CN103696460B - 一种斜套管取水方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及取一种斜套管取水方法及装置，为了解决水库、湖泊、江河深层取水的问题，其特征是：用斜套管沿水岸斜坡伸入水中，然后在斜套管下端连接吸水管，吸水管伸到所需要吸取的深水层；在斜套管内安装潜水泵，潜水泵吸取斜套管内的水，而套管内的水来自其下端伸入深水层的吸水管；斜套管的上端固定在常水位以上的岸边。可多组并列设置，取材容易，造价低廉，维修方便，不会与湖底地面接触，所取水质优良，潜水泵受外界影响小，对水岸景观、航运也没有影响。

Description

一种斜套管取水方法及装置

技术领域

本发明涉及抽水技术领域，尤其涉及一种斜套管取水方法及装置。

背景技术

现有常用的取水方式有深井取水、大口井取水、岸边固定式取水、浮船式取水、栈桥式取水，还有移动式取水六大类。这些取水方式对取水库、湖泊、江河深层水都有技术和经济方面的局限性，并不适合。而公开技术中，取水的方式和结构形式也较多，如专利公开号为CN102493528A，使用固定式的取水装置，在水位落差较大的地方使用，使用一个或者多个空心浮筒给整个取水装置提供足够的浮力，再用一个支架固定空心浮筒和取水水泵以及取水水泵的过滤罩，使浮筒和整个取水装置构成一个整体，取水水泵的出口使用软管和岸上的取水管道相连。这种结构取水装置始终浮在水面上，并随着水面的高低变化而变化，使取水水泵始终浸泡在水中，取水口也始终位于水面以下一定的深度，以保证任何时候都能取到水。这种取水装置，水泵出水口必须使用软管与岸上取水管连接，软管常处于动态之中，影响整个设备的稳定性，而且下坠取水点不易太深，或者在水下部分因移动大而造成不良现象。又如专利公开号为CN101736776A提出的一种小型水厂的地表水沉箱式取水装置，具有置于水中的箱体和取水系统，箱体的侧面开设有小孔，取水系统的取水管一端置于箱体中，取水系统上连接有反冲洗装置，反冲洗装置包含有出水口对着箱体的管件和控制水由取水管向管件流动的阀门装置，箱体为圆柱形，取水管的管口置于箱体高度的2/3处，这种方法主要是避免船只航行的影响，在河道上做坝砌湿井围格栅等，不适合深层取水。

发明内容

本发明的目的是为了解决水库、湖泊、江河深层取水的问题，提供一种斜套管取水方法及装置，主要应用于水冷空调取水、水源热泵取水、自来水厂取水、工业取水等需要分层取水或取深层冷水等方面的需求。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种斜套管取水方法，其特征是：用斜套管沿水岸斜坡伸入水中，然后在斜套管下端连接吸水管，吸水管伸到所需要吸取的深水层；在斜套管内安装潜水泵，潜水泵吸取斜套管内的水，而斜套管内的水来自其下端伸入深水层的吸水管；斜套管的上端固定在常水位以上的岸边。本技术方案采用足够强度的刚性斜套管沿湖泊、水库、江河水岸的斜坡伸入水中，至最低水位时的下方若干米位置，再装接质地较轻的吸水管伸到所需要的深水层，质地较轻的吸水管不会下沉与地面接触，保持取水空间。潜水泵安装在斜套管内，不仅作业安全，且维护非常方便，潜水泵吸取斜套管内的水，这些斜套管内的水，经吸水管端部的过滤器以及连通作用后上涌之水，水质可靠。而斜套管的上端用钢筋混凝土等材料做成永久性支承墩固定在常水位以上的岸边。

作为优选，所述的吸水管的下端设有材质密度小于水的莲蓬式过滤头，吸水管的下端还设有重力定位块。过滤头和吸水管悬浮于水中，莲蓬式过滤头可从多角度吸水，重力定位块保证了吸水点的稳定性。

作为优选，所述的取水流程是：莲蓬式过滤头→吸水管→斜套管→潜水泵→扬水管→水泵控制阀→取水计量装置→输水管至用水点。

一种斜套管取水方法所采用的装置，包括斜套管段、位于斜套管上方的扬水段、位于斜套管下方的吸水段，其特征在于所述的斜套管段包括斜套管，斜套管内设有防锈潜水泵；吸水段包括吸水管，吸水管下端的进水端部设有莲蓬式过滤头，莲蓬式过滤头的根部设有下挂式重力块。对于湖泊来说，水下水流并不大，斜套管上端为固定端，下端为自由端；对于河流来说，由于下层水流较急，斜套管可采用上下均固定的方式。吸水口部位利用重力块定位，使吸水口保持在一定的悬浮状态，以保证吸水口的水质要求，其它部位均需配重使其稳定在水底。由于水对金属材料具有腐蚀作用，本技术方案采用环氧类防腐涂料对金属表面进行防腐，或采用不锈钢等材料制作，防止锈蚀。

作为优选，所述的潜水泵的出水口连接扬水管，扬水管和斜套管上端的补偿器连接，补偿器与水泵控制阀连接。通过斜套管内的扬水管把潜水泵输出水引出斜套管，补偿器在一定的长度之内具有调整功能。

