CN114059569B - 一种降水井正反循环填砾控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降水井正反循环填砾控制系统，涉及降水井施工技术领域，包括降水井、离心泵、储水箱和供给管道，离心泵安装在供给管道上，供给管道的一端延伸至降水井的底部，供给管道的另一端与储水箱相连通，供给管道的表面连通设置有引流管，供给管道表面靠近离心泵的一侧连通设置有排出管，供给管道靠近储水箱的一侧设置有第一闸阀，引流管的表面设置有第二闸阀。该降水井正反循环填砾控制系统，单一套设备可以实现正反循环的的继成，从而替代传统的运行方式，降低设备的成本；整套正反循环系统的运行不需要改变电机转向，通过改变管道内水的流向使离心泵的效率达到最大；通过管道内水流方向的改变完成正反循环的装换。

Description

一种降水井正反循环填砾控制系统
技术领域
本发明涉及降水井施工技术领域，具体为一种降水井正反循环填砾控制系统。
背景技术
降水井是指疏放矿山坑道或采场中积水的小井。通常在矿山开采过程中，有可以利用的地下坑道排水系统，使采场或坑道中的水，沿着水沟导入每隔一定距离的降水井，经与降水井连通的地下坑道流入水仓，再由水泵经专门排水井排到地面或由排水坑道直接流出地面，围填又称“填砾或投砾”，水文地质钻探或供水管井建设中成井工艺的工序之一，是在井孔完成安装井管工序之后，在滤水管与含水层之间的环状空隙中，填入一定数量和粒度的砂砾，以构成人工滤水层的作业。
在降水井施工中，在要填砾的孔段井管和孔壁的环状间隙的介质是流动的情况下进行的填砾，可分为正循环动水填砾和反循环填砾两种，传统的填砾控制系统正循环和反循环为独立存在的两个控制装置，从而导致设备的成本增加，且工作效率较低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种降水井正反循环填砾控制系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种降水井正反循环装置，包括降水井、离心泵、储水箱和供给水管道，所述离心泵安装在供给水管道上，所述供给水管道的一端延伸至降水井的底部，所述供给水管道的另一端与储水箱相连通，所述供给水管道的表面连通设置有引流管，所述供给水管道表面靠近离心泵的一侧连通设置有排出管，所述供给水管道靠近储水箱的一侧设置有第一闸阀，所述引流管的表面设置有第二闸阀，所述排出管的表面设置有第三闸阀，所述供给水管道靠近排出管的一侧设置有第四闸阀。
本发明提供一种降水井正反循环装置的控制系统，包括控制器，所述控制器的输出端与数据采集单元的输入端电连接，所述数据采集单元的输出端分别与静压式传感器和流量传感器电连接，所述控制器的输入端与通讯模块的输出端电连接，所述控制器的输出端与驱动单元的输入端电连接；
所述通讯模块包括PC监视端和手机客户端，所述控制器将获取的数据上传至通讯模块，管理人员通过PC监视端和手机客户端对控制器进行远程控制；
所述静压式传感器用于获取降水井内的基坑水压、地下水位标高以及水位降幅，并将获取的数据通过数据采集单元上传至控制器，所述流量传感器用于获取供给水管道内的输送速率以及水量信号，并将获取的数据通过数据采集单元上传至控制器；
所述流量传感器安装在所述供给水管道靠近降水井井口一侧的内壁上，所述静压式传感器安装在所述供给水管道靠近降水井井底一侧的内壁上；
所述驱动单元的输出端分别与离心泵、第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀电连接；
所述驱动单元用于获取控制器的控制信号，驱动离心泵上启动器的开闭以及控制第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀和第四闸阀的开闭；
正循环动水填砾施工过程：将供给水管道下入降水井井管内，使供给水管道底部出水口位于井管底部的滤水管位置，打开第一闸阀和第四闸阀，关闭第三闸阀和第二闸阀，使储水箱内的水或者泥浆沿着供给水管道、第一闸阀，经过离心泵，通过第四闸阀后进入降水井井管内，水或泥浆沿着供给水管道从出水口出来，由于井口是封闭的，水在压力作用下透过滤水管进入井管和孔壁的环状间隙并上返出地面，实现正循环；
