水源熱泵飽汽減壓複合井的製作方法

2023-06-28 03:46:11

專利名稱：水源熱泵飽汽減壓複合井的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水源熱泵複合井，尤其涉及一種水源熱泵飽汽減壓複合井。 主要用於實現恆溫水的水量提供及回灌水資源處理。
背景技術：
在水文地質工作中發現由於水量抽取的穩定性，可作為冷熱源基礎的水量評價， 經過多年實際檢驗在水源充足的情況下是成功、準確的。問題的難點是如何回灌？目前，地下水的回灌問題是不容迴避的難點一是經過回灌試驗測試後的回灌量在機組運行中逐漸衰減，回灌量無法得到保證；二是目前的抽水井與回灌井的井間布置不科學對回灌量有影響，使其成了制約節能減排的瓶頸。以瀋陽地區的地層為例，由於地質礦物的鐵錳含量高，所以回灌過程中由於飽汽作用，鐵錳氧化物以絮狀沉澱下來形成對孔隙的堵塞，通常解決問題的途徑要專門經常進行洗井或先進行飽汽處理。這樣不僅費時費力，也直接影響水資源的正常回灌，使回灌量明顯下降。實踐證明抽水井與回灌井的井間布置應與地下水的運移方式及地層的成因特點密切相關，地下水的抽取過程是將地下水從成井斷面上靠動力，將承壓的地下水流，從不同的微細層面提出來，通常認為這一過程將顆粒的微細層面的速度匯集成為一個斷面內的速度，形成了抽水水文地質的基本技術要點，並未考慮眾多微細顆粒層面之間的不同。而這在回灌過程中，這樣的認識恰恰忽視了眾多微細顆粒層面的差異，而在實際中對各個細微顆粒層面的觀察發現了它的層面的延展性，表明它們在漫長的歷史時期，以非常穩定的速度方式堆積、沉澱，而且受到水流速度的影響。這表明了各個微細層面具有不同的秉性氣質， 正是這這一點恰恰被我們廣大的水文地質工作者所忽視，可以說，我們懶於弄清的細微層面的不同，恰恰是地下水運移所依託的主體，它的差異，反映了地下水的運移規律。因此不清楚地下水的真實屬性及運移規律，是造成目前地下水的回灌困惑的主要根源。要想解決在回灌過程中，回灌速度變慢，影響水資源的回灌量，現有成井結構無法滿足這些需求。
發明內容本實用新型為了解決地下水在回灌過程中，由於微小氣泡與微細顆粒層面相接觸，氣泡壓力在細小顆粒層面上形成壓力阻力，使回灌速度變慢，直接影響水資源的回灌量以及現有成井井間布局無法滿足提高回灌速度和回灌量的技術問題，提供了一種水源熱泵飽汽減壓複合井，它主要由井室、回灌井和抽水井組成；所述井室位於複合井井口處；通過在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分內的封塞，將位於複合井上部的回灌井與位於複合井下部的抽水井分隔開，而形成一上下結構的複合井；在所述上部的回灌井的井壁與外坑壁間的反濾層內，軸向設有飽汽減壓排氣管，其上管口通向井外；在所述封塞上還裝有通向抽水井的恆壓測試管。本實用新型的特點及有益效果解決地下水在回灌過程中，能隨時釋放由於微小氣泡與微細層面相接觸，氣泡壓力在細小顆粒層面上形成壓力阻力，使回灌速度變快，根據飽汽減壓複合井在一個點位上實現抽水與回灌的自由控制。它的使用使得地下水熱能的開發與利用有了廣闊的空間。比如，舊的燃煤鍋爐的改造，只要輔以高溫機組及蓄能池即可實現。以三萬平米住宅供暖改造為例，投入不高於80元/平米，運行供暖成本15元/平米以下；用於雨洪利用，單井回灌在80m3/h左右，將此應用於城市內澇嚴重的地區，可以少量的成本投入，解決城市內澇難題。利用城區周邊的河流、古河沉積河道的巨大蓄能空間，足以解決城區供暖及製冷的冷熱源需求。通過水源熱泵的推廣使用實現節能減排的目標。複合井採用上下結構，使井間布局更合理，且節省空間。

