CN103693610A - 一种大坝沥青井内沥青抽取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够有效将大坝沥青井中沥青提取出来的技术方法，所述方法采用真空抽取原理。将沥青井内沥青加热熔化至流动状态后，使用一个顶部有真空泵抽气接口，底部有自动止回阀的容器。容器顶部与真空泵连接，将容器底部浸没入流动状态沥青中，打开真空泵，将沥青抽入容器内。之后将容器取出，在沥青井外将沥青放出。重复以上步骤直至沥青抽取完毕。该方法可以简单有效地提取出沥青井内的沥青，便于沥青井内沥青的置换工作，操作简单，技术可行。

Description

一种大坝沥青井内沥青抽取工艺

所属技术领域

本发明涉及一种深井粘性液体抽取方法，特别涉及一种大坝沥青井中沥青的抽取工艺。在大坝的坝体横缝通常采用沥青井作为止水。大坝自建成后经过多年的蓄水运行，沥青井中沥青逐渐老化，出现不同程度的沥青渗漏和渗水现象。为确保大坝伸缩缝止水系统正常工作，需要对老化的沥青进行处理，当沥青不足时，应补灌，沥青老化及时更换。科学技术进步和经济建设事业的发展，进一步推动了改性沥青的品种开发和生产技术的发展，出现了性能更为可靠并且更适合运用于沥青井的改性沥青。此时，考虑使用新型改性沥青置换原有老化沥青，需要将老化沥青提取出来。在我国，采用沥青井的大坝自建成以来，经过多年的运行，此时刚好到了需要置换的时间点，但是对于沥青井内沥青的抽取问题，目前也没有针对该问题具体的解决方案以及施工工艺。 

针对粘性液体的抽取输送问题，根据具体的粘性液体的粘度，市场上存在的满足对应液体粘性条件的粘性液体泵，甚至有专门用于沥青抽取输送的沥青泵，但是此类泵在抽取深度方面存在着很大的局限性，大坝沥青井深度往往能达到几十甚至上百米，采用此类泵抽取沥青无法满足要求。 

针对深井内液体的抽取问题，市场上存在深井泵，最大抽取深度可以超过一百米，但是在现有的技术水平上，此类泵只适用于抽取水等无粘性液体，无法抽取沥青等高粘性液体。同时深井泵在使用中，需要将泵体放入井中，但是沥青井井口小，往往无法满足深井泵放入的尺寸要求。 

由于沥青软化需要较高温度，软化后粘性也较高，且沥青井的井口小（井口通常为边长在20cm-60cm之间的正方形）、深度深（最深处可超过100m），采用常规工艺方法难以提取出沥青。 

在传统的深井内液体提取方法中，通常采用一个底部带有自动开关阀门的容器，当容器放入液体中时，阀门打开，液体进入，容器离开液体时，阀门关闭，液体被取出（如井桶打水）。此种方法可不受深度及井口大小限制，但是粘性液体进入容器内的速度较慢，效率低下。采用类似的方法，对容器进行相关改进，可以提高抽取速率，满足抽取要求。 

发明内容

为了成功有效的提取出大坝沥青井中的沥青,本发明提供一种工艺方法，能够有效的将沥青井中的沥青提取出来。 

本发明解决其技术问题所采用的原理是真空抽取原理，其工艺方法是由以下工序实现的： 

1）根据现场实际情况，采用合适加热方式加热沥青井内沥青至流动状态。大坝建设时，在沥青井内埋置钢筋作为加热电极，对加热电极进行通电，即可对沥青井内沥青进行加热，具体的通电方式可以参考大坝沥青井以往的通电加热维护记录确定。当加热电极出现短路等故障，无法进行加热工作时，可以采用蒸汽加热或者电热管加热。无论采取何种加热方式，在加热过程中，随着温度上升，井内水分开始蒸发，出现气泡。控制沥青温度上升至140℃后，减小加热功率，保持井内沥青温度在100-140℃之间，直至没有气泡产生。 

2）使用沥青抽取容器，主体为圆柱体形状，外径10cm-30cm，高度1m-3m,能完全放入沥青井内，具有良好的密闭性，容器顶部设有抽气接口，可以真空泵连接，对容器进行抽气，容器底部为自动止回阀，保证在抽取过程中，沥青只能流入容器而无法流出。 

3）选用合适的真空油泵，要求该真空泵极限真空度在100Pa以下，抽气速率v_泵(m³/s)为

其中，r为容器内径；h为容器高度；t为预定要求单次抽取时间；P₀为大气压，通常取值1×10⁵Pa；P_B（为真空泵所能达到的极限真空度。根据沥青井内沥青液面的深度，选择对应长度的抽气软管，将沥青抽取容器与真空泵相连。 