反循环动水填砾施工过程：将供给水管道下入降水井井管内，使供给水管道底部出水口位于井管底部的滤水管位置，关闭第一闸阀和第四闸阀，打开第三闸阀和第二闸阀，井内泥浆被抽至井外，使管内泥浆量减小，泥浆液面下降，管内和管外形成压力差，在压力差的作用下管孔和孔壁环状间隙的泥浆向管内流动，使管外和孔壁环状间隙的泥浆面下降，同时在地面向管外和孔壁环状间隙注入清水，补充环状间隙内下降的液面，实现反循环。
有益效果
本发明提供了一种降水井正反循环填砾控制系统，具备以下有益效果：该降水井正反循环填砾控制系统，单一套设备可以实现正反循环的的继成，从而替代传统的运行方式，降低设备的成本；整套正反循环系统的运行不需要改变电机转向，通过改变管道内水的流向使离心泵的效率达到最大，从而提高工作效率和质量；通过管道内水流方向的改变完成正反循环的装换；通过PC监视端和手机客户端实现远程直接操控设备；通过静压式传感器和流量传感器实时监测降水井内的基坑水压、地下水位标高和水位降幅以及供给水管道内的输送速率和水量信号。
附图说明
图1为本发明降水井正循环结构示意图；
图2为本发明降水井反循环结构示意图；
图3为本发明控制系统结构示意图。
图中：1-降水井、2-离心泵、3-储水箱、4-供给水管道、5-引流管、6-排出管、7-第一闸阀、8-第二闸阀、9-第三闸阀、10-第四闸阀、11-控制器、12-数据采集单元、13-静压式传感器、14-流量传感器、15-通讯模块、16-驱动单元、17-PC监视端、18-手机客户端。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1和图2，本发明提供一种降水井正反循环装置，包括降水井1、离心泵2、储水箱3和供给水管道4，离心泵2安装在供给水管道4上，供给水管道4的一端延伸至降水井1的底部，供给水管道4的另一端与储水箱3相连通，供给水管道4的表面连通设置有引流管5，供给水管道4表面靠近离心泵2的一侧连通设置有排出管6，供给水管道4靠近储水箱3的一侧设置有第一闸阀7，引流管5的表面设置有第二闸阀8，排出管6的表面设置有第三闸阀9，供给水管道4靠近排出管6的一侧设置有第四闸阀10。
请参阅图3，本发明提供一种降水井正反循环装置的控制系统，包括控制器11，控制器11的输出端与数据采集单元12的输入端电连接，数据采集单元12的输出端分别与静压式传感器13和流量传感器14电连接，控制器11的输入端与通讯模块15的输出端电连接，控制器11的输出端与驱动单元16的输入端电连接。
驱动单元16的输出端分别与离心泵2、第一闸阀7、第二闸阀8、第三闸阀9和第四闸阀10电连接，驱动单元16用于获取控制器11的控制信号，驱动离心泵上启动器的开闭以及控制第一闸阀7、第二闸阀8、第三闸阀9和第四闸阀10的开闭，通讯模块15包括PC监视端17和手机客户端18，控制器11将获取的数据上传至通讯模块15，管理人员通过PC监视端17和手机客户端18对控制器11进行远程控制，静压式传感器13用于获取降水井1内的基坑水压、地下水位标高以及水位降幅，并将获取的数据通过数据采集单元12上传至控制器11，流量传感器14用于获取供给水管道4内的输送速率以及水量信号，并将获取的数据通过数据采集单元12上传至控制器11，流量传感器14安装在供给水管道4靠近降水井1井口一侧的内壁上，静压式传感器13安装在供给水管道4靠近降水井1井底一侧的内壁上。
综上，该降水井正反循环填砾控制系统，使用时，在降水井施工中，在要填砾的孔段井管和孔壁的环状间隙的介质是流动的情况下进行的填砾，可分为正循环动水填砾和反循环填砾两种。
正循环动水填砾施工过程；将供给水管道4下入降水井1井管内，使供给水管道4底部出水口位于井管底部的滤水管位置，打开第一闸阀7和第四闸阀10，关闭第三闸阀9和第二闸阀8，使储水箱3内的水或者泥浆沿着供给水管道4、第一闸阀7，经过离心泵2，通过第四闸阀10后进入降水井1井管内，水或泥浆沿着供给水管道4从出水口出来，由于井口是封闭的，水在压力作用下透过滤水管进入井管和孔壁的环状间隙并上返出地面，实现正循环。
