CN105370210B - 一种可加热钻头以及去除有机污染物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的可加热钻头，包括钻杆，具有容纳腔；密封装置，用于密封所述容纳腔；发热部件，位于所述容纳腔中，用于发热；所述钻杆以及所述密封装置中至少有一部分采用传热材料制成。由于发热部件被密封在钻杆的容纳腔中，也即，发热部件集中在钻头中，因此，该钻头的集成度很好，方便使用；并且，在使用时，钻头在土壤中钻孔的过程中，加热部件就跟随钻头一同伸入土壤中，加热和钻孔可以同时进行，提高了时间利用效率；另外，该钻头可以利用加热部件对土壤进行预热，提高最后污染物去除效果。

Description

一种可加热钻头以及去除有机污染物的方法

技术领域

本发明涉及污染物处理技术领域，具体涉及一种可加热钻头以及去除地下水/土壤中有机污染物的方法。

背景技术

随着我国工业化、城市化及现代农业化的进程，土壤污染日益严重。尤以重金属污染和有机物污染最为突出，这些污染物具有持久性长、毒性高的特征，常常污染地表水和地下水，并可能通过食物链等途径危及人类的生命和健康。因此，解决这类污染物的污染问题迫在眉睫。

现有技术中还存在一种去除土壤中或者地下水中污染物的方式，其用到的装置包括钻头和加热棒，在使用时，首先通过钻头在土壤中钻孔，然后再将加热棒伸入钻孔中，最后启动加热棒对污染物进行加热，最终将土壤或者地下水中的易于挥发的污染物变为气相，得到收集。但是由于钻头和加热棒分离设置，导致钻孔过程与加热过程需要分步进行，这使得该装置对于时间的利用效率不高；并且，装置的集成度不高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中加热去除土壤中或地下水中污染物的装置集成度不高以及时间利用效率不高的技术缺陷，从而提供一种集成度高以及时间利用效率高的钻头。

为此，本发明提供一种可加热钻头，包括钻杆，具有容纳腔；密封装置，用于密封所述容纳腔；发热部件，位于所述容纳腔中，用于发热；所述钻杆以及所述密封装置中至少有一部分采用传热材料制成。

所述发热部件为发热电阻，所述发热电阻至少为一个。

还包括

蓄电池，至少为一个，设置在容纳腔中，用于为发热部件提供电能，所述蓄电池和所述发热部件串联形成电路；

开关，设置在容纳腔中，用于控制电路的连通或断开。

所述密封装置包括第一密封塞，连接于所述容纳腔的下端，并与所述钻杆的内壁密封贴合；第二密封塞，连接于所述容纳腔的上端，并与所述钻杆的内壁密封贴合。

所述第一密封塞可拆卸连接于所述容纳腔的下端；所述第二密封塞固定设置在所述容纳腔的上端。

所述开关为绝缘塑料片，所述绝缘塑料片具有插接在电路中而使电路断开的第一状态，以及被从电路中拔出而使电路导通的第二状态。

所述绝缘塑料片处于第一状态时，其位于所述电路靠近所述第一密封塞的位置。

所述蓄电池固定在所述第二密封塞上。

所述第一密封塞的底面距离所述钻杆的底端的距离为0.1-0.3m。

所述第二密封塞的底面距离所述第一密封塞的顶面的距离为0.8-1.2m。

所述钻杆的竖直长度为1.5-3m；所述钻杆的侧壁厚度为8-12mm。

所述蓄电池为2-3个额定电压为48-60V的锂电池；和/或，所述发热电阻为4-6个额定阻值为15-20Ω的电阻。

所述钻杆采用易于进行热传导的金属制成。

本发明还提供一种去除地下水中有机污染物的方法，包括如下步骤，将可加热钻头伸入含有有机污染物的地下水/土壤中对地下水/土壤进行加热，以使得地下水/土壤中的有机污染物挥发，其中，所述可加热钻头为上述任一项所述的可加热钻头。

本发明提供的可加热钻头以及去除地下水中有机污染物的方法具有如下优点：

1.本发明提供的可加热钻头，包括钻杆，具有容纳腔；密封装置，用于密封所述容纳腔；发热部件，位于所述容纳腔中，用于发热；所述钻杆以及所述密封装置中至少有一部分采用传热材料制成。

