一種防砂的抽水井裝置製造方法
2023-06-03 13:58:21
一種防砂的抽水井裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種防砂的抽水井裝置，設置在抽水井中，包括：設置在隔水層部分的中空套管、設置在含水層部分的過濾器、設置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層，並且上部的所述含水層部分還設置有中空的阻砂管，該阻砂管用於阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內。以實現防止過多砂礫進入抽水井中淤積而使抽水井失去原有功能，同時還可以防止水泵吸入過多砂礫而減少使用壽命。
【專利說明】一種防砂的抽水井裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種地下水抽水裝置，尤其是涉及一種防砂的抽水井裝置。
【背景技術】
[0002]目前，一些作業用水以及農村家庭用水，大都採用壓水井、手壓設備、電泵等抽水裝置，但是在進行抽水的過程中，容易導致砂礫被抽入抽水井中，從而造成抽水井內淤泥堆積堵塞的問題。
[0003]造成這些問題的主要原因是在抽水過程中，由於鬆散的第四系砂礫含水層結構鬆散、膠結程度差(甚至未膠結)，所以在抽水過程中，含水層中的地下水不斷向井中匯聚，高流速的水則會攜帶較細小的砂、土進入井中，因進入井中的砂、土量不斷增加，不能被水泵排除井外的部分砂、土則沉澱並淤積於井底，日積月累就會導致抽水井因砂礫的淤積而失去原有的功能。此外，在水泵周側會形成較大的水動力場向水泵方向運移，泥沙被抽入水泵內部而在泵體內淤積，加速水泵管的損壞，使得本應連續抽水的過程不得不中斷，嚴重影響了抽水措施的正常實施，增加運行成本。因此，在抽水過程中的防砂問題對提高抽水井的使用功能以及延長水泵的使用壽命具有重要意義。
[0004]目前國內外的水文孔結構設計中，含水層段均基本採用全段過濾器設計，主要作用為:防止井壁坍塌，延長使用壽命；防止巖土顆粒等進入井內；增加匯水面積，保證足夠的湧水量。上述的抽水井結構在水位降深較淺的礦山抽水試驗與疏乾井中普遍使用，效果較好。但當含水層埋深大，大降深抽水時，由於抽水形成的負壓較高，採用上述裝置依然會造成大量的砂礫進入抽水井中進行淤積，最終造成抽水井功能的損壞，同時含水層中的砂粒可能會抽入水泵內，導致砂礫堵塞泵體，從而損壞水泵。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種防砂的抽水井裝置，從而防止砂礫被水泵抽入抽水井內，造成抽水井內淤泥堆積，從而失去原有功能。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案為:一種防砂的抽水井裝置，設置在抽水井中，包括:設置在隔水層部分的中空套管、設置在含水層部分的過濾器、設置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層；上部的所述含水層部分還設置有中空的阻砂管，該阻砂管用於阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內。
[0007]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述阻砂管為不透水材料做成的管材，為鋼管、塑料管材或者水泥管。
[0008]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述阻砂管設置在所述套管下端，並且該阻砂管下端與過濾器連接。
[0009]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述阻砂管設置在所述過濾器內部，並且該阻砂管上端貫穿所述套管設置在所述抽水井上端。
[0010]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述阻砂管上設置有與所述水泵的連接結構，該阻砂管通過進入所述抽水井的該水泵懸設於所述過濾器內。
[0011]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述防砂的抽水井裝置還包括濾砂裝置，該濾砂裝置設置在所述阻砂管的底部，用於對所述抽水井中被抽取的水進行過濾，防止砂礫被抽入水泵內部。
