Поршневий насос для глибокої свердловини (глибококолодязний) – це поршневий насос, який переміщує фіксовану кількість води під час одного циклу. Воду піднімають із глибини до 90 метрів за допомогою додаткових важелів чи приводів. Насос рідко коли підходить для гострого етапу надзвичайної ситуації та натомість краще підходить для довгострокового водопостачання у сільських районах із низькою густотою населення.Насос, який переміщує фіксовану кількість води за один цикл.

Більшість поршневих насосів для глибокої свердловини є ручними насосами з важільним принципом дії, які експлуатуються вручну, хоча також існують проєкти із маховим принципом дії. Такі насоси функціонують із використанням зворотно-поступального руху через з’єднання між важелем або приводом через шток насосу до плунжера у циліндрі, розташованому під водою. При цьому наявність одностороннього клапану забезпечує, що вода піднімається у напірній трубі.

Проєктні міркування

Викачуючи воду із глибини понад 15 метрів, вага штоків насосу та товщі води може стати занадто великою для безпосереднього підйому, тому потрібна додаткова форма механічної переваги для спрощення підняття товщі води. Це основна риса ручних насосів для глибоких свердловин. Для глибин до 45 метрів зазвичай до дизайну включаються механічні важелі (наприклад, насоси India Mark чи дизайн Afridev), тоді як для глибин до 90 метрів використовуються або приводні механізми (наприклад, насос Duba Tropic), або великі врівноважені важільні системи (наприклад, система India Mark Deepwell), обоє у поєднанні з циліндрами, спроєктованими для вищого тиску. Поршневі насоси для глибокої свердловини можуть використовуватися для розташованих близько до поверхні підземних вод, проте деякі проєкти розраховані на вагу штоку насосу (наприклад, насоси India Mark), тому можуть не так добре працювати. Швидкість потоку зазвичай варіюється від 600 до 900 літрів на годину на глибині 40 метрів для традиційних важільних насосів залежно від моделі і дещо зменшується для глибини до 95 метрів. Такі насоси працюють із використанням поршня зі зворотно-поступальним рухом у циліндрі. Останні можуть бути більшими за напірну трубу (тому демонтаж плунжера чи нижнього клапану вимагає демонтажу всієї основної напірної труби, наприклад, у випадку India Mark 2) або можуть мати дизайн із відкритим верхом (де можливо демонтувати плунжер/клапан без демонтажу напірної труби, наприклад, у випадку India Mark 3, Afridev чи насосу Blue Pump). В останньому випадку напірна труба має бути достатньо великого діаметру для того, щоб могли пройти плунжер і нижній клапан, що може збільшити вагу труби. Для вирішення цього почали використовувати пластикову трубу для напірної труби (наприклад, насос India Mark 3 або Afridev) та подвоювати обшивку для того, щоб вона виступала в якості напірної труби (наприклад, насос Blue Pump для нової свердловини).

Матеріали

Необхідні матеріали включають голівку насосу, важіль або приводний механізм, напірну трубу (може бути пластиковою), штоки насосу (інколи виготовляються з нержавіючої сталі), під’єднані до плунжера із одностороннім клапаном у циліндрі з нижнім клапаном. Такий вид насосу зазвичай виготовляється на кількох виробництвах лише в деяких країнах та експортується, хоча і були певні спроби виробляти його локально.

Придатність

Навіть попри те, що поршневі насоси для глибокої свердловини обслуговують більшу кількість користувачів ніж інші ручні насоси, вони все одно є більш доречними для постачання питної води у сільських громадах із меншою кількістю користувачів на насос, ніж в умовах надзвичайної ситуації та/або умовах міста із високою густотою населення, де ручний видобуток води із одного спільного джерела може не задовольняти попит (див. S.8 ). Також надзвичайно важливо за можливості впроваджувати моделі насосів, які вже використовуються та для яких існує ринок запчастин.

