CN115026124B - 一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，在土壤内设置外套管和内套管，内套管设置在外套管之中，外套管上开设有喷射孔，内套管的外围设置有环形膨胀塞；控制设置在环形膨胀塞膨胀使其封堵喷射孔；将用于土壤及地下水修复的药剂溶液从内套管引入外套管与内套管之间，使药剂溶液顶开环形膨胀塞并从喷射孔向外喷射。本发明的优点是：能够在合适的压力下使得药剂溶液渗透至土壤的空隙中，既能使药剂传输到污染区域，又不会形成土体空隙，对土壤造成扰动；增大药剂溶液渗透压，使其可以渗透至离注入位置更远的土壤内，有效增大注入范围，提高修复效率；可实现多深度原位注入，结构简单合理，使用方便，适于推广。

Description

一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法

技术领域

本发明涉及土壤及地下水原位修复技术领域，尤其是一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法。

背景技术

目前，原位注入修复污染土壤和地下水技术是常用的修复技术，对于污染深度较深和地层渗透性较好的场地非常适用。原位注入技术是通过向地下建设垂直的注入井，注入井内设有井管，在地下污染部分的井管开筛，使得投加到注入井内的修复药剂通过筛管扩散到土壤和地下水中，与污染物反应达到修复的效果。而原位修复工作所遭遇的最大问题就是传输，常用的重力原位注入技术注入压力较小，在低渗透性或者高压土壤层中，药剂无法传输至污染区域，因此会造成修复药剂的浪费，造成修复成效和修复费用不成正比。高压旋喷注入的药剂溶液喷射压力较大，能使修复药剂到达修复区域，但是高压旋喷的高压转动会对地下产生较大的扰动，产生一定量的废土。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，通过使药剂溶液出口喷出的药剂溶液带有压力顶开环形膨胀塞后进入土体空隙，实现药剂溶液渗透性注入。并且适合各类型地质，不会产生裂隙。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

在土壤内设置外套管和内套管，所述内套管设置在所述外套管之中，所述外套管上开设有喷射孔，所述内套管的外围设置有环形膨胀塞；

控制设置在所述环形膨胀塞膨胀使其封堵喷射孔；

将用于土壤及地下水修复的药剂溶液从内套管引入所述外套管与所述内套管之间，使所述药剂溶液顶开所述环形膨胀塞并从所述喷射孔向外喷射。

沿所述外套管的长度方向间隔开设若干所述喷射孔，在所述内套管上设置有两个所述环形膨胀塞，两个所述环形膨胀塞之间的间距与相邻的喷射孔之间的间距相匹配，所述药剂溶液出口位于两个所述环形膨胀塞之间的位置。

当完成两组喷射孔处的药剂注入后，沿所述外套管的长度方向提升内套管，将所述内套管上的两个所述环形膨胀塞对准上方的两组喷射孔再次进行药剂注入，以此往复实现多深度的药剂注入。

所述环形膨胀塞可受控膨胀是通过，使所述环形膨胀塞与注入管连接，所述注入管与所述环形膨胀塞的内腔连通，通过所述注入管向所述环形膨胀塞的内腔注入液体使其膨胀。

在所述外套管上套设封套，所述封套上开设开孔，该开孔的位置对应于所述外套管上的喷射孔的位置。

本发明的优点是：能够在合适的压力下使得药剂溶液渗透至土壤的空隙中，既能使药剂传输到污染区域，又不会形成土体空隙，对土壤造成扰动；增大药剂溶液渗透压，使其可以渗透至离注入位置更远的土壤内，有效增大注入范围，提高修复效率；可实现多深度原位注入，结构简单合理，使用方便，适于推广。

附图说明

图1为本发明的立面图；

图2为图1中A-A向剖视图。

实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，图中标记1-9分别表示为：注水管1、药剂溶液注入管2、内套管3、外套管4、橡胶封套5、喷射孔6、环形橡胶膨胀塞7、出水口8、药剂溶液出口9。

实施例：本实施例中用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法可利用如图1和图2所示的注入设备实现，该注入设备包括外套管4和内套管3，其中外套管4套设在内套管3的外围，两者组合使用实现多深度原位渗透法注入作业。

其中，外套管4上设置有若干组喷射孔6，各喷射孔6均作为药剂溶液的出口，即药剂溶液可从喷射孔6处渗透性注入土壤之中；各组喷射孔6沿外套管4的管体长度方向均匀间隔布置，每组内的各喷射孔6沿外套管4的环向均匀布置且位于同一水平面内，以保证注射范围能够覆盖外围土壤。在每组喷射孔6的外围具套设有橡胶封套5，橡胶封套5在对应于喷射孔6的位置处也分别开孔，该橡胶封套5的作用是在于对外套管4形成束缚从而进行保护，避免套设在内套管3外部的环形橡胶膨胀塞7在膨胀后直接对外套管4形成向外扩的作用力而导致外套管4外扩甚至炸裂。

内套管3的内部设置有作为注入管的注水管1和药剂溶液注入管2，其中注水管1用于向设置在内套管3上的环形橡胶膨胀塞7注水而使其膨胀，而药剂溶液注入管2则用于向土壤内注入药剂溶液。

