Comment protéger une pompe submersible de puits profond contre le fonctionnement à sec

Une pompe submersible pour puits profond doit rester suffisamment immergée et alimentée en eau pendant toute la durée de son fonctionnement.

Si le puits ne peut pas reconstituer l’eau aussi rapidement que la pompe l’enlève, le niveau d’eau dynamique peut continuer à baisser. Une fois que l’eau atteint l’entrée de la pompe, l’unité peut commencer à aspirer de l’air, produisant un débit instable ou fonctionnant sans suffisamment d’eau.

Cette condition est communément appelée marche à sec.

Le fonctionnement à sec peut endommager la pompe, le moteur, les roulements et d'autres composants. Cela peut également produire des vibrations importantes, une surchauffe, une perte de pression de refoulement et des déclenchements répétés du panneau de commande.

Une protection fiable nécessite plus que l’installation d’un seul capteur. Le système doit combiner :

• Rendement de puits confirmé

• Capacité correcte de la pompe

• Profondeur d'installation appropriée

• Immersion adéquate

• Protection niveau d'eau ou électrique

• Logique d'arrêt sécurisé

• Redémarrage automatique contrôlé

• Mise en service et tests périodiques

La protection contre la marche à sec est un système de secours. Cela ne rend pas une pompe surdimensionnée adaptée à un puits à faible rendement.

Qu’est-ce que la marche à sec dans une pompe de forage ?

La marche à sec se produit lorsqu'une pompe fonctionne sans qu'une quantité suffisante d'eau ne passe dans sa section hydraulique et autour du moteur.

Cette condition ne signifie pas toujours que tout le puits est vide.

Une pompe de forage peut rencontrer des conditions de fonctionnement à sec lorsque :

• Le niveau d'eau dynamique descend en dessous de l'aspiration de la pompe.

• L'eau recouvre et expose par intermittence la prise d'eau.

• La pompe produit plus d’eau que ce que le puits peut fournir.

• Un capteur de niveau est mal positionné.

• Un tamis d’entrée se bloque.

• De l'air ou du gaz pénètre dans la pompe.

• Une vanne est fermée ou une canalisation est obstruée.

• La pompe perd du débit en raison de dommages mécaniques.

• Une pompe de réservoir crée un vortex et aspire de l'air.

• Un puits nécessite plus de temps de récupération entre les cycles d'exploitation.

Une perte partielle de submersion peut être dommageable avant même que la pompe ne soit complètement sèche.

L'admission peut alterner entre l'eau et l'air, provoquant une pression instable, des vibrations et des changements rapides de la charge du moteur.

Pourquoi le fonctionnement à sec endommage une pompe submersible

L'eau remplit plusieurs fonctions pendant le fonctionnement de la pompe.

C'est le fluide pompé, mais il peut également contribuer à :

• Refroidissement du moteur

• Lubrification des roulements

• Stabilité hydraulique

• Évacuation de la chaleur des composants internes de la pompe

• Conditions de poussée stables

• Refroidissement des garnitures mécaniques dans les conceptions applicables

Lorsque le débit d'eau est perdu, ces fonctions sont réduites ou disparaissent.

Les conséquences possibles incluent :

Surchauffe du moteur

Un moteur submersible transfère normalement la chaleur à l’eau en mouvement environnante.

Si le niveau d’eau descend trop, le moteur risque de perdre son environnement de refroidissement. Même lorsque le moteur reste partiellement immergé, un mouvement insuffisant le long de sa surface peut permettre une augmentation de la température.

Dommages aux roulements et aux bagues

De nombreux roulements et bagues de pompes de forage dépendent de l'eau pour la lubrification et le refroidissement.

Un fonctionnement avec de l'air, une quantité insuffisante d'eau ou un mélange d'air et d'eau peut augmenter la friction et l'usure.

Dommages aux garnitures mécaniques

Certaines conceptions de pompes submersibles utilisent des garnitures mécaniques qui dépendent du liquide environnant pour le refroidissement.

Un fonctionnement à sec peut surchauffer et endommager les faces d'étanchéité.

Poussée hydraulique instable

Une pompe de forage à plusieurs étages est conçue pour fonctionner avec de l'eau circulant à travers ses roues et ses diffuseurs.

