CN115288609B - 一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法及穿孔管连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于垃圾填埋场渗滤液水位控制技术领域，且公开了一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法及穿孔管连接装置，包括若干穿孔管，两个相邻的穿孔管之间连接设有连接组件，连接组件包括管套，管套内贯穿开设有管腔，穿孔管能够伸入至管腔内，管套沿长度方向分布的两端分别转动设有转动伸缩组件，管腔沿管套的长度方向的中心位置固定设有固定件；通过给钢丝绳施加预应力并用锚具固定在前端，管道末端穿过端头张拉后也用锚具固定，从而钢丝绳与穿孔管有效结合，增加整体强度，之后便可通过水平定向钻进行回拖，使穿孔管顺利进入水平井内。

Description

一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法及穿孔管连接装置

技术领域

本发明属于垃圾填埋场渗滤液水位控制技术领域，具体是一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法及穿孔管连接装置。

背景技术

现行的城市垃圾填埋处理场，垃圾日填埋量以及渗滤液产量大，且渗滤液长期导排不畅，无法有效导排的渗滤液淤积于填埋体内，导致垃圾堆体渗滤液水位普遍雍高，当垃圾填埋场渗滤液水位过高时，部分渗滤液沿垃圾堆体侧面覆盖层薄弱处发生侧向渗漏，严重时会污染周边环境，同时引发各种形式的填埋体边坡失稳，过高的渗滤液水位也会抑制甲烷气的产生和收集利用，容易在场内形成高气压带，造成安全隐患，进而需要对垃圾堆体内的渗滤液进行排出。

当在对垃圾堆体进行排水时，往往采用水平井的方式进行排水，但对于大于100米的生活垃圾堆体在封场中打水平井的时候，会遇到PE穿孔管强度不够，导致拖拉过程中穿孔管会出现应力破坏而断裂，造成穿孔管无法回拖至设计深度，影响排水效果。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管施工方法及连接装置，具有钢丝绳与穿孔管有效结合，增加整体强度的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法，包括以下步骤：

S1、采用水平定向钻的导向钻杆按指定上扬角度钻进并贯穿垃圾堆体；

S2、将水平定向钻的钻头从导向钻杆牵引端移除，使扩孔器的一端与导向钻杆的牵引端连接，另一端与端口连接件的牵引端和钢丝绳连接进行回拖；

S3、在水平定向钻工作的过程中，使冷却水对水平定向钻的钻头进行降温，在回拖的过程中对扩孔器进行降温；

S4、当扩孔器在垃圾堆体内进行扩孔的过程中，带动穿孔管在垃圾堆体内移动，并且随着扩孔器的回拖进行完成对导向钻杆进行拆除；

S5、当扩孔器完全从垃圾堆体中移出后，对扩孔器完成拆除后，对牵引端连接件进行拆除；

S6、回拖完成后将穿孔管与渗滤液盲沟连接。

一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，包括若干穿孔管，两个相邻的穿孔管之间连接设有连接组件；

连接组件包括管套，管套内贯穿开设有管腔，穿孔管能够伸入至管腔内，管套沿长度方向分布的两端分别转动设有转动伸缩组件，管腔沿管套的长度方向的中心位置设有固定件；

位于最外侧的两个穿孔管彼此远离的一端连接设有端口连接件，其中两个端口连接件其中一端为牵引端，另一端为固定端；

穿孔管和管腔内贯穿设有钢丝绳，且钢丝绳贯穿固定件和端口端头连接件；

通过设置的连接组件将两个相邻的穿孔管进行连接，同时将钢丝绳穿过穿孔管进入至管腔内，并且贯穿固定件并延伸，当相邻的两个穿孔管抵触在连接组件上后，从而通过对转动伸缩组件转动，控制穿孔管向彼此靠近的一侧滑动，当通过孔洞观察到穿孔管的位置后停止移动。