由于发热部件被密封在钻杆的容纳腔中，也即，发热部件集中在钻头中，因此，该钻头的集成度很高，方便使用；并且，在使用时，钻头在土壤中钻孔的过程中，加热部件就跟随钻头一同伸入土壤中，加热和钻孔可以同时进行，提高了时间利用效率；另外，该钻头可以利用加热部件对土壤进行预热，提高最后污染物去除效果。

2.本发明提供的可加热钻头，所述发热部件为发热电阻，还包括蓄电池和开关，发热电阻、蓄电池和开关均集成在钻杆的容纳腔中，进一步提高了加热钻头的集成性，并且，发热部件采用发热电阻其结构简单，蓄电池与发热电阻容易拆卸与更换，并且，可以根据可挥发污染物的含量来调整发热电阻与蓄电池的数量。

3.本发明提供的可加热钻头，所述密封装置包括第一密封塞，连接于所述容纳腔的下端，且可拆卸连接，第二密封塞，连接于所述容纳腔的上端，且固定连接。

所述第一密封塞连接于所述容纳腔的下端，所述第一密封塞可以拆卸，在加热前，打开所述第一密封塞，将电路接通产生热量，通电后紧固该所述第一密封塞，防止钻井过程中土壤或者其它介质进入第一密封塞上部空间(也即容纳腔中)对闭合电路造成影响，所述第二密封塞固定连接在所述容纳腔的上端，所述第二密封塞上悬挂安装蓄电池，使得所述发热部件稳定安装在所述容纳腔中。

4.本发明提供的可加热钻头，所述开关为绝缘塑料片，所述可加热钻头不工作时，将所述绝缘塑料片插入电路中从而断开电路，避免电量浪费的现象发生；当需要加热时，将绝缘塑料片从电路中拔出从而导通电路，使用非常方便。

5.本发明提供的可加热钻头，所述绝缘塑料片处于第一状态时，其位于所述电路靠近所述第一密封塞的位置。

由于所述第一密封塞为可拆卸的密封塞，且绝缘塑料片靠近第一密封塞设置，也即面对钻杆的下端开口，因此，在第一密封塞封闭钻杆的下端之前，从下方拔出绝缘塑料片，即可让电路导通，在拔出绝缘塑料片的过程中，不容易碰触到其他部件，然后再安装上第一密封塞即可，使用非常方便。

6.本发明提供的可加热钻头，所述第一密封塞的底面距离所述钻杆的底端的距离为0.1-0.3m，预留出这段距离能够防止钻井过程中土壤或者其它介质进入可拆卸密封塞上部空间(也即容纳腔中)，对闭合电路造成影响。

7.本发明提供的可加热钻头，所述第二密封塞的底面距离所述第一密封塞的顶面的距离为0.8-1.2m，该距离足以容纳所述发热部件，避免需要大量热能时容纳腔中空间过于拥挤的现象发生。

8.本发明提供的可加热钻头，所述钻杆的竖直长度为1.5-3m，使得所述可加热钻头能够延伸至地表以下进行；所述钻杆的侧壁厚度为8-12mm，在保证所述钻杆强度的同时，可以使得热量能够及时的从容纳腔中传导到污染物中去，减少热量损失。

9.本发明提供的可加热钻头，所述蓄电池为2-3个额定电压为48-60V的锂电池。锂电池具有轻薄、寿命长，可重复充电的优点，便于降低装置的整体重量，提高整个装置的工作效率。

10.本发明提供的可加热钻头，所述钻杆采用易于进行热传导的金属制成，在保证整个装置坚固性的同时，确保发热装置产生的热量能够及时传导出去。

11.本发明提供的去除有机污染物的方法，由于采用上述可加热钻头，因此，具有上述可加热钻头所具备的任一项优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的可加热钻头的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1-钻杆；2-第二密封塞；3-第一密封塞；4-蓄电池固定装置；5-蓄电池；6-导线；7-发热电阻；8-开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种可加热钻头，如图1所示，该可加热钻头包括钻杆1，具有容纳腔；密封装置，用于密封所述容纳腔；发热部件，位于所述容纳腔中，用于发热；所述钻杆1以及所述密封装置中至少有一部分采用传热材料制成。