作为优选，所述的潜水泵与斜套管内壁之间设有滑轮定位装置。潜水泵与斜套管内壁之间的移动采用滑橇、滑轮等低摩擦系数方式进行配合，保证潜水泵装配时斜套管和潜水泵都不受损伤。

作为优选，所述的吸水管在全段范围内设有稳定配重锤。吸水管可每米加设稳定配重锤，使悬浮的吸水管工作时保持一种相对稳定的状态。

作为优选，所述的斜套管段位于水下部位设有若干处可调节支架，所述的可调节支架包括单向齿柱，斜套管上装有与单向齿柱配合齿形导向定位装置。根据湖泊斜坡的具体情况进行设定可调节支架，斜套管装配在可调节支架上，与地面之间的距离可调，而不是与自然地面接触。使用时，将单向齿柱插入齿形导向定位装置，在重力的作用下，单向齿条自动啮合。

作为优选，所述的斜套管的上端设有法兰封盖。防止粉尘、杂物从斜套管上端进入吸水区，同时对扬水管进行固定。

作为优选，所述的水泵控制阀一端连接闸阀，闸阀连接在连通管上，由连通管汇流到输水管分配。扬水段完成作业后，由水泵控制阀、闸阀、连通管等部件进行汇流、输水分配。

本发明的有效效果是：本方法和装置可多组并列设置，取材容易，造价低廉，维修方便，不会与湖底地面接触，所取水质优良，潜水泵受外界影响小，对水岸景观、航运也没有影响。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明图1的左视结构示意图。

图3是本发明的一种扬水段局部放大结构示意图。

图4是本发明图3的水泵控制阀部位局部放大结构示意图。

图5是本发明的一种斜套管段部位局部放大结构示意图。

图6是本发明的一种吸水段部位局部放大结构示意图。

图7是本发明的一种连通管分配部件结构示意图。

图8是本发明的一种可调节支架结构示意图。

图9是本发明的一种莲蓬式过滤头结构示意图。

图中：1. 输水管，2. 伸缩蝶阀，3. 连通管，4. 闸阀，5. 水泵控制阀，6. 补偿器，7. 分配管固定墩，8. 法兰封盖，9. 斜套管，10. 可调节支架，11. 潜水泵，12. 大小头连接管，13. 吸水部波纹管，14. 吸水管，15. 莲蓬式过滤头，16. 多管连接装置，17. 扬水管，18. 重力块，19. 常水位斜墩，20. 单向齿柱，21. 导向管，22. 径向固定架，23. 副齿条，24. 过滤封闭端，25. 梅花过滤孔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1、图2，本实施例一种斜套管取水方法，由3组相互平行设置的取水装置组成，3组装置通过6副多管连接装置16连接成一体。取水方法是用斜套管沿湖泊水岸的斜坡伸入水中，然后在斜套管下端连接材质密度小于水的吸水管14和莲蓬式过滤头15，吸水管按设计要求伸到所需要吸取的深水层。在斜套管内安装深水潜水泵11，潜水泵11吸取斜套管内的水，而套管内的水来自其下端伸入深水层的吸水管；斜套管的上端固定在常水位以上的岸边。取水流程是：莲蓬式过滤头→吸水管14→斜套管9→潜水泵→扬水管→补偿器6→伸缩蝶阀2→多功能式水泵控制阀5→闸阀→连通管3→输水管总阀→输水管1到用水点。

上述这种斜套管取水方法的具体结构如下：以单组装置来说明，分为三段，即斜套管段、位于斜套管上方的扬水段、位于斜套管下方的吸水段。

其中，扬水段位于水面以上，图3中水平位置N处为常水位以上的岸边，在此位点设常水位斜墩19。在垂直距离3米以上的M点位安装分配管固定墩7，这些墩架均用混凝土加底脚螺栓做成基座。分配管固定墩7位置包括输水管1，输水管1与连通管3之间设伸缩蝶阀2，如图4所示，连通管3的结构如图7所示，并预留一支取水口。连通管3的进水口连接软密封闸阀4，闸阀4与多功能水泵控制阀5相接，水泵控制阀5连接不锈钢制的补偿器6，补偿器可采用波纹管，另外在各压力点位设置压力表、电磁流量计。

补偿器6的下端连接一支双法兰短管，由双法兰短管连接到扬水管17。

斜套管段包括斜套管9，斜套管9的上端外部固定在常水位斜墩19上，斜套管9的下端外部设一处可调节支架10，即自由端托架。可调节支架10包括一支活动的且与地面垂直安装的单向齿柱20，如图8所示，在斜套管9上装径向固定架22，在径向固定架22上固定一件导向管21，并在导向管21内装一条与与单向齿柱20配合的副齿条23，使用时，将单向齿柱20向导向管21插进即可调节斜套管9离地面的最佳高度位置，并在斜套管9重力的作用下越压越紧。单向齿柱20和副齿条23配合齿形保证斜套管9从上方可以取出，而不能向地面方向移动。

