecarea pe carcasă. Lungimi mari → amortizare suplimentară la capul de puț; evaluare de torsiune la pornire.

Electric: cădere de tensiune, pornire, protecții

Calculați căderea de tensiune pe cablu pentru adâncimea reală; dimensionați secțiunea pentru <3–5% cădere la curentul nominal. Alegeți metoda de pornire (DOL/soft-starter/VFD) în funcție de rețea și motor. Protecții: suprasarcină, lipsă apă (probe de nivel), fazare, izolație, temperatură.

Calitatea apei: nisip, fier, gaze

Verificați conținutul de nisip (de ex., mg/l). Valorile ridicate impun pompe cu clearance mărit și cămașă de răcire. Fier/mangan → depuneri; plan de spălări periodice. Gaze dizolvate → risc de cavitație locală pe etaje; aerisiri corecte.

“Nu alegi pompa ca să-ți iasă curba pe hârtie, ci ca să-ți susțină forajul în timp.”

Verificare, exploatare și mentenanță

Problemă. Fără date de referință, nu poți evalua dacă sistemul s-a degradat sau dacă forajul se colmatează.

Abordare.

• Punere în funcțiune: măsurați Q, H, I(A), U(V), P(kW) și zgomot/vibrații; trasați punctul de funcționare pe curba producătorului (conform ISO 9906 – încercări de acceptanță)
• Monitorizare: jurnal lunar cu Q, nivel dinamic, consum energie/kWh/m³
• Mentenanță: verificări anuale ale izolării, supapelor, cablajului, colmatării; curățare/air-lift dacă debitele scad nejustificat

Dovezi. Încercările tipizate și toleranțele de performanță se raportează la ISO 9906; pentru siguranță electrică se folosesc normativele locale/EN; pentru materiale în contact cu apa potabilă, referința sunt reglementările sanitare aplicabile.

Concluzie. Exploatarea cu măsurători periodice prelungește viața echipamentului și menține randamentul apropiat de BEP.

Checklist rapid de selecție

• Q_proiect și H_total calculate din testul de pompaj și pierderi reale
• Curba aleasă cu punct de lucru în zona de randament maxim
• Diametrul forajului compatibil cu diametrul pompei și teava de coloană
• Calcul electric complet: cădere tensiune, protecții, pornire
• Control nisip și verificări periodice ale nivelului

Concluzie: cum reduci riscul la H mare

Problemă. H mare crește costul și vulnerabilitatea la erori.

Abordare. Calcule complete (Q, H_total), curbe corect citite, instalare disciplinată, monitorizare.

Dovezi. Metoda e aliniată cu standardele de încercare (ISO 9906) și cu practica industrială pentru puțuri adânci (submersibile multietajate/vertical turbine).

Concluzie. Selectează pompa după date măsurate și urmărește funcționarea în timp. Pentru aprofundare, vezi și tipuri de pompe și pompe submersibile.