La perte de débit peut modifier la répartition de la pression interne et les conditions de poussée. Des cycles répétés de fonctionnement à sec peuvent réduire la durée de vie des butées et des composants hydrauliques.

Vibrations excessives

L'air pénétrant dans l'admission peut créer des forces hydrauliques instables.

La pompe peut produire un débit fluctuant, du bruit et des vibrations, potentiellement dommageables :

• Roulements de pompe

• Roulements de moteur

• Accouplements

• Connexions principales ascendantes

• Supports de câbles électriques

• Clapets anti-retour

Perte de pression de livraison

Lorsque la pompe commence à aspirer de l’air, le débit et la pression de refoulement peuvent chuter.

Le système de contrôle peut réagir en démarrant la pompe à plusieurs reprises ou en augmentant la vitesse du VFD, aggravant ainsi la situation à moins qu'une logique de marche à sec ne soit incluse.

Causes courantes de fonctionnement à sec

La capacité de la pompe dépasse le rendement du puits

Une pompe peut être capable de fournir plus d’eau que ce que le puits peut produire de manière durable.

Par exemple, une pompe peut initialement fournir le débit requis tout en puisant l'eau stockée à l'intérieur du boîtier. Si l’afflux de l’aquifère ne peut pas maintenir ce taux, le niveau d’eau continuera de baisser.

La pompe peut alors atteindre le niveau de protection contre la marche à sec même si ses performances hydrauliques sont normales.

Il s’agit principalement d’un problème de rendement et de sélection des pompes.

Sélection basée uniquement sur le niveau d'eau statique

Le niveau d'eau statique est mesuré pendant que le puits est au repos.

Après le démarrage de la pompe, le niveau d'eau tombe normalement à un niveau dynamique ou de pompage. La différence est le rabattement du puits.

L'installation de la pompe uniquement en fonction du niveau d'eau statique peut entraîner une immersion insuffisante pendant le fonctionnement.

Utilisez le niveau d'eau dynamique stabilisé au débit de pompage requis lors de l'examen de la profondeur d'installation et du risque de marche à sec.

Changements saisonniers des eaux souterraines

Un niveau d'eau mesuré pendant une saison des pluies peut ne pas représenter le niveau le plus bas attendu par temps sec.

Les conditions des eaux souterraines peuvent également changer en raison de :

• Sécheresse

• Demande d'irrigation

• Pompage à proximité

• Changements de recharge

• Nouveaux puits dans le même aquifère

• Déclin à long terme des eaux souterraines

La protection contre la marche à sec doit prendre en compte le niveau de fonctionnement crédible le plus bas, et pas seulement le niveau observé à la date d'installation.

Tamis de puits ou prise d'eau de pompe bloquée

Les sédiments, les dépôts minéraux, la croissance biologique ou les débris peuvent restreindre le mouvement de l'eau à travers la crépine du puits ou la prise d'eau de la pompe.

Le puits peut contenir de l’eau, mais la pompe peut ne pas recevoir un débit suffisant.

Une restriction peut également modifier le courant du moteur et la pression de refoulement, provoquant des symptômes similaires à une baisse du niveau d'eau.

Profondeur d'installation de la pompe incorrecte

Une pompe installée trop peu profondément peut être exposée lorsque le niveau d'eau dynamique baisse.

L’installer plus profondément peut augmenter la submersion disponible, mais une profondeur excessive crée d’autres risques, notamment :

• Distance réduite du fond du puits

• Une plus grande exposition au sable et aux sédiments

• Coûts croissants des conduites principales et des câbles

• Charge suspendue plus importante

• Pression plus élevée dans les sections inférieures des tuyaux

• Récupération plus difficile

• Installation possible sous l'écran productif

• Refroidissement insuffisant du moteur lorsque l'afflux se produit par le haut

La profondeur d'installation doit équilibrer la couverture d'eau, la géométrie du puits, la position du tamis, le refroidissement et le dégagement du fond.

Vortex de réservoir

Une pompe installée dans un réservoir, un réservoir ou un plan d'eau ouvert peut aspirer de l'air à travers un vortex de surface même lorsque la prise d'eau reste inférieure au niveau d'eau normal.

La formation des vortex dépend de facteurs tels que :

• Immersion au-dessus de la prise d'eau

• Débit de la pompe

• Géométrie du réservoir

• Distance des murs et du sol

• Orientation d'admission

• Direction d'entrée d'eau

• Pompes à proximité

• Turbulence

Un capteur de niveau seul peut ne pas détecter cette condition car le réservoir contient encore de l'eau.