[0012]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述濾砂裝置為濾砂網。
[0013]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述濾砂裝置為礫砂料濾砂結構，該礫砂料濾砂結構包括上下網狀結構和中間設置的砂濾料。
[0014]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述過濾器為包網纏絲過濾器。
[0015]作為上述技術方案的一種改進，其中，所述濾砂層為填充的礫石層。
[0016]通過將本實用新型與現有技術進行對比，可知本實用新型通過將抽水井裝置在含水層段採用上下兩種結構結合在一起，上部為阻砂結構，下部為過濾器，防止水泵在深入抽水井內抽水時，產生的負壓破壞含水層；並且砂礫進入井內不斷淤積最終破壞抽水井的使用功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置含水層部分的橫向剖面結構示意圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例提供的過濾器的縱向剖面結構示意圖；
[0020]圖4為本實用新型實施例二提供的第二種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結構示意圖；
[0021]圖5為本實用新型實施例三提供的第三種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結構示意圖；
[0022]圖6為本實用新型實施例四提供的第四種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結構示意圖；
【具體實施方式】
[0023]實施例一
[0024]本實用新型實施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置如圖1至3所示，從圖1中可以看出，防砂的抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管141、過濾器121和濾砂層13 ;套管11為抽水井中的中空的管材，管壁為不透水的材料，一般為鋼材、塑料管材與水泥管材。主要起兩個作用，一是保護井壁的穩定，不至於在使用過程中因井壁的坍塌而導致抽水井報廢；二是阻截地下水滲入抽水井中，該實施例中含水層部分的下部設置過濾器121，上部設置中空的阻砂管141 ;並且阻砂管141上端與套管11連接設置，從圖2中可以進一步看出含水層下部的抽水井裝置結構，濾砂層13設置在阻砂管141、過濾器121和含水層之間。
[0025]過濾器121的長度一般為含水層厚度的1/2-1/3，本實施例中的過濾器121為包網纏絲過濾器，該過濾器121包括:設置在過濾器121本體上的進水孔12a，固定在過濾器121本體上的鋼筋骨架12b，纏繞在鋼筋骨架12b外周的纏絲12c，以及包裹在纏絲12c外側的包網12d，該過濾器121本體可以為鋼套管，並且包網12d的孔徑可以根據含水層的砂礫的粒徑確定。由於過濾器121是由鋼套管上鑽眼，在外側用鐵絲纏繞，則可以使含水層的水通過纏絲的間隙進入抽水井內同時阻止砂礫通過，但由於受工藝限制，纏絲的間隙寬度難以控制，砂礫易在間隙寬的地方滲過，所以在纏絲的外部採用包網12d(網徑小於砂礫的粒徑)，可有進一步有效防止砂礫的通過，消除水介質中的雜質，以保護抽水井不至於被砂礫掩埋，保護井中的抽水設備的正常使用，當含水層的地下水進入過濾器121後，其砂、土質被阻擋，而清潔的地下水則由過濾器121進入井中。
[0026]阻砂管141可以與套管11為相同材料也可以與套管11為不同材料，並且阻砂管141為不透水材料，可以為鋼管、塑料管材或者水泥管；在水泵4深入抽水井中進行抽水時，水泵4剛好可以被阻砂管141所包圍，這樣設置防止水泵4在運行期間產生的較高的負壓破壞含水層的結構，並且防止含水層的砂礫從水泵4周側井管直接進入泵體，從而增加水泵4的使用壽命；而下部的過濾器121可以使含水層的水經過過濾後進入到抽水井中，不妨礙水泵4的抽水工作。阻砂管141可以和套管11為一體式的結構，而且這種將阻砂管141設置在套管11和過濾器121之間的方式，使得抽水井裝置結構簡單，方便安裝與維護。
