專利名稱：水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水源熱泵復(fù)合井，尤其涉及一種水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井。 主要用于實(shí)現(xiàn)恒溫水的水量提供及回灌水資源處理。
背景技術(shù)：
在水文地質(zhì)工作中發(fā)現(xiàn)由于水量抽取的穩(wěn)定性，可作為冷熱源基礎(chǔ)的水量評(píng)價(jià)， 經(jīng)過(guò)多年實(shí)際檢驗(yàn)在水源充足的情況下是成功、準(zhǔn)確的。問(wèn)題的難點(diǎn)是如何回灌？目前，地下水的回灌問(wèn)題是不容回避的難點(diǎn)一是經(jīng)過(guò)回灌試驗(yàn)測(cè)試后的回灌量在機(jī)組運(yùn)行中逐漸衰減，回灌量無(wú)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(xué)對(duì)回灌量有影響，使其成了制約節(jié)能減排的瓶頸。以沈陽(yáng)地區(qū)的地層為例，由于地質(zhì)礦物的鐵錳含量高，所以回灌過(guò)程中由于飽汽作用，鐵錳氧化物以絮狀沉淀下來(lái)形成對(duì)孔隙的堵塞，通常解決問(wèn)題的途徑要專門經(jīng)常進(jìn)行洗井或先進(jìn)行飽汽處理。這樣不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也直接影響水資源的正?；毓?，使回灌量明顯下降。實(shí)踐證明抽水井與回灌井的井間布置應(yīng)與地下水的運(yùn)移方式及地層的成因特點(diǎn)密切相關(guān)，地下水的抽取過(guò)程是將地下水從成井?dāng)嗝嫔峡縿?dòng)力，將承壓的地下水流，從不同的微細(xì)層面提出來(lái)，通常認(rèn)為這一過(guò)程將顆粒的微細(xì)層面的速度匯集成為一個(gè)斷面內(nèi)的速度，形成了抽水水文地質(zhì)的基本技術(shù)要點(diǎn)，并未考慮眾多微細(xì)顆粒層面之間的不同。而這在回灌過(guò)程中，這樣的認(rèn)識(shí)恰恰忽視了眾多微細(xì)顆粒層面的差異，而在實(shí)際中對(duì)各個(gè)細(xì)微顆粒層面的觀察發(fā)現(xiàn)了它的層面的延展性，表明它們?cè)诼L(zhǎng)的歷史時(shí)期，以非常穩(wěn)定的速度方式堆積、沉淀，而且受到水流速度的影響。這表明了各個(gè)微細(xì)層面具有不同的秉性氣質(zhì)， 正是這這一點(diǎn)恰恰被我們廣大的水文地質(zhì)工作者所忽視，可以說(shuō)，我們懶于弄清的細(xì)微層面的不同，恰恰是地下水運(yùn)移所依托的主體，它的差異，反映了地下水的運(yùn)移規(guī)律。因此不清楚地下水的真實(shí)屬性及運(yùn)移規(guī)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(guò)程中，回灌速度變慢，影響水資源的回灌量，現(xiàn)有成井結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足這些需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決地下水在回灌過(guò)程中，由于微小氣泡與微細(xì)顆粒層面相接觸，氣泡壓力在細(xì)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(xiàn)有成井井間布局無(wú)法滿足提高回灌速度和回灌量的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井，它主要由井室、回灌井和抽水井組成；所述井室位于復(fù)合井井口處；通過(guò)在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分內(nèi)的封塞，將位于復(fù)合井上部的回灌井與位于復(fù)合井下部的抽水井分隔開(kāi)，而形成一上下結(jié)構(gòu)的復(fù)合井；在所述上部的回灌井的井壁與外坑壁間的反濾層內(nèi)，軸向設(shè)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恒壓測(cè)試管。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果解決地下水在回灌過(guò)程中，能隨時(shí)釋放由于微小氣泡與微細(xì)層面相接觸，氣泡壓力在細(xì)小顆粒層面上形成壓力阻力，使回灌速度變快，根據(jù)飽汽減壓復(fù)合井在一個(gè)點(diǎn)位上實(shí)現(xiàn)抽水與回灌的自由控制。