Air ou gaz dans le puits

Certains puits contiennent du gaz dissous ou libre.

Le gaz entrant dans la pompe peut réduire les performances hydrauliques et provoquer des fluctuations du courant, de la pression et du débit. Les symptômes peuvent ressembler à une marche à sec partielle.

La source d'eau doit être évaluée si de l'air ou du gaz continue d'apparaître même lorsque le niveau d'eau mesuré reste au-dessus de la pompe.

Commencez par un test de pompage

La protection contre la marche à sec doit commencer par des données fiables sur les puits.

Un test de pompage permet d'établir :

• Niveau d'eau statique

• Niveau d'eau dynamique à un débit indiqué

• Tirage

• Récupération après arrêt

• Si le niveau d'eau se stabilise

• Capacité approximative du puits dans les conditions de test

• Modifications de la qualité de l'eau ou de la teneur en sable lors du pompage

Le niveau d'eau dynamique doit toujours être enregistré avec le débit de pompage et le temps écoulé.

Une déclaration telle que « le niveau d'eau est de 50 mètres » est incomplète à moins qu'elle n'indique si la mesure est statique ou dynamique et quelle quantité d'eau a été pompée.

Si le niveau d'eau continue de baisser tout au long de l'essai, le débit d'exploitation proposé pourrait ne pas être durable.

Les commandes de marche à sec peuvent arrêter la pompe, mais elles ne peuvent pas augmenter l'approvisionnement en eau du puits.

Adaptez le débit de la pompe au rendement durable du puits

Le débit de service sélectionné doit rester dans les limites de la capacité opérationnelle vérifiée du puits.

Évitez de sélectionner une pompe uniquement parce qu’elle peut fournir un débit maximum plus élevé. Une pompe surdimensionnée peut :

• Abaisser rapidement le niveau d’eau dynamique

• Provoque des déplacements fréquents à sec

• Augmente le mouvement du sable

• Créer un cyclisme instable

• Fonctionner loin de sa plage efficace

• Exiger une limitation

• Augmente le stress de démarrage et électrique

Si la demande est temporairement supérieure au débit durable du puits, un réservoir de stockage peut fournir un meilleur agencement du système.

La pompe de puits peut remplir le réservoir à un débit contrôlé, tandis qu'une pompe de surpression séparée fournit la demande variable ou de pointe.

Établir la profondeur de réglage correcte de la pompe

La pompe doit rester en dessous du niveau d'eau dynamique le plus bas prévu par la submersion minimale spécifiée pour le modèle sélectionné.

La profondeur requise doit être vérifiée par rapport à :

• Niveau d'eau dynamique stabilisé

• Déclin saisonnier

• Réduction pendant la demande de pointe

• Interférence de puits à proximité

• Position d'admission de la pompe

• Longueur complète de la pompe et du moteur

• Position du tamis ou de la perforation du puits

• Direction de l'arrivée d'eau

• Exigences de refroidissement du moteur

• Distance du fond du puits

• Conditions du sable et des sédiments

Ne confondez pas la profondeur de réglage de la pompe avec la tête de pompe.

L’installation de la pompe plus profondément n’augmente pas directement l’élévation verticale du niveau de l’eau de pompage jusqu’au point de refoulement. Cela modifie principalement la position de la pompe dans le puits et la submersion disponible.

Les instructions d'installation du SLAPK QJ référencées indiquent que la turbine du premier étage doit être à au moins 2 mètres sous le niveau d'eau dynamique et que le fond du moteur doit rester à au moins 3 mètres au-dessus du fond du puits. Ils fournissent également une limite spécifique au modèle pour l'immersion en dessous du niveau d'eau statique.

Ces valeurs sont des instructions produit pour la configuration QJ référencée, et non des limites universelles pour chaque pompe de forage. Confirmez les exigences exactes de la pompe et du moteur commandés.

Méthode 1 : Électrodes de niveau d’eau

Les électrodes de niveau conductrices sont couramment utilisées dans les puits d'eau.

Un arrangement typique peut inclure :

• Une électrode d'arrêt de bas niveau

• Une électrode de redémarrage plus élevée

• Une électrode de référence commune si nécessaire

• Un relais de niveau dans le panneau de contrôle

Lorsque l'eau atteint le niveau d'arrêt, le système de contrôle ouvre le circuit du moteur et arrête la pompe.

