CN100526755C - 地下水回灌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水源热泵节能空调冷却水系统中使用的地下水回灌方法，可将抽取的地下水全部回灌至地下同一含水层。该方法是采取在抽水井降水影响范围内设置回灌井、加大管道与井孔间填充滤料4的粒径使其回灌通道更顺畅、通过二次洗井疏通回灌通道的措施。冷却水通过滤水管的孔隙进入滤料层，然后再顺畅的进入地下含水层中，彻底解决了当前地下水源热泵空调系统普遍存在的取水容易、回灌难的问题。同时还具有施工简单的特点，可广泛应用于目前国家正在大力推广的地下水源热泵节能空调系统，适用于地源热泵地下水换热系统含水层尾砂夹卵石层或卵石层井深为100m以内的大口径深井。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调冷却水系统使用工艺方法，尤其是涉及一种水源热泵节能空调冷却水系统中使用的地下水回灌方法。
背景技术
地下水热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。该系统通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊等)，或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵技术利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移，将水体和地层蓄能分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源，即在冬季，把水体和地层中的热量“取”出来，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到水体和地层中去。由于地下水温常年基本恒定，夏季比室外空气温度低，冬季比室外空气温度高，且具有较大的热容量，因此地下水热泵系统的效率比其它形式的空调系统高，COP值一般在3～4.5，并且不存在结霜等问题。实际上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地下含水层后，不会造成对于原有水源的污染。可以说水源热泵是一种清洁能源方式，因此最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速的发展。
虽然地下水源热泵空调系统在目前所有的节能空调系统中其效率最高，但地下水具有一定的压力，受透水层阻力及地下水所含的矿物质、微生物影响，抽取容易，回灌慢，甚至会导致回灌不下去的现象，造成地下水被大量抽取浪费。理论上抽取的地下水将全部回灌到地下同一含水层，目前国内、外地下水回灌技术还不成熟，在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，从地下抽取出来的水经过换热器后很难达到规范要求的全部回灌至地下同一含水层的要求，因此会造成地下水的大量流失，久而久之势必会造成地下水资源的枯竭，并会发生不同程度的地面沉降。其主要原因为回灌井的施工工艺与取水井的施工工艺相同，回灌井与取水井滤水管长度相同，回灌井与取水井填充的滤料粒径相同，回灌井与取水井的洗井方式相同，回灌井的布置、数量不合理，洗井不彻底等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可将抽取的地下水全部回灌至地下同一含水层的地下水回灌方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：地下水回灌方法，采用以下步骤：
A、根据当地水文地质勘探资料，确定回灌装置的平面位置及进入地下的深度，在抽水井降水影响范围内设置回灌井，按设计深度钻进井孔；
B、吊装管道：按沉砂管、滤水管和井壁管的顺序将管道对接固定后放入井孔内。
C、在沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)的管道与井孔间填充滤料，滤料的粒径大于取水井中的管道与井孔间填充滤料的粒径；
D、洗井：通过二次洗井疏通回灌通道封井；
E、在滤料的上部逐层填入粘土。
本发明的有益效果是，地下水源热泵空调系统中的冷却水在该装置内通过滤水管的孔隙进入人工填充的滤料层，然后再进入地下含水层中，这个过程是非常顺畅的，彻底解决了当前地下水源热泵空调系统普遍存在的取水容易、回灌难的现象。通过二次洗井疏通回灌通道，利用抽水井与回灌井的动水压力差达到地下水全部回灌，同时还具有施工简单、完全可以达到将抽取的地下水全部回灌至地下同一含水层的特点，可广泛应用于目前国家正在大力推广的地下水源热泵节能空调系统，适用于地源热泵地下水换热系统含水层尾砂夹卵石层或卵石层井深为100m以内的大口径深井。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记为：沉砂管1、滤水管2、井壁管3、滤料4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的地下水回灌方法，包括以下步骤：
A、在实施前首先根据当地水文地质勘探资料，确定回灌装置的平面位置及进入地下的深度，在抽水井降水影响范围内设置回灌井，按设计深度钻进井孔。钻孔可采用冲击钻机、一字型钻头向地下冲击钻进成孔，当孔深达到设计深度后终孔。