圖1水源熱泵飽汽減壓複合井的整體裝配示意圖圖2兩井變徑部分的結構示意圖圖3井內封塞的結構示意圖圖4是圖3俯視圖
具體實施方式
參看圖1，水源熱泵飽汽減壓複合井，它主要由井室1、回灌井2和抽水井3組成； 所述井室1位於複合井井口處；通過在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分8內的封塞9， 將位於複合井上部的回灌井2與位於複合井下部的抽水井3分隔開，而形成一上下結構的複合井；在所述上部的回灌井2的井壁與外坑壁間的反濾層內，軸向設有飽汽減壓排氣管 6，其上管口通向井外；在所述封塞9上還裝有通向抽水井的恆壓測試管13。實施例1參看圖1，具體實施步驟如下1、鑽井前準備挖1. 5m-2m(根據場內情況而定)的護筒坑，放置直徑為1. 5m,深的鐵護筒 (形成井室1)，用黃土密實，再用水夯密封好，保證不出現漏水現象。在護筒坑外挖泥漿池 (20m X 15m)作為儲料用。2、開始鑽井鑽井前往護筒坑裡注水至頂部，將井機就位，將鑽頭(鑽頭直徑為1. 5m)引入護筒坑內後對中，鑽孔與護筒中心點垂直偏差度不得超過5%，進行安全準備檢查後啟動鑽機開始鑽進。在提、下鑽頭時，注意防止鑽頭劇烈擺動碰撞井壁，並使整個鑽孔充滿水，保持足夠的水頭壓力，以防塌孔。3、確定井深鑽進過程，對進尺深度與出料的巖性的情況做對應的記錄，每15cm做一次巖性記錄。根據鑽進時巖性情況做現場分析，到30m處特別注意巖性的變化，鑽進35m處時改變鑽頭直徑，換用直徑700mm的鑽頭繼續進行鑽探工作。本次的勘察試驗鑽進直到基巖破碎層止孔，初步擬定深度為70m。整理巖性記錄資料，以確定複合井回灌段井深度及抽水段井深度。4、井管的設置[0022]結合巖性狀態的成井設計，初擬定上部35m做為飽汽減壓回灌井2，井室1位於回灌井2的上端；下部35m做為抽水井3。回灌井2的回灌井井徑Φ 600mm，井深35m，回灌井 2井壁的實管部分為6-8mm厚螺旋管；濾管A4部分採用鐵管先縱向割條(成條形縫隙)，然後縱向墊襯筋，保證孔隙率不低於26%，再橫向用聚丙烯塑料線纏絲，最後外層包60-80目紗布的防腐設計方法；在回灌井2井壁與外坑壁間的反濾層內，軸向安裝的飽汽減壓排氣管6，加大了回灌率，以保證長時間回灌的穩定。初步設定回灌水量為50m3/h。下部為抽水井3，井深35m，成孔直徑Φ 700mm,井徑Φ 426mm螺旋管，濾管B5長度為30m，下部留1-1. 5m的實管作為沉澱管，濾管B5部分與上部回灌井2的結構相同。參看圖2-圖4，回灌井2與抽水井3之間以上大下小的實管Φ 600mm-Φ似6mm變徑8上連接件11和通過鐵篦子10以及下連接件12焊接在一起，並通過封塞9將兩井分隔開，形成一上下結構的複合井，使複合井的井間布局更加合理。對抽水井與回灌井要做好防滲漏處理。在封塞9上還裝有通向抽水井的恆壓測試管13，可使回灌井和抽水井保持壓力平衡以及便於測試抽水井的水位。5、下管按照成井設計，井管的設置需現場焊接下管。下管過程中要防止其扭曲變形，保證其整體平直、同心。6、礫料級配按照地層巖性的不同，根據成井的需求不同，配置不同級配的礫料7，進行礫料回填。7、洗井工藝礫料填置結束之後，洗井擬用6或9m3的空壓機進行洗井，洗井方法用雙管洗井工藝除去沉澱泥砂，用單管洗井工藝洗透泥皮，應徹底洗淨孔底殘渣和護壁泥皮，達到水清砂淨。8、下泵初步設定用50m3/h的水泵進行抽水，井泵的安裝要滿足複合井抽水、回灌的功用。9、抽水、回灌試驗洗井結束後，先進行單井抽水試驗，抽水總延續時間不少於48h，水位穩定16h保持不變時，做為抽水量穩定數值，並做記錄。抽水試驗結束後，進行回灌試驗，回灌試驗時間 48h，穩定16h，保證水位不變，做為回灌水量的穩定數值。抽、回灌試驗過程中取水樣、測水溫，以備做相關的水樣分析。10、井室由於利用裝在回灌井和井室1內的飽汽減壓排氣管6，將顆粒層面上由飽汽形成的壓力阻力釋放出去，降低了回灌阻力，使回灌到地層的變溫斷面內易於實現回灌。11、試驗報告試驗結束後，整理分析數據，提交相關的抽水水量、水溫及回灌水量參數，完成本次試驗井的竣工報告和成井報告。
權利要求1.水源熱泵飽汽減壓複合井，它主要由井室(1)、回灌井( 和抽水井C3)組成；所述井室(1)位於複合井井口處；其特徵在於通過在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分(8) 內的封塞(9)，將位於複合井上部的回灌井(2)與位於複合井下部的抽水井(3)分隔開，而形成一上下結構的複合井；在所述上部的回灌井O)的井壁與外坑壁的反濾層內，軸向設有飽汽減壓排氣管(6)，其上管口通向井外。
2.根據權利要求2所述的水源熱泵飽汽減壓複合井，其特徵在於在所述封塞(9)上還裝有通向抽水井的恆壓測試管(13)。
專利摘要水源熱泵飽汽減壓複合井，是為解決地下水在回灌過程中，回灌速度變慢，成井結構無法滿足提高回灌速度和回灌量及成井井間布局無法滿足提高回灌速度和回灌量的技術問題而設計的。它主要由井室、回灌井和抽水井組成；所述井室位於複合井井口處；通過在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分內的封塞，將位於複合井上部的回灌井與位於複合井下部的抽水井分隔開，而形成一上下結構的複合井；在所述上部的回灌井的井壁與外坑壁間的反濾層內，軸向設有飽汽減壓排氣管，其上管口通向井外；在所述封塞上還裝有通向抽水井的恆壓測試管。解決了在回灌中，能隨時釋放微細層面的壓力阻力，使回灌速度變快，保證了回灌量與抽水量對等的抽水與回灌過程；可實現節能減排；複合井採用上下結構，使井間布局更合理，且節省空間。
文檔編號F25B30/06GK202328910SQ201120458958
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月7日
發明者劉佳, 孫明文, 鄒玉平 申請人:鄒玉平