[0027]濾砂層13為不同級配的礫石，上部(非含水層段)填充粘土。以使不穩定的產砂地層因預填充礫石後，不會因砂粒的流失使得空隙變大而失穩坍塌，進一步穩固抽水井的結構。
[0028]為了進一步阻止水泵4在抽水過程中將抽水井中的砂礫抽入泵體中，在阻砂管141的底部設置一個濾砂裝置，本實用新型實施例一中的濾砂裝置為濾砂網151，該濾砂網151安裝在套管11與過濾器121之間，並且在水泵4深入抽水井中工作時該濾砂裝置處於水泵4的下部，使得阻砂管141和濾砂網151將水泵4同時包圍。濾砂網151可在略小於井徑的環形骨架上纏紗網做成，也可以直接將紗網固定在阻砂管141的底部，並且紗網的孔徑是含水層砂礫的平均粒徑的50% -75%。這樣在水泵4抽水過程中即使含水層的砂礫通過過濾器121進入到抽水井中，也可以通過該濾砂網151的進一步控制不會被抽入泵體內部，而對水泵4造成損壞。
[0029]以下實施例中的套管、過濾器、阻砂管、濾砂層的結構組成均和實施例一中相同，故不再加以贅述。
[0030]實施例二
[0031]本實用新型實施例二提供的第二種防砂的抽水井裝置如圖4所示，該抽水井裝置I的大體結構和實施例一中相似，包括套管11、阻砂管141、過濾器121、濾砂層13以及濾砂裝置，濾砂裝置設置在套管11和過濾器121之間，實施例二與實施例一中的區別為實施例二中的濾砂裝置採用的是礫砂料濾砂結構152，礫砂料濾砂結構152可以設置為上下兩層的濾砂網，中間填充至少一層的砂濾料。
[0032]當水泵深入抽水井工作時，該礫砂料濾砂結構152處於水泵的下端，結合阻砂管一起將水泵4同時包圍，採用該種結構的濾砂裝置，因為通過多層過濾方式的組合更有效的進行過濾處理，則可以進一步有效的控制抽水井中的砂礫被水泵4抽入泵體內部，對水泵4造成損壞。
[0033]實施例三
[0034]本實用新型實施例三提供的第三種防砂的抽水井裝置如圖5所示，該抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管142、過濾器122、濾砂層13以及濾砂網151，中空套管11設置在隔水層部分。在本實施例中將含水層部分整段的井壁都設置為過濾器122，在處於上部含水層的位置處的過濾器122內側設置阻砂管142，該阻砂管142的上端貫穿套管11將阻砂管142延伸設置在抽水井的頂端。將阻砂管142設置在抽水井頂端方便阻砂管142的安裝與更換，也可以在現有的抽水井結構上方便地將阻砂管142設置進抽水井中，在防止水泵4將含水層的砂礫抽入泵體內部的同時防止含水層結構被破壞，而且將阻砂管142設置為單獨的結構可以進一步穩固抽水井裝置的結構。而且在將含水層的整段設置過濾器122的形式，可以增加抽水井中的水的滲入量，加快工作效率。
[0035]並且阻砂管142的底端設置有濾砂網151，並且在水泵4深入抽水井中工作時，該濾砂網151處於水泵的下部，使得阻砂管142和濾砂網151將水泵4同時包圍。該濾砂網151和實施例一中的濾砂網結構相同，故不再加以贅述，而且該濾砂網151也可以換成實施例二中的礫砂料濾砂結構。這樣設置在水泵152抽水過程中即使含水層的砂礫通過過濾器122進入到抽水井中，也可以通過該濾砂網151的進一步控制不會被抽入水泵4內部，而對水泵4造成損壞，增加了水泵4的使用壽命。
[0036]實施例四
[0037]本實用新型實施例四提供的第四種防砂的抽水井裝置如圖6所示，該抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管143、過濾器122、濾砂層13以及濾砂網151，中空套管11設置在隔水層部分。在本實施例中將含水層部分整段的井壁都設置為過濾器122，在處於上部含水層的位置處的過濾器122內側設置阻砂管143，阻砂管143通過連接結構固定在水泵4的外周，並且阻砂管143的下端連接有濾砂網151，這樣在水泵4深入抽水井中工作時，濾砂管143和濾砂網151將水泵同時包圍，本實施例中的濾砂網151和實施例一中的濾砂網結構相同，故不再加以贅述，並且該濾砂網151也可以換成實施例二中的礫砂料濾砂結構。當水泵4深入抽水井中工作時，濾砂管143通過水泵4懸設於上部的過濾器122內側，防止在水泵4工作過程中，產生的較高的負壓破壞含水層的結構，並且防止含水層的砂礫從水泵4周側直接被抽入泵體，從而增加水泵4的使用壽命；而下部的濾砂網151防止抽水井中的砂礫被抽入水泵4中，進一步增加水泵的使用壽命。
