CN118008195A - 一种自流井封堵方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井口封存施工技术领域，具体地涉及一种自流井封堵方法及装置，包括以下步骤：下入封堵管：在带有阀门的封堵管外周粘接膨胀材料，打开阀门，导水泄压，将封堵管下入井中直至严密卡入井中；膨胀材料止水：阀门保持开启状态，静置至膨胀材料完全膨胀后无地下水自井壁管与膨胀材料间流出；焊接环状钢板：测量井壁管与封堵管间环状间隙，并切割出与环状间隙匹配的环状钢板，将环状钢板置于环状间隙中且与封堵管进行焊接，封堵膨胀材料；关闭封堵管上的阀门，停止导水，完成井口封堵。本发明能够在高压大流量自流的情况下实现封井；同时又不破坏井孔结构；整个施工过程简单，不受施工条件影响，耗时短，提高了工作效率及成果质量。

Description

一种自流井封堵方法及装置

技术领域

本发明涉及井口封存施工技术领域，具体地涉及一种自流井封堵方法及装置。

背景技术

目前，现有自流井封堵常用方法有水泥浆灌注法、井口抱箍法和井内投料法。

水泥浆灌注法：枯水期(流量较小)时，向孔内分段灌注水泥浆及填充砂石料。水泥浆灌注法的特点是永久封填，需要钻机等设备井边作业，受施工条件限制，耗时长。

井口抱箍法：使用承压抱箍套住井口止水。井口抱箍法的特点是需要井壁管出露并耐压。

井内投料法：向井内投入海带、黄豆、砂石料等膨胀止水。井内投料法的特点是适用于出水量小的自流井，再次启用时需洗井。

以上三种方法都适用于自流井在不自流或自流流量较少的情况下作业，相较于上述自流井封堵方法封停自流井而言，在高压大流量(100m³/h以上)自流的情况下封井而又不破坏井孔结构，是一项很大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种自流井封堵方法及装置，使其能够在高压大流量(100m³/h以上)自流的情况下封井而又不破坏井孔结构，确保井孔完整可用。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种自流井封堵方法，包括以下步骤：

步骤1、下入封堵管：在带有阀门的封堵管外周粘接膨胀材料，打开阀门，导水泄压，将封堵管下入井中直至严密卡入井中；

步骤2、膨胀材料止水：阀门保持开启状态，静置至膨胀材料完全膨胀后无地下水自井壁管与膨胀材料间流出；

步骤3、焊接环状钢板：测量井壁管与封堵管间环状间隙，并切割出与环状间隙匹配的环状钢板，将环状钢板置于环状间隙中且与封堵管进行焊接，封堵膨胀材料；

步骤4、井口完全封堵：关闭封堵管上的阀门，停止导水，完成井口封堵。

进一步的，步骤4执行之后，在位于地面以上的封堵管外周设置防护罩，防止封堵管等设备遭到破坏。

上述技术方案中，施工时，首先打开阀门导水泄压，并将膨胀材料粘接在封堵管上，避免了高压大流量的自流水冲散膨胀材料，能够适用于高压大流量自流的情况。当膨胀材料膨胀至无地下水自井壁管与膨胀材料间流出，在井壁管与封堵管间环状间隙焊接环状钢板，一方面对膨胀材料进行压紧封堵，另一方面进一步避免地下水自井壁管与封堵管之间流出。本发明施工时，无论自流井井口是否裸露在地面以上均可适用，也不会破坏井孔结构，确保井孔完整可用。

本发明还提供另一种技术方案：

一种自流井封堵装，用于实现所述的自流井封堵方法，包括封堵管、阀门、膨胀材料和环状钢板；所述阀门设置于封堵管上，所述膨胀材料粘接在封堵管的外壁上，所述环状钢板焊接在封堵管上，位于膨胀材料上方。

进一步的，所述封堵管包括一体成型的竖直管、弯管和水平管，所述膨胀材料粘接在竖直管外周；所述阀门设置于水平管上。使用时，将竖直管置于井壁管中，膨胀材料在井壁管与封堵管之间遇水膨胀。

进一步的，所述竖直管上焊接有固定盘，固定盘的纵截面为倒置U型结构，固定盘上至少安装两组固定组件；每组固定组件包括螺纹连接的内管和外管，内管的长度大于外管的长度，所述外管通过转轴与固定盘连接，外管能够相对于固定盘相对转动，所述固定盘边沿用于对外管进行限位。使用时，首先旋转外管至最大角度(固定盘边沿对其进行限位)，然后通过转动内管，使内管相对于外管向下移动至接触地面，从而对整体封堵装置进行支撑。