4）将容器放入沥青井内，将容器底部浸没入流动状态的沥青内，容器底部没入沥青深度为其中，r为容器内径；L为沥青井井口边长。在该深度范围内沥青井内沥青体积为容器总容积的80%-90%，确保容器在单次抽取完毕时，容器内沥青高度只上升到容器总高度的80%-90%，确保单次抽取效率，同时又不会出现由于单次沥青抽取过多导致堵塞抽气口的情况。 

5）打开真空泵，对沥青抽取容器进行抽气，容器底部自动止回阀打开，在容器内负压的作用下，沥青进入容器内。真空泵气压表读数逐渐上升，经过预定的单次抽取时间t之后，到达真空泵极限真空度P_泵，浸没深度段的沥青抽取完毕，自动止回阀关闭。此时，关闭真空泵，停止抽气。 

6）将沥青抽取容器取出沥青井，在井外断开容器顶部抽气接口，对容器进行通气，同时手动打开容器底部自动止回阀，将容器内沥青排出至井外沥青回收容器内。 

7）单次沥青抽取完毕后，测量沥青井内沥青温度，当温度低于100℃时，重新使用之前的加热方法，将沥青加热升温至140℃。 

8）重复步骤（2）～（7），逐渐抽取完沥青井内沥青。 

9）现场清理。 

本发明的有益效果是，工艺不受沥青井井口大小以及深度的限制，同时对于粘度较大的沥青也有很好的抽取效果，可以简单有效的提取出沥青井内沥青，便于沥青井内沥青置换工作，操作简单，技术可行。 

附图说明

图1是抽取工艺设备连接及系统工作图。 

图2是将沥青抽取容器底部浸没入沥青中未抽气前状态图。 

图3是对沥青抽取容器开始抽气时状态图。 

图4是沥青抽取容器抽气完毕后状态图。 

图5是容器底部止回阀的一种实现方式。 

图中1-沥青抽取容器，2-沥青抽取容器上部与真空泵相连的抽气接口，3-沥青抽取容器底部自动止回阀，4-真空泵，5-沥青井，6-沥青井内流动状态沥青。 

具体实施方式

下面结合附图对实施工序做进一步详细说明： 

1.根据现场实际情况，采用合适加热方式加热沥青井（5）内沥青至流动状态。对沥青井内沥青取样试验证明，该沥青在60℃左右开始软化流动，随着温度的升高，沥青粘性降低，流动性加大，当沥青温度上升至180℃左右时，沥青会出现分解冒烟现象，当沥青温度继续上升至220℃左右时，沥青会出现燃烧的危险。因此，在实际施工过程中，控制沥青井内沥青在100-140℃之间，在该温度范围内，沥青具有较好的流动性，满足抽取要求，避免因为温度过高而发生分解甚至燃烧的危险，也不会因为抽取过程中容器内沥青温度下降过多导致沥青放出困难的情况。同时，在加热过程中，沥青井内水分蒸发出现气泡，当沥青温度上升至140℃后，保持温度在100-140℃之间，徐徐蒸发掉混入沥青内的水分，直至没有气泡产生。此做法是为了在后续真空泵（4）的使用过程中，由于对真空泵（4）的极限真空度要求比较高，通常使用真空油泵来对容器进行抽气，在真空油 泵的使用过程中，应尽量避免抽取水分含量较高的气体，防止真空泵油内因为混入水分而导致真空泵性能的下降，同时也可防止抽气管道内因为水分冷凝而导致的堵塞问题。 

2.使用沥青抽取容器（1），主体为圆柱体形状，外径10cm-30cm，高度1m-3m,能完全放入沥青井内，具有良好的密闭性，容器顶部设有抽气接口（2），可以真空泵（4）连接，对容器进行抽气，容器底部为自动止回阀（3），保证在抽取过程中，沥青只能流入容器而无法流出。 

容器底部止回阀的一种实现方式可如图5所示：在容器底面板中心开孔，将一密封盖板与一根螺栓固定连接，螺栓穿过容器底部中心孔洞，在盖板覆盖范围内的容器底部开若干孔洞为液体进出口，在螺栓底部拧上螺帽形成容器底部止回阀（3）。其中，螺栓直径略小于底面板中心开孔直径，在使用过程中，盖板能够在受力作用下上下活动，当容器置入液体时，在液压作用下密封盖板被顶起，液体能流入容器内；取出容器时，在容器内液体压力作用下密封盖板向下覆盖住底部孔洞，液体无法流出容器，以此达到止回阀的作用。 