进一步的，固定件包括隔板，隔板的外圆周与管腔的腔壁固定连接，隔板沿厚度分布的两端固定设有张拉锚具，其中钢丝绳贯穿张拉锚具和隔板。

进一步的，转动伸缩组件包括伸缩部，伸缩部的一端转动连接在管套上，伸缩部远离连接组件的一端固定设有转动部，伸缩部与穿孔管接触的一端设有防滑螺纹。

进一步的，管套上贯穿设有若干固定孔，且固定孔能够使螺栓穿过管套对钢丝绳的位置进行约束，且当穿孔管通过孔洞被观察到后，螺栓才能够通过固定孔。

进一步的，管套上开设有用于辅助钢丝绳通过的孔洞，孔洞位于管套的中部位置，通过孔洞能够观察到固定件。

进一步的，端口连接件远离连接组件的一端固定设有卡套，钢丝绳贯穿卡套。

进一步的，若干固定孔同时贯穿端口连接件。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、两段穿孔管之间用连接组件进行连接，同时钢丝绳穿过连接组件中间的预制隔板的圆孔，在施加预应力时，在隔板两端用张拉锚具固定，管道的牵引端与穿孔管的端部进行连接，钢丝绳穿过中间的预留圆孔，给钢丝绳施加预应力并用锚具固定在前端，管道末端穿过端头张拉后也用锚具固定，从而，预应力钢丝绳与穿孔管有效结合，增加整体强度，之后便可通过水平定向钻进行回拖，使穿孔管顺利进入水平井内。

2、通过设置的转动伸缩组件的旋转，使得穿孔管在转动伸缩组件的转动力下，带动穿孔管向套腔内移动，当穿孔管移动孔洞边缘处且被观察后，从而停止转动伸缩组件对穿孔管的移动，并且利用转动部与伸缩部的移动，实现对钢丝绳的固定。

3、通过螺栓穿过固定孔，在进一步加深穿孔管与连接组件之间的连接程度的同时，也通过螺栓外端面与管内的钢丝绳进行抵触，从而对钢丝绳的位置进行束缚，避免在使用的过程中，因钢丝绳受到不规则力时发生摆动，影响钢丝绳的作用。

附图说明

图1为本发明一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置的整体结构示意图；

图2为本发明连接组件的结构示意图；

图3为图2中连接组件的剖视结构示意图；

图4为本发明端口连接件卡套的剖视结构示意图；

图5为本发明端口连接件牵引端的剖视结构示意图。

附图标记：1、连接组件；11、管套；12、固定件；1201、隔板；1202、张拉锚具；13、管腔；2、固定孔；3、钢丝绳；41、端口连接件；42、卡套；5、穿孔管；6、转动伸缩组件；61、转动部；62、伸缩部。

具体实施方式

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。

一种垃圾填埋场堆体水平井施工方法，包括以下步骤：

S1、采用水平定向钻的导向钻杆按指定上扬角度钻进并贯穿垃圾堆体，其中水平定向钻内连接设有红外传感器，通过红外传感器与外部终端进行数据连接，完成对水平定向钻的位置以及倾角的控制；

S2、将水平定向钻的钻头从导向钻杆牵引端移除，使扩孔器的一端与导向钻杆的牵引端连接，另一端与端口连接件的牵引端和钢丝绳连接进行回拖，在扩孔器与穿孔管端口连接件的牵引端之间通过U型卡扣进行连接；

S3、在水平定向钻工作的过程中，使冷却水对水平定向钻的钻头进行降温，在回拖的过程中对扩孔器进行降温；

S4、当扩孔器在垃圾堆体内进行扩孔的过程中，带动穿孔管在垃圾堆体内回拖移动，并且随着扩孔器的回拖进行，致使导向钻杆在垃圾堆体外的长度增加，同时由于导向钻杆是由多组钻杆连接组成，逐渐完成对导向钻杆的拆除；

S5、当扩孔器完全从垃圾堆体中移出后，对扩孔器完成拆除，同时对牵引端连接件进行拆除；

S6、回拖完成后将穿孔管与渗滤液盲沟连接，完成垃圾填埋场堆体的水平井构成。

实施例1

如图1-图5所示，一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，包括若干用于对垃圾堆水平打井的穿孔管5，在此实施例中，穿孔管5材料优选为开槽PE管，孔洞设置在槽内，两个相邻的穿孔管5之间连接设有连接组件1，通过连接组件1增加穿孔管5的强度，从而提高穿孔管5在穿孔完成后回拉的过程中，不会发生应力增加导致穿孔管5断裂的情况发生，同时为了避免使用较多数量的连接组件1，并且保证穿孔管5在穿孔过程中的强度，同时根据穿孔管5的材料强度和在穿孔过程中的垃圾堆硬度，进而将每段穿孔管5的长度优选为35米。