进一步的，所述内管内部中空且设置有内螺纹，所述环状钢板上焊接螺杆，螺杆位于固定组件正下方，与内管的内螺纹相匹配。

进一步的，所述内管顶部设置有手柄。

进一步的，所述固定组件设置两组或三组。

进一步的，所述膨胀材料采用膨胀橡胶，所述膨胀橡胶吸水后其体积和质量可成倍数膨胀，具有弹性止水和膨胀止水双重止水功能。

本发明的技术效果：

与现有技术相比，本发明能够在高压大流量(100m³/h以上)自流的情况下实现封井对自流井进行完全封堵使其不再涌水，确保附近居民生命财产安全；同时又不破坏井孔结构，确保井孔完整可用，日后可作为备用水源再次启用；整个施工过程简单，不受施工条件影响，耗时短，提高了工作效率及成果质量。

附图说明

图1为本发明实施例1自流井封堵方法流程图；

图2为本发明实施例2的自流井封堵装置结构示意图(不含防护罩)；

图3为本发明实施例2的自流井封堵装置结构示意图(含防护罩)；

图4为本发明实施例3的自流井封堵装置结构示意图(固定组件支撑状态)；

图5为本发明实施例3的自流井封堵装置结构示意图(固定组件与螺杆连接状态)；

图6为本发明实施例3的固定盘结构示意图。

图中，1、封堵管；2、阀门；3、膨胀橡胶；4、环状钢板；5、固定盘；6、内管；7、外管；8、转轴；9、螺杆；10、手柄；11、防护罩；101、竖直管；102、弯管；103、水平管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例涉及的一种自流井封堵方法，包括以下步骤：

步骤1、下入封堵管1：首先将井口清理干净，去除孔口板，出漏完整井口；在带有阀门2的封堵管1外周粘接膨胀橡胶3，打开阀门2，井内自流水自封堵管1排出，导水泄压，利用吊车将封堵管1下入井中，使用大锤敲击装置直至其严密卡入井中，此时应还会有少量地下水自井壁管与膨胀橡胶3间流出；

步骤2、膨胀橡胶3止水：阀门2保持开启状态，静置至膨胀橡胶3完全膨胀后无地下水自井壁管与膨胀橡胶3间流出；

步骤3、焊接环状钢板4：井壁管与膨胀橡胶3间完全止水后，现场测量井壁管与封堵管1间环状间隙，并切割出与环状间隙匹配的环状钢板4，将环状钢板4置于环状间隙中且与封堵管1进行焊接，用于封堵膨胀橡胶3；

步骤4、井口完全封堵：关闭封堵管1上的阀门2，停止导水，达到完全封堵效果。

步骤5、安装防护罩11：在位于地面以上的封堵管1外周设置防护罩11，防止封堵管1等设备遭到破坏。可将封堵管1上的阀门2置于防护罩11外面，便于工作人员随时打开阀门2，观察自流情况；或将封堵管1上的阀门2置于防护罩11内部，已进行保护。

所述膨胀橡胶3吸水后其体积和质量可成倍数膨胀，具有弹性止水和膨胀止水双重止水功能，膨胀橡胶3的高弹性和较好的机械强度，使得橡胶在吸水后可膨胀几至几百倍，其作用机理是当橡胶与水接触时，水分子不断地通过扩散、毛细及表面吸附等物理作用进入吸水膨胀胶内，与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力，使橡胶发生膨胀形变，当抵抗形变的应力和渗透压差达到平衡时，吸水膨胀橡胶3持相对稳定的止水和堵漏的效果。

本申请所述自流井封堵方法，能够对自流井进行完全封堵，井口处封堵严密，无漏水；阀门2关闭严密，无漏水；施工期短，成本低；整个封堵装置固定良好，施加外力时可保持稳定，封堵效果良好。施工结束后，井口完整可用，日后可随时作为备用水源再次启用。

实施例2：

本实施例涉及一种自流井封堵装置，用于实现实施例1所述的自流井封堵方法。

如图2和3所示，所述自流井封堵装置包括封堵管1、阀门2、膨胀橡胶3和环状钢板4。

所述封堵管1包括一体成型的竖直管101、弯管102和水平管103。

所述阀门2采用蝶阀，设置于水平管103上。

所述膨胀橡胶3粘接在竖直管101外周。

所述环状钢板4焊接在竖直管101上，位于膨胀橡胶3上方。

使用时，将竖直管101置于井壁管中，膨胀橡胶3在井壁管与封堵管1之间遇水膨胀，阀门2在封堵过程中保持开启状态，用于泄压，当封堵完成后，阀门2关闭，实现自流井完全封堵，当再次启用该自流井时，打开阀门2即可。