上述可加热钻头，由于发热部件被密封在钻杆的容纳腔中，也即，发热部件集中在钻头中，因此，该钻头的集成度很好，方便使用；并且，在使用时，钻头在土壤中钻孔的过程中，加热部件就跟随钻头一同伸入土壤中，加热和钻孔可以同时进行，提高了时间利用效率；另外，该钻头可以利用加热部件对土壤进行预热，提高最后污染物去除效果。

作为优选的实施方式，所述发热部件为发热电阻7，至少为一个。

采用发热电阻7作为发热部件结构简单，便于实现。

作为优选的实施方式，所述可加热钻头还包括蓄电池5，至少为一个，设置在容纳腔中，用于为发热部件提供电能；导线6，连接所述蓄电池5、所述发热部件，使得所述蓄电池5和所述发热部件串联形成电路；开关8，设置在容纳腔中，用于控制电路的连通或断开。

具体地，所述蓄电池5为2-3个额定电压为48-60V的锂电池；所述发热电阻7为4-6个额定阻值为15-20Ω的电阻。锂电池具有轻薄、寿命长，可重复充电的优点，便于降低装置的整体重量，提高整个装置的工作效率。

发热电阻7、蓄电池5和开关8均集成在钻杆1的容纳腔中，进一步提高了加热钻头的集成性，并且，发热部件采用发热电阻其结构简单，蓄电池与发热电阻容易拆卸与更换，并且，可以根据可挥发污染物的含量来调整发热电阻7与蓄电池5的数量。当所要去除的污染物总量较多时，可以采用多个蓄电池5与发热电阻7串联。

作为优选的实施方式，所述蓄电池5通过蓄电池固定装置4直接连接在密封装置上，优选地，连接在下文所述的所述第二密封塞2上。

作为变形的实施方式，蓄电池5和开关8也可以设置在钻杆1的容纳腔的外部，或不采用蓄电池5，而直接采用导线连接外界的市电。

作为优选的实施方式，所述开关8为绝缘塑料片，所述绝缘塑料片具有插接在电路中而使电路断开的第一状态，以及被从电路中拔出而使电路导通的第二状态。

所述可加热钻头不工作时，将所述绝缘塑料片插入电路中从而断开电路，避免电量浪费的现象发生；当需要加热时，将绝缘塑料片从电路中拔出从而导通电路，使用非常方便。

作为优选的实施方式，所述密封装置包括第一密封塞3，可拆卸连接于所述容纳腔的下端，并与所述钻杆1的内壁密封贴合；第二密封塞2，固定连接于所述容纳腔的上端，并与所述钻杆1的内壁密封贴合。

所述第一密封塞3连接于所述容纳腔的下端，所述第一密封塞3可以拆卸，在加热前，打开所述第一密封塞3，将电路接通产生热量，通电后紧固该所述第一密封塞3，防止钻井过程中土壤或者其它介质进入第一密封塞3上部空间(也即容纳腔中)，对闭合电路造成影响。第二密封塞2固定连接在所述容纳腔的上端，所述第二密封塞2上悬挂安装蓄电池，使得所述发热部件稳定安装在所述容纳腔中。

作为优选的实施方式，所述绝缘塑料片处于第一状态时，其位于所述电路靠近所述第一密封塞3的位置。

由于所述第一密封塞3为可拆卸的密封塞，且绝缘塑料片靠近第一密封塞3设置，也即面对钻杆1的下端开口，因此，在第一密封塞3封闭钻杆1的下端之前，从下方拔出绝缘塑料片，即可让电路导通，在拔出绝缘塑料片的过程中，不容易碰触到其他部件，然后安装上第一密封塞3即可，使用非常方便。

作为优选的实施方式，所述第二密封塞2的强度强于所述第一密封塞3的强度。所述蓄电池连接在所述第二密封塞2上，所述第二密封塞2的强度较高可以确保其有较长的使用寿命。

作为优选的实施方式，所述第一密封塞3的底面距离所述钻杆1的底端的距离为0.1-0.3m，例如，距离为0.1m、0.2m、0.3m等等。预留出这段距离能够防止钻井过程中土壤或者其它介质进入第一密封塞3上部空间(即容纳腔)，对闭合电路造成影响。