为了方便连接组件1对相邻的两个穿孔管5之间进行快速的连接，同时在使用连接组件1时不会发生穿孔管5脱离连接组件1的问题，连接组件1包括管套11，管套11内贯穿开设有管腔13，其中管腔13的直径等于穿孔管5的外径，且穿孔管5能够伸入至管腔13内进而对穿孔管5位置进行约束，管套11沿长度方向分布的两端分别转动设有转动伸缩组件6，通过转动伸缩组件6提高对穿孔管5移动至管腔13内的速率，同时为了方便对钢丝绳3的位置进行约束和固定，管腔13沿管套11的长度方向的中心位置固定设有固定件12，通过固定件12的位置对穿过管腔13的位置进行约束，方便钢丝绳3在使用的过程中不会因为钢丝绳3的位置影响穿孔管5的强度。

为了方便穿孔管5的穿刺端能够在打水平井时前端的穿刺力，同时对贯穿穿孔管5的钢丝绳3的位置进行固定，进而在位于最外侧的两个穿孔管5彼此远离的一端连接设有端口连接件41，其中端口连接件41分别有固定端和牵引端组成，且牵引端与固定端的区别在于固定端远离穿孔管5的一侧设有卡环对钢丝绳的位置进行锁死，其中钢丝绳3穿过端口连接件41并延伸至穿孔管5的外侧。

为了提高穿孔管5在打井过程中的穿刺度，同时在打井完成后，提高穿孔管5回拉时的安全性，即减少回拉时的应力对穿孔管5的损坏，进而穿孔管5和管腔13内贯穿设有钢丝绳3，且钢丝绳3贯穿固定件12和端口连接件41，从而由于固定件12和端口连接件41通过不同的连接方式与穿孔管5形成一个整体，进而在穿孔管5受力时，通过钢丝绳3对穿孔管5的力进行抵消和支撑，并且由于钢丝绳3的延展性小于穿孔管5的延展性，从而当穿孔管5在拉伸的过程中，通过钢丝绳3受力，使得穿孔管5的延展长度始终处于安全范围内。

由于穿孔管5在与连接组件1连接的过程中，穿孔管5的一端伸入至管腔13内进行连接，进而为了穿孔管5在使用的过程中，连接组件1不会与穿孔管5分离，进而对穿孔管5伸入管腔13的长度进行观察，通过穿孔管5伸入管腔13内的深度，进而提高穿孔管5与管腔13之间的摩擦力，通过孔洞观察到穿孔管5到达目标位置后，固定孔与穿孔管上的固定孔连通，螺栓才能够通过固定孔。

通过设置的连接组件1将两个相邻的穿孔管5进行连接，增加每个长度穿孔管5的穿孔强度，提高在穿孔过程中安全性，同时将钢丝绳3穿过穿孔管5进入至管腔13内，使得穿孔管5在穿孔完成后回拉的过程中，通过钢丝绳3减少穿孔管5所受到的回拉应力，防止穿孔管5断裂，并且贯穿固定件12并延伸，当相邻的两个穿孔管5抵触在连接组件1上后，从而通过对转动伸缩组件6转动，控制穿孔管5向彼此靠近的一侧滑动，当通过孔洞观察到穿孔管5的位置后停止移动，以此提高穿孔管5与管腔13之间的摩擦安全性的同时，也减少了穿孔管5在连接组件1内浪费的长度。

优选的，固定件12包括隔板1201，隔板1201的外圆周与管腔13的腔壁固定连接，在此实施例中，固定方式优选为焊接，隔板1201沿厚度分布的两端连接设有张拉锚具1202，其中钢丝绳3贯穿张拉锚具1202和隔板1201，通过设置的张拉锚具1202进一步的提高了钢丝绳3的强度以及钢丝绳3与穿孔管5之间的整体性。