La pompe ne doit pas redémarrer dès que l'eau touche à nouveau la même électrode. Un niveau de redémarrage ou une temporisation distinct fournit une hystérésis et permet au puits de récupérer.

L'adéquation des électrodes dépend de la conductivité de l'eau. L'eau, le tartre ou les dépôts à très faible conductivité peuvent réduire la fiabilité.

Le fournisseur doit confirmer :

• Matériau de l'électrode

• Type de câble

• Tension de commande

• Plage de conductivité de l'eau

• Longueur maximale du câble

• Profondeur d'installation

• Espacement entre les électrodes

• Résistance à la corrosion et aux dépôts

Méthode 2 : interrupteurs à flotteur

Les interrupteurs à flotteur sont largement utilisés dans les réservoirs, puisards et réservoirs.

Ils peuvent fournir un signal direct de faible niveau, mais ils sont souvent peu pratiques dans les forages étroits car ils nécessitent de l'espace pour se déplacer librement.

Un flotteur peut être obstrué par :

• La principale hausse

• Câble d'alimentation

• Serre-câbles

• Boîtier de puits

• Autres capteurs

• Turbulence

• Sédiment

Utilisez un flotteur uniquement lorsque l'installation offre un dégagement suffisant et que l'appareil est approuvé pour le liquide et la profondeur.

Méthode 3 : capteurs de niveau de pression

Un transducteur de pression submersible peut mesurer la colonne d'eau au-dessus du capteur.

Il peut fournir des informations continues sur le niveau plutôt qu'un simple signal humide ou sec.

Les avantages peuvent inclure :

• Niveaux d'arrêt et de redémarrage réglables

• Surveillance continue des tendances

• Télémétrie à distance

• Records saisonniers des niveaux d’eau

• Fonctions d'alarme

• Données des tests de pompage

Cependant, le niveau indiqué peut être affecté par :

• Élévation du capteur

• Densité de l'eau

• Compensation de la pression atmosphérique

• État de l'évent des câbles

• Température

• Dérive d'étalonnage

• Bruit électrique

• Données de référence incorrectes

Le transducteur doit être installé à une altitude connue et protégé des dommages mécaniques directs.

Méthode 4 : Protection contre les sous-charges ou les faibles courants

Un moteur submersible consomme normalement moins d’énergie lorsque la pompe perd sa charge hydraulique.

Un relais électronique de protection du moteur peut détecter une marche à sec en surveillant :

• Actuel

• Puissance active

• Facteur de puissance

• Charge du moteur

• Une combinaison calculée de valeurs électriques

Cette méthode peut être utile car elle ne nécessite pas de câble de niveau d’eau de fond séparé.

Cependant, un courant faible ne prouve pas uniquement un fonctionnement à sec.

Des lectures similaires peuvent résulter de :

• Admission fermée ou restreinte

• Arbre de pompe cassé

• Roues usées

• Gaz entrant dans la pompe

• Tension incorrecte

• Fréquence VFD incorrecte

• Défauts de moteur ou de câble

• Fonctionnement de la pompe à un point inhabituel de sa courbe

Le seuil de protection doit donc être mis en service à l'aide des données mesurées de la pompe réelle dans des conditions de fonctionnement normales.

Ne copiez pas un réglage actuel à partir d’un autre moteur ou d’une autre pompe.

Méthode 5 : Surveillance du débit

Un interrupteur de débit ou un débitmètre peut détecter une perte de débit d’eau.

Ceci est utile lorsque le fonctionnement à sec produit une nette réduction du débit de refoulement.

La logique doit tenir compte de la courte période entre le démarrage du moteur et l'arrivée d'un débit stable au capteur. Sans un délai de démarrage approprié, le système peut se déclencher à chaque démarrage de la pompe.

La surveillance du débit peut également détecter des problèmes qu'un capteur de niveau d'eau peut manquer, notamment :

• Admission bloquée

• Vanne fermée

• Conduite montante cassée

• Usure de la pompe

• Rotation inversée

• Entrée d'air ou de gaz

• Panne mécanique

Un signal de débit à lui seul ne fait peut-être pas la distinction entre ces causes, mais il fournit une confirmation précieuse que la pompe produit de l'eau.