Експлуатація та обслуговування

Експлуатація та обслуговування можуть потребувати багато зусиль у випадку поршневих насосів для глибокої свердловини, оскільки вони спроєктовані для значної глибини, потребують більш надійної конструкції насосу, що додає ваги, а це, натомість, вимагає використання підйомного обладнання великої потужності. Значна глибина також означає, що потрібно демонтувати більше обладнання під час обслуговування, а це вимагає більше часу і навичок. Рухомі частини, такі як важелі чи приводи, також потребують більш регулярного обслуговування та заміни. У певних контекстах, де насоси інтенсивно використовуються, поломки можна очікувати кожні три – чотири місяці (наприклад, у випадку насосів India Mark чи Duba) або навіть щомісяця (наприклад, у випадку насосу Afridev). Проте деякі насоси спрямовані на продовження строку функціональності між поломками (12 – 36 місяців у випадку насосу Blue Pump).

Оскільки в певний момент обслуговування знадобиться для будь-якого виду насосу, певні аспекти насосу можуть сприяти проведенню такого обслуговування. Модель, який вимагає менше інструментів для процедур з обслуговування, може допомогти з цим (наприклад, насос Afridev), і процес буде простішим, якщо не потрібно буде знімати напірну трубу для того, щоб дістатися до плунжера, нижнього клапану чи циліндру (наприклад, насоси Afridev, India Mark 3 та Blue Pump). Для напірної труби може використовуватися пластик чи метал, тоді як для штоків насосу, плунжерів і циліндрів використовується метал. Там, де використовуються металеві компоненти у поєднанні із підземними водами із рівнем рН 6,5 чи нижче, корозія є ймовірною. Це означає частішу заміну пошкоджених частин, особливо, штоків насосу та труб, хоча вплив пошкодження можна пом’якшити завдяки використанню нержавіючої сталі для штоків насосу чи циліндрів (наприклад, насос Blue Pump) та за можливості пластикових напірних труб (наприклад, насоси Afridev, Blue Pump, India Mark 3), хоча це також може збільшити вартість. Частота проведення робіт з обслуговування також залежить від якості місцевих запчастин, яка може бути низькою навіть за умови стандартизації проєктів насосу. Ситуація ускладнюється ще тим, що насоси не обслуговують так, як потрібно, зазвичай із різних причин, не пов’язаних із технічними особливостями насосу (див. S.8 ). Одним із підходів до вирішення цієї проблеми, випробуваним у випадку насосів Blue Pump, було найняти професійних регіональних механіків із проведення ремонту, а не доручати це громадам.

Здоров’я та безпека

Однією з проблем зі здоров’ям може бути надмірне фізичне навантаження, навіть коли в насосів є механічна перевага. Хімічна якість води може стати проблемою у випадку деяких металевих насосів. Там, де рівень рН підземних вод 6,5 чи нижче, розчинність заліза з труб є високо ймовірною та може становити непрямий ризик для здоров’я, а свинець може витікати із певних швів та арматури незалежно від рівня рН (див. A.2 ).

Витрати

Капітальні інвестиції в поршневі насоси для глибокої свердловини можуть суттєво варіюватися. У випадку глибини у 50 метрів витрати варіюються від менше ніж 1 000 до 5 000 доларів США. Поточні витрати на ремонт і обслуговування зазвичай становлять від 60 до 150 доларів США на рік на один пункт водопостачання, що є більше ніж у випадку насосів для мілководних свердловин. Витрати на насос можуть бути набагато вищими (300 – 600 доларів США) там, де обслуговування проводиться централізовано і насоси розташовані у віддалених районах.

Соціальні та екологічні аспекти

Загалом такі види насосів добре приймаються та відповідають потребам користувачів. Оскільки більшість із цих насосів мають ручний принцип роботи, вони є екологічно чистим варіантом видобутку води із обмеженим ризиком надмірної експлуатації джерела води, яке використовується для її викачування.