优选的，转动伸缩组件6包括伸缩部62，伸缩部62的一端转动连接在管套11上，伸缩部62远离连接组件1的一端固定设有转动部61，伸缩部62与穿孔管5接触的一端设有防滑螺纹，通过顺时针旋转转动部61，进而带动伸缩部62随转动部61同时转动，带动防滑螺纹转动，带动两个穿孔管5向彼此靠近的一端移动，并且当穿孔管5移动至目标位置后，通过按压转动部61，进而使得伸缩部62压缩，限制转动部61转动的同时，对穿孔管5的位置实现初步固定。

优选的，为了在使用的过程中进一步的避免穿孔管5与连接组件1之间发生脱离，从而管套11上贯穿设有若干固定孔2，且固定孔2能够使螺栓穿过管套11对钢丝绳3的位置进行约束，通过螺栓穿过固定孔2，进而对连接组件1和穿孔管5进行连接，使得两者在螺栓的作用下结合成一个整体，提高连接稳定性，同时提高在螺栓穿过固定孔2进行连接的连接速率，避免发生在穿孔管5没有到达目标位置时穿插螺栓时，无法使得螺栓穿过固定孔2，进而当穿孔管5被从孔洞中观察到后，螺栓才能够通过固定孔2。

优选的，为了方便钢丝绳3穿过固定件12，进而管套11上开设有用于辅助钢丝绳3通过的孔洞，孔洞位于管套11的中部位置，通过孔洞能够观察到固定件12，当钢丝绳3穿过固定件12后，使用与孔洞形状相同的板材对孔洞进行焊接，实现对孔洞的开口封闭，避免垃圾通过孔洞进入至连接组件1内。

优选的，端口连接件41远离连接组件1的一端固定设有卡套42，钢丝绳3贯穿卡套42，卡套42使用的同样是张拉锚具对钢丝绳3的位置进行约束固定，避免钢丝绳3发生移位。

优选的，若干固定孔2同时贯穿端口连接件41，在此方案中，固定孔2的数量大于等于2个，通过固定孔2内的螺栓对穿孔管5和管套11的位置进行连接约束，同时通过多个螺栓相互交错分布，对钢丝绳3的位置进行约束。

初始时，钢丝绳3没有穿过连接组件1和穿孔管5，穿孔管5没有与连接组件1接触连接，螺栓没有穿过固定孔2。

工作时，首先将钢丝绳3依次穿过若干穿孔管5和连接组件1，且相邻的两个穿孔管5之间连接一个连接组件1，即在钢丝绳3穿过连接组件1时，率先穿过张拉锚具1202和隔板1201，首先当钢丝绳3完成贯穿后，控制穿孔管5抵接在连接组件1两端的转动伸缩组件6上，在维持穿孔管5的中心位置与连接组件1的中心位置处于同一直线上，顺时针旋转转动部61带动伸缩部62旋转，从而带动穿孔管5向彼此靠近的一端移动，同时与穿孔管5的外径与管腔13的内径相同，当穿孔管5进入至管腔13内，使穿孔管5与管腔13内壁贴合连接，随着转动部61的转动带动穿孔管5向靠近孔洞的一端移动，通过孔洞对穿孔管5的位置进行观察，进而对穿过连接组件1和穿孔管5的钢丝绳3的长度以及松弛度进行调节，从而使得钢丝绳3的松弛程度能够对应对穿孔管5的应力延伸，致使穿孔管5在使用时不会发生断裂的情况，在钢丝绳3调节完成后，此时维持穿孔管5的位置不变，进而按压转动部61，从而对伸缩部62的位置进行压缩折叠，使得转动部61与管套11抵接，从而对转动部61的位置进行锁死，防止转动部61继续发生转动，同时在伸缩部62发生收缩时，从而实现对钢丝绳3的初步固定，从而逐步完成连接组件1的连接后，对穿孔管5的最外侧的两端进行封闭，进而利用端口连接件41与穿孔管5远离连接组件1的一端进行可拆卸连接，在连接完成后，使用钢丝绳3穿过端口连接件41和卡套42后，调节钢丝绳3的延展性至合适的状态，从而在通过张拉锚具1202和卡套42对钢丝绳3的位置维持不变，同时将螺栓穿过固定孔2，将连接组件1和穿孔管5之间进行进一步的固定连接，确保在使用的过程中连接组件1和穿孔管5之间不会发生脱离，同时在螺栓穿过固定孔2时，在穿孔管5和管腔13内与钢丝绳3抵触，即螺栓的外侧周面与钢丝绳3的外端贴合，从而对钢丝绳3的摆动进行约束，避免在使用过程中因钢丝绳3摆动从而减少钢丝绳3实际承担的应力值，并且钢丝绳3持续的摆动容易对张拉锚具1202和卡套42造成损坏，使得对钢丝绳3的约束力下降。