斜套管9内的下段部位安装潜水泵11，潜水泵11与斜套管9内壁之间通过滑轮、滑轨方式进行定位，即斜套管9内壁中设有防锈导轨，潜水泵11外壳上设有与导轨配合的滑轮。斜套管9的上端面上通过法兰封盖8进行封口，扬水管17的上端穿过法兰封盖8中间部位的通孔并相互密封。法兰盖和扬水管17焊接牢固，承担扬水管17及潜水泵11的动载荷。潜水泵11的位置为P点，距N点垂直距离为30米。

吸水段包括PE塑料材料制成的吸水管14，吸水管14的上端通过吸水部波纹管13和大小头连接管12与斜套管9连接，如图5所示，吸水管14下端的进水端部装有莲蓬式过滤头15，如图6所示，吸水管14每米长度段内均设一件稳定配重锤。在莲蓬式过滤头15的根部挂有下垂式重力块18，重力块18的底部设有锥形针，重力块18为预制混凝土块。莲蓬式过滤头15的水平位置为X点，重力块18位置为Y点，莲蓬式过滤头15距P点垂直距离为100米，X和Y点垂直距离为10米。

莲蓬式过滤头15为圆柱形筒式结构，圆周上设有梅花过滤孔25，莲蓬式过滤头15的端部设有过滤封闭端24，如图9所示。

安装时：

首先，探摸水下地形，测量水深水温，绘制地形断面图和水温水深变化曲线，为设计提供必要的数据。

然后浇筑用于安装连通管3及斜套管9的岸上混凝土支墩，即分配管固定墩7和常水位斜墩19，常水位斜墩19应能承受所有斜管向下的拉力和水泵启动运行的动载荷。

随后安装斜套管9，可利用吊机或浮运方式把斜套管9和吸水管14送到安装地点，采用灌水加配重使斜套管9、吸水管14全部慢慢沉到水下就位。其中斜套管9的下段定位在可调节支架上。

同时安装联通管3、各阀门、多功能水泵控制阀、压力表、电控箱等陆上各部件。

接着安装能斜装的不锈钢潜水泵11，潜水泵壳体上安装滑轮，使潜水泵滑入斜管内并不受到损伤。安装扬水管段时，用双法兰成品管，长度2至3米，逐段往下安装。上端穿出斜套管9部位，用法兰封盖8固定扬水管17的伸出端，法兰封盖8需要承载潜水泵11和扬水管段所有的载荷。扬水管段的补偿器6的上端和岸上的连通管3联接。潜水泵11电缆跟着潜水泵滑入斜套管9，电缆也要避免和斜套管9产生摩擦。法兰封盖8制造时留有电缆孔，电缆从法兰封盖8穿出后和水泵电控箱连接。

安装后进行试车：测量接入三相电压，测量潜水泵11电机电缆的绝缘电阻，检查各阀门是否在开启位置，一切测试正常后，开机并做好运转记录。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺、方法均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种斜套管取水方法，其特征是：用斜套管沿水岸斜坡伸入水中，然后在斜套管下端连接吸水管，吸水管伸到所需要吸取的深水层；在斜套管内安装潜水泵，潜水泵吸取斜套管内的水，而套管内的水来自其下端伸入深水层的吸水管，吸水管的下端设有材质密度小于水的莲蓬式过滤头，吸水管的下端还设有重力定位块；斜套管的上端固定在常水位以上的岸边；斜套管段位于水下部位设有若干处可调节支架（10），所述的可调节支架包括单向齿柱（20），斜套管（9）上装有与单向齿柱配合齿形导向定位装置。

2.根据权利要求1所述的一种斜套管取水方法，其特征在于取水流程是：莲蓬式过滤头→吸水管→斜套管→潜水泵→扬水管→水泵控制阀→取水计量装置→输水管至用水点。

3.一种根据权利要求1或2所述的斜套管取水方法所采用的装置，包括斜套管段、位于斜套管上方的扬水段、位于斜套管下方的吸水段，其特征在于所述的斜套管段包括斜套管（9），斜套管（9）内设有潜水泵（11）；吸水段包括吸水管（14），吸水管（14）下端的进水端部设有莲蓬式过滤头（15），莲蓬式过滤头的根部设有下挂式重力块（20）。

4.根据权利要求3所述的一种斜套管取水方法所采用的装置，其特征在于所述的潜水泵（11）的出水口连接扬水管（17），扬水管和斜套管上端的补偿器（6）连接，补偿器与水泵控制阀（5）连接。

5.根据权利要求3所述的一种斜套管取水方法所采用的装置，其特征在于所述的潜水泵（11）与斜套管（9）内壁之间设有滑轮定位装置。

6.根据权利要求3所述的一种斜套管取水方法所采用的装置，其特征在于所述的吸水管（14）在全段范围内设有稳定配重锤。

7.根据权利要求3所述的一种斜套管取水方法所采用的装置，其特征在于所述的斜套管（9）的上端设有法兰封盖（8）。

8.根据权利要求4所述的一种斜套管取水方法所采用的装置，其特征在于所述的水泵控制阀（5）一端连接闸阀（4），闸阀连接在连通管（3）上，由连通管（3）汇流到输水管（1）。