所述第二密封塞2的底面距离所述第一密封塞3的顶面的距离为0.8-1.2m。例如，距离为0.8m、0.9、1.0m、1.1m、1.2m等等。该距离足以容纳所述发热部件，避免需要大量蓄电池5或者加热电阻7时容纳腔中空间过于拥挤的现象发生。

作为具体的实施方式，所述钻杆1的竖直长度为1.5-3m，使得所述可加热钻头能够延伸至地表以下进行；所述钻杆1的侧壁厚度为8-12mm，在保证所述钻杆1强度的同时，可以使得热量能够及时的从容纳腔中传导到污染物中去，减少热量损失。

作为具体的实施方式，所述钻杆1采用易于进行热传导的金属制成。在保证整个装置坚固性的同时，确保发热装置产生的热量能够及时传导出去。具体的，所述金属可以采用不锈钢或者钛合金等容易导热的金属材料。

实施例2

本实施例提供一种去除地下水/土壤中有机污染物的方法，包括如下步骤：

将可加热钻头伸入含有有机污染物的地下水/土壤中对地下水/土壤进行加热，以使得地下水/土壤中的有机污染物挥发，其中，所述可加热钻头为实施例1中记载的任一项所述可加热钻头。

由于采用上述可加热钻头，因此，具有上述可加热钻头所具备的任一项优点。

另外，需要说明的是，采用可加热钻头对地下水/土壤中的有机污染物进行加热以去除地下水/土壤中有机污染物的方法中，需要考虑的其他因素(例如，加热的温度等)与现有技术中相同，在此不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种可加热钻头，其特征在于，包括

钻杆(1)，具有容纳腔；

密封装置，用于密封所述容纳腔；

发热部件，设置在容纳腔中用于发热；

所述钻杆(1)以及所述密封装置中至少有一部分采用传热材料制成；

所述的可加热钻头还包括蓄电池(5)，至少为一个，设置在容纳腔中，用于为发热部件提供电能，所述蓄电池(5)和所述发热部件串联形成电路；开关(8)，设置在容纳腔中，用于控制电路的连通或断开；

所述密封装置包括第一密封塞(3)，连接于所述容纳腔的下端，并与所述钻杆(1)的内壁密封贴合；第二密封塞(2)，连接于所述容纳腔的上端，并与所述钻杆(1)的内壁密封贴合。

2.根据权利要求1所述的可加热钻头，其特征在于，所述发热部件为发热电阻(7)，所述发热电阻(7)至少为一个。

3.根据权利要求1所述的可加热钻头，其特征在于，所述第一密封塞(3)能够拆卸连接于所述容纳腔的下端；所述第二密封塞(2)固定设置在所述容纳腔的上端。

4.根据权利要求1或2所述的可加热钻头，其特征在于，所述开关(8)为绝缘塑料片，所述绝缘塑料片具有插接在电路中而使电路断开的第一状态，以及被从电路中拔出而使电路导通的第二状态。

5.根据权利要求4所述的可加热钻头，其特征在于，所述绝缘塑料片处于第一状态时，其位于所述电路靠近所述第一密封塞(3)的位置。

6.根据权利要求1-3，5中任一项所述的可加热钻头，其特征在于，所述蓄电池(5)固定在所述第二密封塞(2)上。

7.根据权利要求1-3，5中任一项所述的可加热钻头，其特征在于，所述第一密封塞(3)的底面距离所述钻杆(1)的底端的距离为0.1-0.3m。

8.根据权利要求7所述的可加热钻头，其特征在于，所述第二密封塞(2)的底面距离所述第一密封塞(3)的顶面的距离为0.8-1.2m。

9.根据权利要求8所述的可加热钻头，其特征在于，所述钻杆(1)的竖直长度为1.5-3m；所述钻杆(1)的侧壁厚度为8-12mm。

10.根据权利要求1-3，5,8-9中任一项所述的可加热钻头，其特征在于，所述钻杆(1)采用易于进行热传导的金属制成。

11.一种去除有机污染物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将可加热钻头伸入含有有机污染物的地下水/土壤中对地下水/土壤进行加热，以使得地下水/土壤中有机污染物挥发，其中，所述可加热钻头为权利要求1-10中任一项所述的可加热钻头。