[0038]本實用新型中的抽水井裝置I的構建過程為:將抽水井施工至含水層下5m左右處，依據錄井數據確定含水層厚度，基於此厚度確定過濾器的長度，隔水層的井段為同徑的套管，在上部的含水層處設置阻砂管，處於阻砂管位置處的含水層部位填充礫石料，填礫厚度一般50-100111111，礫徑1.5-2.5111111。非含水層部位填充粘土。上述施工結束後，通過水文洗井(抽水、活塞抽提、C02洗井)，直至抽水井水清為止，則防砂的抽水井裝置構建完成。構建完成以後即可以將連接出水管的水泵深入到抽水井中，進行抽水工作。
[0039]本實用新型的抽水井裝置抽水的防砂方法為:
[0040]第一步:在含水層上部設置阻砂管、下部設置過濾器，阻砂管設置抽水設備，防止砂礫從水泵周圍的含水層被抽入泵體中；過濾器段為含水層進水與過濾含水層砂礫進入井管；
[0041]第二步:含水層與過濾器之間填充濾砂層，阻截含水層的沙粒進入過濾器。
[0042]第三步:阻砂管與過濾器間設濾砂裝置，阻截進入抽水井的砂礫進入水泵；
[0043]綜上所述，由本實用新型實施例的技術方案可以看出，本實用新型通過在含水層段採用兩種結構相結合的設置形式:在含水層的下部設置過濾器，使含水層的地下水進入抽水井的通道，並過濾含水層的砂礫雜質；在含水層的上部設置不透水的阻砂管，防止水泵在運行期間產生的負壓對含水層的破壞，並防止含水層的砂礫從水泵周側的過濾器部分直接進入泵體，縮短水泵的使用壽命；並且在阻砂管的下端設置濾砂裝置，用以過濾抽水井內的砂礫，防止砂礫進入水泵內。從而增加抽水井的穩定性，同時增加水泵的使用壽命。
【權利要求】
1.一種防砂的抽水井裝置，設置在抽水井中，包括:設置在隔水層部分的中空套管、設置在含水層部分的過濾器、設置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層，其特徵在於:上部的所述含水層部分還設置有中空的阻砂管，該阻砂管用於阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內。
2.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述阻砂管為鋼管、塑料管材或者水泥管。
3.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述阻砂管設置在所述套管下端，並且該阻砂管下端與過濾器連接。
4.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述阻砂管設置在所述過濾器內部，並且該阻砂管上端貫穿所述套管設置在所述抽水井上端。
5.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述阻砂管上設置有與所述水泵的連接結構，該阻砂管通過進入所述抽水井的該水泵懸設於所述過濾器內。
6.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述防砂的抽水井裝置還包括濾砂裝置，該濾砂裝置設置在所述阻砂管的底部，用於對所述抽水井中被抽取的水進行過濾，防止砂礫被抽入水泵內部。
7.根據權利要求6所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述濾砂裝置為濾砂網。
8.根據權利要求6所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述濾砂裝置為礫砂料濾砂結構，該礫砂料濾砂結構包括上下網狀結構和中間設置的砂濾料。
9.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述過濾器為包網纏絲過濾器。
10.根據權利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特徵在於:所述濾砂層為填充的礫石層。
【文檔編號】E03B3/12GK203924210SQ201420249136
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】翁新龍, 崔志興 申請人:新奧氣化採煤有限公司