实施例3：

本实施例涉及一种自流井封堵装置，其主体结构与实施例2相同，其不同之处在于：

如图4和5所示，所述竖直管101上焊接有固定盘5，固定盘5的纵截面为倒置U型结构，固定盘5上至少安装两组固定组件；每组固定组件包括螺纹连接的内管6和外管7，内管6的长度大于外管7的长度，所述外管7通过转轴8与固定盘5连接，外管7能够相对于固定盘5相对转动，所述固定盘5边沿用于对外管7进行限位。具体而言，如图6所示，所述外管7两侧分别固定(如焊接)有一个转轴8，在所述固定盘5上表面靠近边沿处开设通孔(如条形孔、圆形孔等)，所述转轴8置于通孔内，两端安装于固定盘5上并与固定盘5能够相对转动，外管7转动时，通过固定盘5边沿进行限位，防止外管7旋转角度过大。使用时，首先旋转外管7至最大角度(固定盘5边沿对其进行限位)，然后通过转动内管6，使内管6相对于外管7向下移动至接触地面，从而对整体封堵装置进行支撑，起到稳固支撑的作用。

所述内管6内部中空且设置有内螺纹，内管6顶部设置有手柄10。如图4所示，所述环状钢板4上焊接螺杆9，螺杆9位于固定组件正下方，与内管6的内螺纹相匹配。一方面，在安装环状钢板4时，可将内管6与螺杆9螺纹连接后向下挤压，便于将环状钢板4置于井壁管与封堵管1间环状间隙(此时整个封堵装置处于稳固状态，无需通过固定组件对其支撑)；另一方面，当环状钢板4与封堵管1焊接完成后，环状钢板4与封堵管1之间通过固定组件进一步固定在一起，使环状钢板4更加稳固。作为优选方案，所述竖直管101上端内径减小至与弯管102内径相同，将固定盘5安装在竖直管101上端，有利于扩大固定组件的旋转范围。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种自流井封堵方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、下入封堵管(1)：在带有阀门(2)的封堵管(1)外周粘接膨胀材料，打开阀门(2)，导水泄压，将封堵管(1)下入井中直至严密卡入井中；

步骤2、膨胀材料止水：阀门(2)保持开启状态，静置至膨胀材料完全膨胀后无地下水自井壁管与膨胀材料间流出；

步骤3、焊接环状钢板(4)：测量井壁管与封堵管(1)间环状间隙，并切割出与环状间隙匹配的环状钢板(4)，将环状钢板(4)置于环状间隙中且与封堵管(1)进行焊接，封堵膨胀材料；

步骤4、井口完全封堵：关闭封堵管(1)上的阀门(2)，停止导水，完成井口封堵。

2.根据权利要求1所述的自流井封堵方法，其特征在于：步骤4执行之后，在位于地面以上的封堵管(1)外周设置防护罩(11)。

3.一种自流井封堵装置，用于实现如权利要求1所述的自流井封堵方法，其特征在于：所述自流井封堵装置包括封堵管(1)、阀门(2)、膨胀材料和环状钢板(4)；所述阀门(2)设置于封堵管(1)上，所述膨胀材料粘接在封堵管(1)的外壁上，所述环状钢板(4)焊接在封堵管(1)上，位于膨胀材料上方。

4.根据权利要求3所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述封堵管(1)包括一体成型的竖直管(101)、弯管(102)和水平管(103)，所述膨胀材料粘接在竖直管(101)外周；所述阀门(2)设置于水平管(103)上。

5.根据权利要求4所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述竖直管(101)上焊接有固定盘(5)，固定盘(5)的纵截面为倒置U型结构，固定盘(5)上至少安装两组固定组件；每组固定组件包括螺纹连接的内管(6)和外管(7)，内管(6)的长度大于外管(7)的长度，所述外管(7)通过转轴(8)与固定盘(5)连接，外管(7)能够相对于固定盘(5)相对转动，所述固定盘(5)边沿用于对外管(7)进行限位。

6.根据权利要求5所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述内管(6)内部中空且设置有内螺纹，所述环状钢板(4)上焊接螺杆(9)，螺杆(9)位于固定组件正下方，与内管(6)的内螺纹相匹配。

7.根据权利要求5所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述内管(6)顶部设置有手柄(10)。

8.根据权利要求5所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述固定组件设置两组或三组。

9.根据权利要求3-8任一项所述的自流井封堵装置，其特征在于：所述膨胀材料采用膨胀橡胶(3)。