实施例2

由实施例1可知，通过转动伸缩组件6完成对穿孔管5在管套11内的移动和卡接，但同时由于穿孔管5的形状扭转，以及在通过转动伸缩组件6带动穿孔管5移动的过程中，需要不断的对穿孔管5的位置进行移动调整，从而浪费安装时间，导致安装速率缓慢。

将管套11的管壁上贯穿开设缝隙，当管套11上的缝隙较大时，管套11的直径大于穿孔管5的直径，使穿孔管5穿过后再将固定螺栓穿过固定孔2拧紧，将连接组件1与穿孔管5牢牢固定在一起。

并且在对钢丝绳3连接的过程中，通过利用两块强磁性的磁铁，其中一块位于穿孔管5内，且位于穿孔管5内的磁铁上连接有牵引绳，牵引绳远离磁铁的一端与钢丝绳3连接，使用另一块磁铁在穿孔管5外与内部的磁铁相互吸引，进而通过移动外部的磁铁从而带动穿孔管5内部的磁铁移动，带动牵引绳进行移动，需要说明的是，牵引绳的长度大于穿孔管5的长度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (6)

1.一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：

包括若干穿孔管，两个相邻的所述穿孔管之间连接设有连接组件；

所述连接组件包括管套，所述管套内贯穿开设有管腔，所述穿孔管能够伸入至所述管腔内，所述管套沿长度方向分布的两端分别转动设有转动伸缩组件，所述管腔沿所述管套的长度方向的中心位置固定设有固定件；所述固定件包括隔板，所述隔板的外圆周与所述管腔的腔壁固定连接，所述隔板沿厚度分布的两端固定设有张拉锚具，其中所述钢丝绳贯穿所述张拉锚具和所述隔板；

位于最外侧的两个所述穿孔管彼此远离的一端连接设有端口连接件，其中两个端口连接件其中一端为牵引端，另一端为固定端；

所述穿孔管和所述管腔内贯穿设有钢丝绳，且所述钢丝绳贯穿所述固定件和所述端口连接件，且所述钢丝绳的延展性小于所述穿孔管的延展性；

通过设置的所述连接组件将两个相邻的穿孔管进行连接，同时将所述钢丝绳穿过所述穿孔管进入至所述管腔内，并且贯穿所述固定件并延伸，当相邻的两个所述穿孔管抵触在所述连接组件上后，从而通过对所述转动伸缩组件转动，控制所述穿孔管向彼此靠近的一侧滑动，当观察到所述穿孔管的位置后停止移动。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：所述转动伸缩组件包括伸缩部，所述伸缩部的一端转动连接在所述管套上，所述伸缩部远离所述连接组件的一端固定设有转动部，所述伸缩部与所述穿孔管接触的一端设有防滑螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：所述管套上贯穿设有若干固定孔，且所述固定孔能够使螺栓穿过所述管套对所述钢丝绳的位置进行约束，且当所述穿孔管被观察到后，固定孔与所述穿孔管上的固定孔连通，螺栓才能够通过所述固定孔。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：所述管套上开设有用于辅助所述钢丝绳通过的孔洞，所述孔洞位于所述管套的中部位置，通过所述孔洞能够观察到所述固定件。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：所述端口连接件远离所述连接组件的一端固定设有卡套，所述钢丝绳贯穿所述卡套。

6.根据权利要求3所述的一种垃圾填埋场堆体水平井穿孔管连接装置，其特征在于：若干所述固定孔同时贯穿所述端口连接件。