B、吊装管道：按沉砂管1、滤水管2和井壁管3的顺序将管道对接固定后放入井孔内。
C、在沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)的管道与井孔间填充滤料4，滤料4的粒径大于取水井中的管道与井孔间填充滤料的粒径，滤料4在填充前应进行筛选、清洗；
D、通过二次洗井疏通回灌通道；
E、封井：在滤料4的上部逐层填入粘土。
通过上述步骤，由于采取了在抽水井降水影响范围内设置回灌井、加大管道与井孔间填充滤料4的粒径使其回灌通道更顺畅、通过二次洗井疏通回灌通道的措施，从而可有效的利用抽水井与回灌井的动水压力差达到地下水全部回灌的目的。
上述沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)的管道可采用预制钢筋混凝土管，每节管道的长度小于2.5m。
上述井壁管3和沉砂管1为实管，滤水管2采用现有的条缝缠丝管，条缝缠丝管的缠丝间距为1.5mm。
上述滤料4为粒径为8～12mm的砾石滤料。
沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)的管道与井孔间填充的滤料填充至距地面4m为止，在滤料的上部逐层填入粘土，每填一层即需要夯实，直至与地面平齐为止。
上述步骤D中，洗井采用空压机、活塞联合洗井，每井活塞洗井不少于两次，采用扬程不低于65m的深井泵伸入井孔内进行抽水，水泵开30分钟、停10分钟，直至水清砂净。
实施例：
如图1所示，本发明的地下水回灌方法，采用以下步骤：
A、在施工前根据取得的热源井及周围区域的工程地质勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。确定回灌装置的平面位置及进入地下的深度，在抽水井降水影响范围内设置回灌井，按设计深度钻进井孔。钻机就位安装好后，核对井位，确认无误后，人工开挖0.5m深，埋好护壁管，护壁管埋设完毕后使用CZ—22—1型冲击钻机，一字型钻头开始钻进成孔。
B、吊装管道：按沉砂管1、滤水管2和井壁管3的顺序将管道对接焊接固定后放入井孔内。井管采用钢筋混凝土管，每节井管长小于2.5m，钢筋混凝土管壁厚36mm。井壁管3、沉砂管1为实管，滤水管2采用条缝缠丝管，缠丝间距为1.5mm，孔隙率19.20％，井管外壁与护壁的间隙不应小于150mm。
C、在沉砂管1、滤水管2和井壁管3的管道与井孔间填充规格5～8mm砾石滤料，砾石滤料在填充前应进行筛选、清洗；砾石滤料填至距地面4m左右。
D、洗井：采用排气量不小于6m3/min的空压机排尽孔内泥浆，孔内泥浆排尽后，用活塞在井内上下串动，形成地下水强行活动，带出大量浑水及砂粒。洗井时间不小于48小时，在用活塞洗井时，刚开始应缓慢下入活塞避免沉砂过多或井管破坏，卡死活塞而造成钻孔报废，再用空压机鼓洗2～3小时，然后采用扬程不低于65m的深井泵伸入井孔内进行抽水，
水泵开30分钟、停10分钟，直至水清砂净。
采用空压机、活塞联合洗井，每井活塞洗井不少于两次，每次提拉活塞不少于4小时，空压机洗井不少于3个台班，直至水清砂净，含砂量小于1/10000，出水量达到设计出水量。
E、封井：洗井完毕后在沉砂管1、滤水管2和井壁管3的管道与井孔间填充的滤料4的上部逐层填入粘土封井。粘土封井深度不大于4m且位于地下水水位上，每层填土高度不应大于300mm，填土时应逐层夯实。
Claims (8)
1、地下水回灌方法，其特征是包括以下步骤：
A、根据当地水文地质勘探资料，确定回灌装置的平面位置及进入地下的深度，在抽水井降水影响范围内设置回灌井，按设计深度钻进井孔；
B、吊装管道：按沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)的顺序将管道对接固定后放入井孔内；
C、在回灌井的上述各管道与井孔间填充滤料(4)，该滤料(4)的粒径大于取水井中的管道与井孔间填充滤料的粒径；
D、洗井：通过二次洗井疏通回灌通道；
E、封井：在回灌井的上述各管道与井孔间填充的滤料(4)的上部逐层填入粘土。
2、如权利要求1所述的地下水回灌方法，其特征是：井孔的孔径大于700mm。
3、如权利要求1所述的地下水回灌方法，其特征是：沉砂管(1)、滤水管(2)和井壁管(3)采用预制钢筋混凝土管，每节管道的长度小于2.5m。
4、如权利要求1、2或3所述的地下水回灌方法，其特征是：井壁管(3)和沉砂管(1)为实管，滤水管(2)采用条缝缠丝管。
5、如权利要求4所述的地下水回灌方法，其特征是：条缝缠丝管的缠丝间距为1.5mm。
6、如权利要求1所述的地下水回灌方法，其特征是：回灌井的上述各管道与井孔间填充的滤料(4)为粒径为8～12mm的砾石滤料。
7、如权利要求6所述的地下水回灌方法，其特征是：将在回灌井的上述各管道与井孔间填充的滤料(4)填充至距地面4m为止。
8、如权利要求1所述的地下水回灌方法，其特征是：在回灌井的上述各管道与井孔间填充的滤料(4)的上部逐层填入的粘土，每填一层即需要夯实，直至与地面平齐为止。
9、如权利要求1所述的地下水回灌方法，其特征是：采用空压机、活塞联合洗井，每井活塞洗井不少于两次，采用扬程不低于65m的深井泵伸入井孔内进行抽水，水泵开30分钟、停10分钟，直至水清砂净。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090812 |