它的使用使得地下水熱能的開(kāi)發(fā)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(jī)組及蓄能池即可實(shí)現(xiàn)。以三萬(wàn)平米住宅供暖改造為例，投入不高于80元/平米，運(yùn)行供暖成本15元/平米以下；用于雨洪利用，單井回灌在80m3/h左右，將此應(yīng)用于城市內(nèi)澇嚴(yán)重的地區(qū)，可以少量的成本投入，解決城市內(nèi)澇難題。利用城區(qū)周邊的河流、古河沉積河道的巨大蓄能空間，足以解決城區(qū)供暖及制冷的冷熱源需求。通過(guò)水源熱泵的推廣使用實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。復(fù)合井采用上下結(jié)構(gòu)，使井間布局更合理，且節(jié)省空間。

圖1水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井的整體裝配示意圖圖2兩井變徑部分的結(jié)構(gòu)示意圖圖3井內(nèi)封塞的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是圖3俯視圖
具體實(shí)施方式
參看圖1，水源熱泵飽汽減壓復(fù)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位于復(fù)合井井口處；通過(guò)在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分8內(nèi)的封塞9， 將位于復(fù)合井上部的回灌井2與位于復(fù)合井下部的抽水井3分隔開(kāi)，而形成一上下結(jié)構(gòu)的復(fù)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(nèi)，軸向設(shè)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恒壓測(cè)試管13。實(shí)施例1參看圖1，具體實(shí)施步驟如下1、鉆井前準(zhǔn)備挖1. 5m-2m(根據(jù)場(chǎng)內(nèi)情況而定)的護(hù)筒坑，放置直徑為1. 5m,深的鐵護(hù)筒 (形成井室1)，用黃土密實(shí)，再用水夯密封好，保證不出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。在護(hù)筒坑外挖泥漿池 (20m X 15m)作為儲(chǔ)料用。2、開(kāi)始鉆井鉆井前往護(hù)筒坑里注水至頂部，將井機(jī)就位，將鉆頭(鉆頭直徑為1. 5m)引入護(hù)筒坑內(nèi)后對(duì)中，鉆孔與護(hù)筒中心點(diǎn)垂直偏差度不得超過(guò)5%，進(jìn)行安全準(zhǔn)備檢查后啟動(dòng)鉆機(jī)開(kāi)始鉆進(jìn)。在提、下鉆頭時(shí)，注意防止鉆頭劇烈擺動(dòng)碰撞井壁，并使整個(gè)鉆孔充滿水，保持足夠的水頭壓力，以防塌孔。3、確定井深鉆進(jìn)過(guò)程，對(duì)進(jìn)尺深度與出料的巖性的情況做對(duì)應(yīng)的記錄，每15cm做一次巖性記錄。根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)巖性情況做現(xiàn)場(chǎng)分析，到30m處特別注意巖性的變化，鉆進(jìn)35m處時(shí)改變鉆頭直徑，換用直徑700mm的鉆頭繼續(xù)進(jìn)行鉆探工作。本次的勘察試驗(yàn)鉆進(jìn)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，以確定復(fù)合井回灌段井深度及抽水段井深度。4、井管的設(shè)置[0022]結(jié)合巖性狀態(tài)的成井設(shè)計(jì)，初擬定上部35m做為飽汽減壓回灌井2，井室1位于回灌井2的上端；下部35m做為抽水井3?；毓嗑?的回灌井井徑Φ 600mm，井深35m，回灌井 2井壁的實(shí)管部分為6-8mm厚螺旋管；濾管A4部分采用鐵管先縱向割條(成條形縫隙)，然后縱向墊襯筋，保證孔隙率不低于26%，再橫向用聚丙烯塑料線纏絲，最后外層包60-80目紗布的防腐設(shè)計(jì)方法；在回灌井2井壁與外坑壁間的反濾層內(nèi)，軸向安裝的飽汽減壓排氣管6，加大了回灌率，以保證長(zhǎng)時(shí)間回灌的穩(wěn)定。初步設(shè)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(zhǎng)度為30m，下部留1-1. 5m的實(shí)管作為沉淀管，濾管B5部分與上部回灌井2的結(jié)構(gòu)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(shí)管Φ 600mm-Φ似6mm變徑8上連接件11和通過(guò)鐵篦子10以及下連接件12焊接在一起，并通過(guò)封塞9將兩井分隔開(kāi)，形成一上下結(jié)構(gòu)的復(fù)合井，使復(fù)合井的井間布局更加合理。