具体而言，如图1所示，内套管3上设置有两个环形橡胶膨胀塞7，两个环形橡胶膨胀塞7之间的间距与相邻两组喷射孔6之间的间距相等；环形橡胶膨胀塞7与内套管3相连并且呈密封状态，该环形橡胶膨胀塞7具有一定的弹性且主要是在水平方向上进行膨胀，当其膨胀后可对位于同一水平面内的一组喷射孔6进行整体封堵。环形橡胶膨胀塞7内部连接注水管1所开设的出水口8，该出水口8对应位置处的内套管3上亦开设有通孔，使注水管1可通过出水口8向环形橡胶膨胀塞7的内腔注水从而使其膨胀。

两个环形橡胶膨胀塞中间是药剂溶液出口9，该药剂溶液出口9开设在药剂溶液注入管2上且与内套管3贯通，使药剂溶液可从药剂溶液出口9流入到外套管4和内套管3之间。

如图1和图2所示，本实施例在使用时，包括如下步骤：

1）将内套管3放入外套管4后，由注水管1压入水使两个环形橡胶膨胀塞7封堵住外套管4内壁上的喷射孔6；此时，如图1所示，药剂溶液出口9上、下两侧的两组喷射孔6分别由上、下两个环形橡胶膨胀塞7进行封堵。

2）由药剂溶液注入管2注入药剂溶液，从药剂溶液出口9喷出药剂溶液流入外套管4与内套管3之间，而后利用其压力顶开环形橡胶膨胀塞7并从橡胶封套5的喷射孔挤压渗透进入土体空隙。在此过程中，环形橡胶膨胀塞7会对冲出孔洞的药剂溶液产生一定的压力，极大的增大药剂溶液渗透压。

如图1所示，图示箭头方向为药剂溶液顶开上方的环形橡胶膨胀塞7的路径示意方向，药剂溶液利用环形结构的膨胀塞的环面形状，从环形橡胶膨胀塞7在膨胀后其底部与外套管4之间所留有的间隙处顶开环形橡胶膨胀塞7，从而在加压的情况下由喷射孔6向外喷射。药剂溶液顶开下方的环形橡胶膨胀塞7的路径方向同理可得。

在本实施例中，通过两个环形橡胶膨胀塞7的组合使用增加药剂溶液的渗透压。由于药剂溶液出口9位于上、下两个环形橡胶膨胀塞7之间，因此药剂溶液在一相对密闭的环境内可快速充盈并提升内部压力，之后再顶开环形橡胶膨胀塞7喷射至外。

3）沿外套管4长度方向相邻的两组喷射孔6作为一个深度范围，当在一深度范围完成药剂溶液的注入后，提升内套管3，使两个环形橡胶膨胀塞7分别对准位于上方的两组喷射孔6，即另一深度范围；而后通过环形橡胶膨胀塞7对喷射孔6进行封堵后再次注入药剂溶液。为了便于内套管3的提升，可在完成一深度的注药后解除环形橡胶膨胀塞7的膨胀，例如通过抽水装置抽取环形橡胶膨胀塞7内的水，从而使环形橡胶膨胀塞7利用其弹性恢复原状，避免因其顶紧外套管4内壁而导致内套管3提升困难。

在本实施例中，对环形橡胶膨胀塞7内的注入量和压力可进行控制，以对药剂溶液的注入情况进行一定程度上的控制。具体而言，当环形橡胶膨胀塞7的注入量较大且内部压力较大时，药剂溶液顶开环形橡胶膨胀塞7所需的压力也更大，此时若药剂溶液完成顶开则其增大的渗透压也就越大；反之，当环形橡胶膨胀塞7的注入量较小且内部压力较小时，药剂溶液顶开环形橡胶膨胀塞7所需的压力也就相对较小，其增大的渗透压也相应较小。因此，当药剂溶液原位注入时，在药剂溶液注入管2注入压力不变的情况下，可通过对环形橡胶膨胀塞7内的注入量和压力进行控制，对药剂溶液的注入情况进行控制，例如注入范围、注入量等。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (4)

1.一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

在土壤内设置外套管和内套管，所述内套管设置在所述外套管之中，所述外套管上开设有喷射孔，所述内套管的外围设置有环形膨胀塞；

控制设置在所述环形膨胀塞膨胀使其封堵喷射孔；

将用于土壤及地下水修复的药剂溶液从内套管引入所述外套管与所述内套管之间，使所述药剂溶液顶开所述环形膨胀塞并从所述喷射孔向外喷射；

所述环形膨胀塞可受控膨胀是通过使所述环形膨胀塞与注入管连接，所述注入管与所述环形膨胀塞的内腔连通，通过所述注入管向所述环形膨胀塞的内腔注入液体使其膨胀。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，其特征在于：沿所述外套管的长度方向间隔开设若干所述喷射孔，在所述内套管上设置有两个所述环形膨胀塞，两个所述环形膨胀塞之间的间距与相邻的喷射孔之间的间距相匹配，所述药剂溶液出口位于两个所述环形膨胀塞之间的位置。

3.根据权利要求2所述的一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，其特征在于：当完成两组喷射孔处的药剂溶液注入后，沿所述外套管的长度方向提升内套管，将所述内套管上的两个所述环形膨胀塞对准上方的两组喷射孔再次进行药剂溶液注入，以此往复实现多深度的药剂溶液注入。

4.根据权利要求1所述的一种用于土壤及地下水修复的多深度原位渗透法注入方法，其特征在于：在所述外套管上套设封套，所述封套上开设开孔，该开孔的位置对应于所述外套管上的喷射孔的位置。