Méthode 6 : Surveillance de la pression

Un pressostat de refoulement ou un transmetteur de pression peut identifier une perte de pression anormale.

La surveillance de la pression est particulièrement utile dans les systèmes censés maintenir une pression de refoulement définie.

Les limitations possibles incluent :

• La pression peut rester temporairement emprisonnée par un clapet anti-retour.

• Une vanne fermée peut créer une pression élevée même en l’absence de débit.

• Une canalisation montante endommagée peut modifier la pression de manière imprévisible.

• La pression change en fonction du niveau du réservoir et de la demande du système.

• La pression de démarrage met du temps à se stabiliser.

La protection contre la pression doit être coordonnée avec les signaux de débit, de courant et de niveau d'eau lorsque cela est possible.

Utilisez plusieurs signaux de protection pour les systèmes critiques

Aucune méthode de détection de la marche à sec n’est parfaite.

Pour une installation municipale, industrielle, d’irrigation ou d’incendie importante, la protection en couches peut inclure :

• Arrêt de bas niveau d'eau

• Protection contre les sous-charges du moteur

• Alarme de débit minimum

• Alarme de faible pression de décharge

• Protection contre la température du moteur

• Protection maximale du temps d'exécution

• Notification de panne à distance

Plusieurs signaux permettent de distinguer une baisse du niveau du puits des défauts électriques, hydrauliques et mécaniques.

La logique de contrôle doit identifier la condition qui a provoqué l'arrêt afin que les opérateurs ne redémarrent pas à plusieurs reprises un système endommagé.

Définir un niveau d'arrêt sécurisé

Le capteur de niveau bas doit arrêter la pompe avant que l'eau n'atteigne l'admission.

Son élévation doit tenir compte :

• Immersion requise

• Précision du capteur

• Fluctuations du niveau d'eau

• Turbulence pendant le pompage

• Position d'admission de la pompe

• Délai entre la détection de la condition et l'arrêt du moteur

• Exigences de refroidissement du moteur

• Taux de prélèvement des puits

Placer le capteur immédiatement à côté de l’admission n’offre pratiquement aucune marge de sécurité.

La séparation requise doit être déterminée à partir de la conception de la pompe et des conditions du puits plutôt qu'à partir d'une distance universelle.

Fournir une hystérésis de redémarrage

Si la pompe s'arrête à un niveau d'eau bas et redémarre dès que l'eau monte de quelques millimètres, elle peut entrer en cycle marche-arrêt rapide.

Des démarrages répétés peuvent surchauffer le moteur et le démarreur tout en empêchant le puits de récupérer adéquatement.

Un dispositif de contrôle stable utilise normalement soit :

• Niveaux d'arrêt et de redémarrage séparés

• Un temps de récupération défini

• Différence de niveau et temps de récupération

Le niveau de redémarrage doit être suffisamment élevé pour fournir un volume utile d'eau récupérée au-dessus de la pompe.

Définir un délai de récupération

Après un fonctionnement à sec, le puits a besoin de temps pour se rétablir.

Le délai requis dépend :

• Bon rendement

• Diamètre du boîtier

• Tirage

• Taux de récupération de l'aquifère

• Débit de la pompe

• Conditions saisonnières

• Niveau de redémarrage requis

Ne choisissez pas un court délai uniquement pour rétablir le service rapidement.

Si la pompe s'arrête à plusieurs reprises après quelques minutes et redémarre après un court délai, elle peut fonctionner en continu selon un cycle dommageable.

Enregistrez les mesures de récupération pendant le test de pompage et utilisez-les pour établir un délai réaliste.

Limiter les tentatives de redémarrage automatique

Un redémarrage automatique illimité peut masquer un problème grave et soumettre la pompe à des contraintes répétées.

Une séquence de contrôle plus sûre peut :

1. Arrêtez la pompe lorsque la condition de marche à sec est détectée.

2. Enregistrez ou affichez la cause.

3. Attendez une période de récupération définie.

4. Confirmez que le niveau de redémarrage ou d'autres conditions sont satisfaits.

5. Essayez un redémarrage.

6. Vérifiez que le courant, le débit et la pression reviennent à la normale.

7. Verrouillez le système après un nombre défini de tentatives infructueuses.

Les réglages finaux dépendent de l'application et des conséquences d'une interruption de l'alimentation en eau.