3.选用合适的真空泵(4)，要求该真空泵(4)极限真空度在100Pa以下，抽气速率v_泵(m³/s)为

其中，r为容器内径；h为容器高度；t为预定要求单次抽取时间；P₀为大气压，通常取值1×10⁵Pa；P_B为真空泵所能达到的极限真空度，通过查看真空泵铭牌或者抽气试验确定。经试验证明，沥青井内沥青升温至100-140℃温度范围内，沥青粘度下降，单次抽取时间主要受真空泵（4）的抽气速率控制。在真空泵(4)使用过程中根据需要抽取的深度，选择对应长度的抽气软管，将沥青抽取容器与真空泵相连。在连接时，确保接口处连接可靠，不出现漏气等情况。 

4.将沥青抽取容器（1）放入沥青井（5）内，如图1所示。沥青抽取容器底部阀门（3）和部分容器主体浸没入沥青（6）内，浸没深度为

其中，r为容器内径；L为沥青井井口边长。在该深度范围内沥青井内沥青体积为容器总容积的80%-90%，确保单次抽取效率，同时又不会出现由于单次沥青抽取过多导致堵塞抽气口的情况。此时，沥青抽取容器底部止回阀（3）为关闭状态，如图2所示。 

5.打开真空泵（4），对沥青抽取容器（1）抽气。在容器内负压以及井内沥青的压力作用下，容器底部止回阀（3）自动打开，沥青（6）被抽取进入到容器内，如图3所示。真空泵气压表读数逐渐上升，经过预定的单次抽取时间t之后，到达真空泵极（4）限真 空度P_泵，浸没深度段的沥青抽取完毕，自动止回阀关闭。此时，关闭真空泵（4），停止抽气。在真空泵（4）抽气过程中，若发现真空泵油出现浑浊现象，应及时更换泵油，防止真空泵（4）工作效率的下降以及对泵本身的损伤。 

6.将沥青抽取容器从沥青井（5）内取出，此时容器底部止回阀（3）受到容器内沥青的压力作用，止回阀（3）自动闭合，阻止容器内沥青流出，如图4所示。将沥青抽取容器取出沥青井（5）后，在井外手动打开止回阀（3），将容器内沥青排出。在放出时，若出现外界温度较低等情况，容器内沥青可能因为温度下降过快而导致粘度迅速上升，难以放出。此时可以考虑在沥青放出时对容器（1）进行加热升温处理，或者在容器（1）外表面涂以保温层，增强其保温性能。 

7.单次沥青抽取完毕后，测量沥青井内沥青温度，当温度低于100℃时，重新使用之前的加热方法，将沥青加热至140℃。 

8.重复步骤2～7，逐渐抽取完沥青井内沥青。 

9.抽取完毕后对现场进行清理，同时对沥青抽取容器进行清洁。 

Claims (1)

1.一种大坝沥青井内沥青抽取工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）根据现场实际情况，采用合适加热方式加热沥青井内沥青至流动状态，控制沥青温度上升至140℃后，减小加热功率，保持井内沥青温度在100-140℃之间，直至没有气泡产生；

2）使用沥青抽取容器，主体为圆柱体形状，外径10cm-30cm，高度1m-3m,能完全放入沥青井内，具有良好的密闭性，容器顶部设有抽气接口，可以真空泵连接，对容器进行抽气，容器底部为自动止回阀，保证在抽取过程中，沥青只能流入容器而无法流出；

3）选用合适的真空油泵，要求该真空泵极限真空度在100Pa以下，抽气速率v_泵(m³/s)为

其中，r为容器内径；h为容器高度；t为预定要求单次抽取时间；P₀为大气压，通常取值1×10⁵Pa；P_B（为真空泵所能达到的极限真空度，根据沥青井内沥青液面的深度，选择对应长度的抽气软管，将沥青抽取容器与真空泵相连；

4）将容器放入沥青井内，将容器底部浸没入流动状态的沥青内，容器底部没入沥青深度为

其中，r为容器内径；L为沥青井井口边长，在该深度范围内沥青井内沥青体积为容器总容积的80%-90%，确保容器在单次抽取完毕时，容器内沥青高度只上升到容器总高度的80%-90%，确保单次抽取效率；

5）打开真空泵，对沥青抽取容器进行抽气，容器底部自动止回阀打开，在容器内负压的作用下，沥青进入容器内，真空泵气压表读数逐渐上升，经过预定的单次抽取时间t之后，到达真空泵极限真空度P_泵，浸没深度段的沥青抽取完毕，自动止回阀关闭，此时，关闭真空泵，停止抽气；

6）将沥青抽取容器取出沥青井，在井外断开容器顶部抽气接口，对容器进行通气，同时手动打开容器底部自动止回阀，将容器内沥青排出至井外沥青回收容器内；

7）单次沥青抽取完毕后，测量沥青井内沥青温度，当温度低于100℃时，重新使用之前的加热方法，将沥青加热升温至140℃；

8）重复步骤（2）～（7），逐渐抽取完沥青井内沥青。

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