Dziļurbuma sūknis ir specializēta elektromehāniska ierīce, ko izmanto gruntsūdeņu ieguvei no dziļurbumiem. Tās projektēšanas principi integrē zināšanas no vairākām disciplīnām, tostarp šķidrumu mehānikas, mehāniskās transmisijas un materiālu inženierijas, lai panāktu efektīvu, uzticamu un stabilu urbumu hidraulisko transportu. Salīdzinot ar parastajiem centrbēdzes sūkņiem, dziļurbuma sūkņi darbojas garās, šaurās urbumos, pārvarot ievērojamu hidrostatisko spiedienu un liela attāluma transportēšanas pretestību, vienlaikus pielāgojoties urbuma diametra ierobežojumiem un īpašām uzstādīšanas un apkopes prasībām. Tāpēc tiem ir atšķirīgas iezīmes to struktūrā un darbības principos.
Dziļurbuma sūkņu galvenais darbības princips ir balstīts uz centrbēdzes sūkņu enerģijas pārveidošanas mehānismu. Motors nodod griezes momentu uz daudzpakāpju lāpstiņriteņa urbumu, izmantojot savienojumu vai garo vārpstu. Ātrgaitas lāpstiņriteņu rotācija nodrošina centrbēdzes spēku gruntsūdeņiem, kas nonāk sūkņa kamerā, radot augsta spiediena zonu pie lāpstiņriteņa ārējās malas un zema spiediena zonu centrā, nodrošinot nepārtrauktu ūdens uzņemšanu un izvadīšanu. Daudzpakāpju, sērijveida-savienotā lāpstiņriteņa struktūra ierobežotā aksiālā telpā var pakāpeniski palielināt ūdens spiedienu, apmierinot dziļurbumu augstās prasības. Ūdens plūst caur virkni lāpstiņriteņu un virzošo lāpstiņu, tiek pakļauts spiedienam un rektifikācijai, pirms tas beidzot tiek piegādāts virszemes cauruļvadu sistēmā no sūkņa augšējās izplūdes atveres.
Lai pielāgotos šaurajām dziļurbumu telpām, dziļurbumu sūkņi ir strukturāli vertikāli izvietoti. Motoru var novietot uz virsmas (sausā uzstādīšana) vai tieši savienot ar aku caur garu vārpstu (mitrā uzstādīšana). Sausajā instalācijā motors ir atdalīts no sūkņa korpusa, un jauda tiek pārsūtīta uz lāpstiņriteņa urbumu caur garo vārpstu. Tas ļauj izvairīties no mitruma un akas ūdens korozijas uz motoru, taču ir jānovērš vibrācijas problēmas, ko izraisa garās vārpstas koncentriskums un novirze. Savukārt mitrā instalācija pilnībā iegremdē motoru un sūkņa korpusu ūdenī. Motoram ir ūdensnecaurlaidīga blīvējuma konstrukcija, kas nodrošina kompaktu struktūru un vieglu uzstādīšanu, taču izvirza augstākas prasības motora blīvēšanai un dzesēšanai. Abām strukturālajām formām ir nepieciešams vispusīgi ņemt vērā akas dziļumu, urbuma diametru, ūdens līmeņa svārstības un apkopes vienkāršību projektēšanas laikā.
Hidrauliskā konstrukcija ir ļoti svarīga dziļurbumu sūkņu veiktspējai. Darbrata profils, lāpstiņu skaits, izplūdes leņķis un plūsmas kanāla platums ir jāoptimizē, pamatojoties uz nominālo plūsmas ātrumu un augstumu, lai samazinātu hidrauliskos zudumus, uzlabotu efektivitāti un novērstu virpuļus un kavitāciju darbības laikā. Vadošās lāpstiņas pārvērš ātrgaitas šķidruma plūsmu no lāpstiņriteņa stabilā spiediena plūsmā, samazinot ātruma gradientu un turbulences intensitāti, tādējādi samazinot enerģijas zudumus un troksni. Daudzpakāpju lāpstiņriteņu attālums un kopējais aksiālais garums ir jāsamazina, vienlaikus izpildot galvas prasības, lai pielāgotos parastajiem aku diametriem un samazinātu uzstādīšanas grūtības.
Izvēloties materiālu, tiek ievēroti arī dizaina principu ierobežojumi. Akas vide ietver ūdens spiedienu, nogulumu eroziju, iespējamo ķīmisko koroziju un temperatūras svārstības. Sūkņa korpusam, lāpstiņritenim un vārpstai jābūt izgatavotiem no augstas -izturības, korozijas- un nodilumizturīgiem- materiāliem, piemēram, nerūsējošā tērauda, bronzas vai ar virsmu -stiprināta oglekļa tērauda, lai nodrošinātu ilgstošu-darba uzticamību. Mehāniskā blīvējuma konstrukcijai ir jāsabalansē hidroizolācija un nodilumizturība, lai novērstu akas ūdens iesūkšanos motorā vai gultņos.
Turklāt dziļurbuma sūkņa projektēšanā pilnībā jāņem vērā palaišanas raksturlielumi un darbības stabilitāte. Tā kā statiskā ūdens līmeņa svārstības akā var ietekmēt sūkšanas apstākļus, konstrukcijās bieži tiek izmantots lielāks sūkšanas ieplūdes diametrs un piemērots iegremdēšanas dziļums, lai samazinātu kavitācijas risku. Motora un sūkņa korpusa rotācijas inerces saskaņošana, kā arī gultņu atbalsta stingrība un amortizācijas konstrukcija tiek izmantota, lai kontrolētu vibrācijas amplitūdu un nodrošinātu stabilu darbību mainīgās slodzēs un ūdens līmeņa apstākļos.
Kopumā dziļurbumu sūkņu konstrukcijas princips ir atbilst augstām augstuma un augstas efektivitātes prasībām dziļurbuma ūdens ieguvei. Tas tiek panākts ar vertikālu daudzpakāpju lāpstiņriteņu enerģijas superpozīcijas palīdzību, kompaktu konstrukciju, kas pielāgota urbuma diametram, optimizētu hidraulisko modeli un uzticamus materiālus un blīvēšanas risinājumus, kas nodrošina drošu gruntsūdeņu ieguvi un stabilu transportēšanu. Šī principa padziļinātā-pielietošana ir padarījusi dziļurbumu sūkņus neaizvietojamus lauksaimniecības apūdeņošanā, pilsētas un lauku ūdens apgādē un rūpnieciskajā ūdens ņemšanā.