Une alarme à distance peut être appropriée pour les systèmes sans surveillance.

Coordonner la protection avec un VFD

Un variateur de fréquence peut contrôler la vitesse de la pompe, mais il n’empêche pas automatiquement la marche à sec.

Certains VFD offrent des fonctions basées sur :

• Faible charge du moteur

• Puissance minimale

• Déviation de pression

• Estimation du débit

• Mode veille

• Séquence de remplissage des tuyaux

• Détection de pompe sèche

Ces fonctions doivent être configurées pour la pompe et la plage de fonctionnement réelles.

À vitesse réduite, le courant et la puissance normaux du moteur peuvent déjà être faibles. Un seuil mal réglé peut provoquer des déclenchements intempestifs ou ne pas détecter une perte d'eau.

L'examen doit inclure :

• Vitesse de pompe minimale autorisée

• Débit continu minimum

• Refroidissement du moteur à basse vitesse

• Charge normale sur toute la plage de vitesse

• Logique pression-consigne

• Délai de détection de marche à sec

• Séquence de redémarrage

• Nombre maximal de tentatives de redémarrage

N'augmentez pas continuellement la vitesse du VFD pour maintenir la pression lorsque le niveau d'eau du puits baisse. Cela peut accélérer le retrait.

Protégez les capteurs et les câbles de signal

Les capteurs de fond fonctionnent dans le même environnement exigeant que le câble de la pompe.

Le câble du capteur peut être exposé à :

• Immersion continue

• Pression hydrostatique

• Abrasion

• Pression de serrage du câble

• Chimie de l'eau

• Interférence électrique

• Stress d’installation et de récupération

Utilisez un câble résistant à l’eau et des joints sous-marins approuvés.

Gardez le câblage du capteur séparé du câblage d’alimentation du moteur lorsque cela est nécessaire pour réduire les interférences électriques. Suivez les instructions de mise à la terre et de blindage du fabricant du contrôle et du capteur.

Les câbles des capteurs doivent être fixés sans les écraser et ne doivent pas supporter le poids suspendu de la pompe.

Mettre en service le système de protection

Un dispositif de protection contre la marche à sec n'est complet que lorsqu'il a été testé dans des conditions contrôlées.

La mise en service doit vérifier :

• Corriger les élévations du capteur

• Indication de niveau précise

• Signal d'arrêt approprié

• Temps d'arrêt du moteur

• Niveau de redémarrage

• Délai de récupération

• Nombre maximal de tentatives de redémarrage

• Paramètre de sous-charge

• Seuils de débit et de pression

• Sortie d'alarme

• Notification à distance

• Description correcte du défaut

• Fonction de réinitialisation manuelle

Enregistrez les valeurs de fonctionnement normales, notamment :

• Niveau d'eau statique

• Niveau d'eau dynamique

• Débit de la pompe

• Pression de décharge

• Tension

• Courant moteur sur chaque phase

• Puissance du moteur si disponible

• Temps de pompage avant stabilisation

• Récupération du niveau d'eau après l'arrêt

Ces valeurs de base facilitent grandement le dépannage futur.

Testez la protection périodiquement

Les capteurs et les relais peuvent tomber en panne ou dériver avec le temps.

L'inspection périodique devrait inclure :

• Fonctionnement du capteur de niveau

• État de l'électrode

• Mouvement du flotteur

• Étalonnage du transducteur de pression

• Fonctionnement du débitmètre ou du fluxostat

• Réglage du relais de sous-charge

• Transmission d'alarme

• Bornes du panneau de commande

• Isolation du câble du capteur

• Synchronisation de redémarrage

• Examen de l'historique des événements

Si un système ne se déclenche jamais, cela ne prouve pas que la protection fonctionne. Testez-le selon la procédure du fabricant de l'équipement sans endommager délibérément ni faire fonctionner la pompe à sec.

Signes avant-coureurs d’un approvisionnement en eau insuffisant

Les opérateurs doivent enquêter sur des conditions telles que :

• Pression de refoulement fluctuante

• Débit en baisse pendant un cycle de pompage

• Air à la sortie

• Réduction soudaine du courant

• Déplacements répétés à basse altitude

• Augmentation du temps de récupération

• Vibrations ou bruit de la pompe

• La teneur en sable augmente après le démarrage

• La pression n'atteint pas le point de consigne

• La vitesse du VFD augmente tandis que le débit diminue

• Redémarrages automatiques fréquents

Ne réinitialisez pas la protection à plusieurs reprises sans identifier la cause.