反循环动水填砾施工过程；将供给水管道4下入降水井1井管内，使供给水管道4底部出水口位于井管底部的滤水管位置，关闭第一闸阀7和第四闸阀10，打开第三闸阀9和第二闸阀8，井内泥浆被抽至井外，使管内泥浆量减小，泥浆液面下降，管内和管外形成压力差，在压力差的作用下管孔和孔壁环状间隙的泥浆向管内流动，使管外和孔壁环状间隙的泥浆面下降，同时在地面向管外和孔壁环状间隙注入清水，补充环状间隙内下降的液面，实现反循环。
本公开具体实施方式省略了已知功能和已知部件的详细说明，为保证设备的兼容性，所采用的操作手段均与市面器械参数保持一致，在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明或发明中的具体含义。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种降水井正反循环填砾控制系统，包括降水井（1）、离心泵（2）、储水箱（3）和供给水管道（4），其特征在于：所述离心泵（2）安装在供给水管道（4）上，所述供给水管道（4）的一端延伸至降水井（1）的底部，所述供给水管道（4）的另一端与储水箱（3）相连通，所述供给水管道（4）的表面连通设置有引流管（5），所述供给水管道（4）表面靠近离心泵（2）的一侧连通设置有排出管（6），所述供给水管道（4）靠近储水箱（3）的一侧设置有第一闸阀（7），所述引流管（5）的表面设置有第二闸阀（8），所述排出管（6）的表面设置有第三闸阀（9），所述供给水管道（4）靠近排出管（6）的一侧设置有第四闸阀（10）；
包括控制器（11），所述控制器（11）的输出端与数据采集单元（12）的输入端电连接，所述数据采集单元（12）的输出端分别与静压式传感器（13）和流量传感器（14）电连接，所述控制器（11）的输入端与通讯模块（15）的输出端电连接，所述控制器（11）的输出端与驱动单元（16）的输入端电连接；
所述通讯模块（15）包括PC监视端（17）和手机客户端（18），所述控制器（11）将获取的数据上传至通讯模块（15），管理人员通过PC监视端（17）和手机客户端（18）对控制器（11）进行远程控制；
所述静压式传感器（13）用于获取降水井（1）内的基坑水压、地下水位标高以及水位降幅，并将获取的数据通过数据采集单元（12）上传至控制器（11），所述流量传感器（14）用于获取供给水管道（4）内的输送速率以及水量信号，并将获取的数据通过数据采集单元（12）上传至控制器（11）；
所述流量传感器（14）安装在所述供给水管道（4）靠近降水井（1）井口一侧的内壁上，所述静压式传感器（13）安装在所述供给水管道（4）靠近降水井（1）井底一侧的内壁上；
所述驱动单元（16）的输出端分别与离心泵（2）、第一闸阀（7）、第二闸阀（8）、第三闸阀（9）和第四闸阀（10）电连接；
所述驱动单元（16）用于获取控制器（11）的控制信号，驱动离心泵上启动器的开闭以及控制第一闸阀（7）、第二闸阀（8）、第三闸阀（9）和第四闸阀（10）的开闭；
正循环动水填砾施工过程：将供给水管道（4）下入降水井（1）井管内，使供给水管道（4）底部出水口位于井管底部的滤水管位置，打开第一闸阀（7）和第四闸阀（10），关闭第三闸阀（9）和第二闸阀（8），使储水箱（3）内的水或者泥浆沿着供给水管道（4）、第一闸阀（7），经过离心泵（2），通过第四闸阀（10）后进入降水井（1）井管内，水或泥浆沿着供给水管道（4）从出水口出来，由于井口是封闭的，水在压力作用下透过滤水管进入井管和孔壁的环状间隙并上返出地面，实现正循环；
反循环动水填砾施工过程：将供给水管道（4）下入降水井（1）井管内，使供给水管道（4）底部出水口位于井管底部的滤水管位置，关闭第一闸阀（7）和第四闸阀（10），打开第三闸阀（9）和第二闸阀（8），井内泥浆被抽至井外，使管内泥浆量减小，泥浆液面下降，管内和管外形成压力差，在压力差的作用下管孔和孔壁环状间隙的泥浆向管内流动，使管外和孔壁环状间隙的泥浆面下降，同时在地面向管外和孔壁环状间隙注入清水，补充环状间隙内下降的液面，实现反循环。
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