對(duì)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恒壓測(cè)試管13，可使回灌井和抽水井保持壓力平衡以及便于測(cè)試抽水井的水位。5、下管按照成井設(shè)計(jì)，井管的設(shè)置需現(xiàn)場(chǎng)焊接下管。下管過(guò)程中要防止其扭曲變形，保證其整體平直、同心。6、礫料級(jí)配按照地層巖性的不同，根據(jù)成井的需求不同，配置不同級(jí)配的礫料7，進(jìn)行礫料回填。7、洗井工藝礫料填置結(jié)束之后，洗井?dāng)M用6或9m3的空壓機(jī)進(jìn)行洗井，洗井方法用雙管洗井工藝除去沉淀泥砂，用單管洗井工藝洗透泥皮，應(yīng)徹底洗凈孔底殘?jiān)妥o(hù)壁泥皮，達(dá)到水清砂凈。8、下泵初步設(shè)定用50m3/h的水泵進(jìn)行抽水，井泵的安裝要滿足復(fù)合井抽水、回灌的功用。9、抽水、回灌試驗(yàn)洗井結(jié)束后，先進(jìn)行單井抽水試驗(yàn)，抽水總延續(xù)時(shí)間不少于48h，水位穩(wěn)定16h保持不變時(shí)，做為抽水量穩(wěn)定數(shù)值，并做記錄。抽水試驗(yàn)結(jié)束后，進(jìn)行回灌試驗(yàn)，回灌試驗(yàn)時(shí)間 48h，穩(wěn)定16h，保證水位不變，做為回灌水量的穩(wěn)定數(shù)值。抽、回灌試驗(yàn)過(guò)程中取水樣、測(cè)水溫，以備做相關(guān)的水樣分析。10、井室由于利用裝在回灌井和井室1內(nèi)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?cái)嗝鎯?nèi)易于實(shí)現(xiàn)回灌。11、試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)結(jié)束后，整理分析數(shù)據(jù)，提交相關(guān)的抽水水量、水溫及回灌水量參數(shù)，完成本次試驗(yàn)井的竣工報(bào)告和成井報(bào)告。
權(quán)利要求1.水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井，它主要由井室(1)、回灌井( 和抽水井C3)組成；所述井室(1)位于復(fù)合井井口處；其特征在于通過(guò)在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分(8) 內(nèi)的封塞(9)，將位于復(fù)合井上部的回灌井(2)與位于復(fù)合井下部的抽水井(3)分隔開(kāi)，而形成一上下結(jié)構(gòu)的復(fù)合井；在所述上部的回灌井O)的井壁與外坑壁的反濾層內(nèi)，軸向設(shè)有飽汽減壓排氣管(6)，其上管口通向井外。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井，其特征在于在所述封塞(9)上還裝有通向抽水井的恒壓測(cè)試管(13)。
專利摘要水源熱泵飽汽減壓復(fù)合井，是為解決地下水在回灌過(guò)程中，回灌速度變慢，成井結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足提高回灌速度和回灌量及成井井間布局無(wú)法滿足提高回灌速度和回灌量的技術(shù)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。它主要由井室、回灌井和抽水井組成；所述井室位于復(fù)合井井口處；通過(guò)在回灌井與抽水井之間的同心變徑部分內(nèi)的封塞，將位于復(fù)合井上部的回灌井與位于復(fù)合井下部的抽水井分隔開(kāi)，而形成一上下結(jié)構(gòu)的復(fù)合井；在所述上部的回灌井的井壁與外坑壁間的反濾層內(nèi)，軸向設(shè)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恒壓測(cè)試管。解決了在回灌中，能隨時(shí)釋放微細(xì)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(duì)等的抽水與回灌過(guò)程；可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；復(fù)合井采用上下結(jié)構(gòu)，使井間布局更合理，且節(jié)省空間。
文檔編號(hào)F25B30/06GK202328910SQ201120458958
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者劉佳, 孫明文, 鄒玉平 申請(qǐng)人:鄒玉平