Erreurs courantes de protection contre la marche à sec

S'appuyer uniquement sur le niveau d'eau statique

Le niveau statique ne montre pas le rabattement créé par la pompe en fonctionnement.

Installation d'une pompe surdimensionnée

Un relais de protection ne peut pas rendre un débit de pompage non durable adapté au puits.

Placer le capteur de niveau bas trop près de l'admission

La pompe peut déjà aspirer de l'air avant que le système de contrôle ne l'arrête.

Redémarrer immédiatement

Le puits pourrait ne pas récupérer suffisamment d’eau pour supporter un autre cycle d’exploitation.

Autoriser les redémarrages automatiques illimités

Des cycles de marche à sec répétés peuvent endommager le moteur, le démarreur et la pompe.

Utiliser le courant du moteur comme seul indicateur

Un faible courant peut résulter de plusieurs défauts hydrauliques ou mécaniques.

Copie d'un seuil de courant universel

La charge normale varie selon le moteur, le modèle de pompe, la hauteur manométrique, le débit, la tension et la vitesse.

Ignorer les changements saisonniers du niveau d’eau

Un réglage qui fonctionne pendant la saison des pluies peut s'avérer inadéquat en cas de sécheresse.

Installation de la pompe au fond du puits

Cela augmente l'exposition aux sédiments et peut obstruer le mouvement de l'eau de refroidissement.

En supposant qu'un manchon de débit empêche le fonctionnement à sec

Un manchon d'écoulement améliore le trajet de l'eau de refroidissement. Il ne maintient pas le niveau du puits et ne remplace pas un contrôle de marche à sec.

Échec du test de la protection

Un câblage incorrect, un placement de capteur ou des réglages de relais peuvent rester inaperçus jusqu'à ce que le niveau du puits baisse.

Exemple de flux de travail de protection

Supposons qu’une pompe de forage doive alimenter un réservoir de stockage d’irrigation.

Un test de pompage montre que le niveau du puits se stabilise au débit requis dans des conditions normales, mais qu'une baisse saisonnière est attendue.

Le concepteur doit :

1. Confirmez le niveau d’eau dynamique le plus bas attendu.

2. Vérifiez le débit de la pompe sélectionné par rapport au rendement durable du puits.

3. Sélectionnez une profondeur de réglage qui maintient la submersion requise.

4. Maintenez le moteur en toute sécurité au-dessus du fond du puits et de la zone de sédiments.

5. Installez un capteur d'arrêt de niveau bas avec une marge adéquate au-dessus de l'admission.

6. Installez un capteur de redémarrage séparé ou définissez un délai de récupération vérifié.

7. Configurez la protection contre les sous-charges à partir des données normales mesurées du moteur.

8. Confirmez le débit de décharge après chaque démarrage.

9. Limitez le nombre de tentatives de redémarrage automatique.

10. Envoyez une alarme si la pompe ne parvient pas à rétablir un débit normal.

11. Enregistrez le niveau d'eau, le courant, le débit et la pression lors de la mise en service.

12. Revoir les réglages pendant la saison sèche.

Cet agencement utilise le capteur de niveau comme protection primaire et les signaux de charge du moteur et de débit comme confirmation.

Informations requises pour un examen de la protection contre la marche à sec

Fournissez les informations suivantes au fournisseur de pompes et de commandes :

• Modèle complet de pompe et de moteur

• Débit et hauteur requis

• Profondeur du puits

• Profondeur d'installation de la pompe

• Niveau d'eau statique

• Niveau d'eau dynamique

• Débit et durée du test de pompage

• Données de récupération de puits

• Diamètre intérieur minimum du boîtier

• Intervalles grillagés ou perforés

• Position d'arrivée d'eau

• Distance du moteur au fond du puits

• Température de l'eau

• Teneur en sable

• Tension, fréquence et courant nominal du moteur

• Méthode de démarrage

• Modèle VFD, le cas échéant

• Capteurs de niveau existants

• Longueur du câble du capteur

• Détails du débitmètre ou du capteur de pression

• Temps de redémarrage requis

• Tentatives de redémarrage automatique autorisées

• Exigences de surveillance à distance

• Normes applicables en matière d’électricité et d’eau

Foire aux questions

Une pompe de forage submersible peut-elle fonctionner à sec ?

La plupart des pompes de forage conventionnelles ne sont pas conçues pour fonctionner à sec. La perte d'eau peut réduire le refroidissement et la lubrification et causer de graves dommages au système hydraulique ou au moteur.

Un relais de sous-charge est-il suffisant pour la protection contre la marche à sec ?

Cela peut fournir une protection utile, mais les changements de courant ou de puissance peuvent avoir plusieurs causes. Les systèmes critiques bénéficient de la combinaison d’une surveillance électrique avec un signal de niveau d’eau, de débit ou de pression.

Où doit être installé le capteur de niveau bas ?

Il doit arrêter la pompe avant que l'eau n'atteigne le niveau de submersion minimum autorisé. L'élévation exacte dépend de l'aspiration de la pompe, des exigences du fabricant, des fluctuations du niveau d'eau et du délai d'arrêt.

Combien de temps la pompe doit-elle attendre avant de redémarrer ?

Le délai doit être basé sur le comportement de récupération mesuré. Il n’existe pas d’heure de redémarrage unique adaptée à chaque forage.

Un VFD peut-il empêcher la marche à sec ?

Uniquement si les fonctions de protection appropriées sont correctement configurées et vérifiées. Un VFD ne peut pas fournir d’eau lorsque le rendement du puits est insuffisant.

L'installation de la pompe plus profondément résoudra-t-elle la marche à sec ?

Cela peut fournir une submersion supplémentaire, mais cela n’augmente pas le rendement du puits. Une profondeur excessive peut augmenter les risques de sédiments, de pression, de refroidissement et d’installation.

Un manchon de débit empêche-t-il la pompe de fonctionner à sec ?

Non. Un manchon d’écoulement dirige l’eau le long du moteur pour le refroidissement. Il ne peut pas empêcher le niveau d'eau dynamique de descendre en dessous de la pompe.

Pourquoi la pompe s'arrête-t-elle et redémarre-t-elle à plusieurs reprises ?

Les causes possibles incluent un rendement de puits insuffisant, un court délai de récupération, des capteurs trop rapprochés, des réglages de sous-charge incorrects ou un défaut hydraulique ou électrique.

Le système doit-il redémarrer automatiquement après une marche à sec ?

Le redémarrage automatique peut être approprié si le puits se rétablit normalement, mais il doit utiliser un délai vérifié, une confirmation d'une quantité d'eau adéquate et une limite pour les tentatives de redémarrage infructueuses.

Conclusion

Une protection fiable contre la marche à sec commence par une conception correcte de la pompe et du puits.

Le système doit :

• Confirmez le rendement du puits grâce aux données de pompage.

• Sélectionnez un débit de pompe que le puits peut supporter.

• Utilisez le niveau d'eau dynamique pour planifier la profondeur d'installation.

• Maintenir l'immersion requise par le fabricant.

• Gardez le moteur au-dessus du fond du puits et de la zone de sédiments.

• Arrêtez la pompe avant que l'admission n'aspire de l'air.

• Prévoyez un temps de récupération adéquat.

• Limitez les redémarrages automatiques répétés.

• Surveillez le niveau, la charge du moteur, le débit ou la pression, selon le cas.

• Testez et documentez les paramètres de protection.

Ne vous fiez pas à un seul réglage de relais générique et ne présumez pas qu'être sous l'eau garantit un fonctionnement sûr.

La protection finale doit être conçue pour la pompe, le moteur, la réponse du puits, le panneau de commande et le programme de fonctionnement exacts.

Demander un examen de la protection des pompes de puits profonds

Envoyez à SLAPK le débit et la hauteur requis, la profondeur du puits, les niveaux d'eau statiques et dynamiques, les données de test de pompage, la profondeur de réglage de la pompe, le diamètre du boîtier, la tension, la fréquence, la méthode de démarrage et l'arrangement de protection préféré.

Nos ingénieurs peuvent recommander une pompe de forage QJ ou SP appropriée et fournir les données de moteur, d'installation et de contrôle requises pour un examen de la protection contre la marche à sec.

Contactez SLAPK pour une pompe de forage et une recommandation de protection