CN201110665Y - 强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置 - Google Patents

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Abstract

一种强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置，包括井管和组装其内的与水源热泵连通的回水阀控制的回灌水管，设置在井管内回灌水层底部的泵体内集成的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和搅拌器的自动控制强力排污泵，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池，其技术要点是：所述井管外周设置隔层减压护壁，井管与隔层减压护壁之间填充粗砾石，隔层减压护壁与外井壁之间填充细砾石。它能从根本上解决单管井或多管井的抽水井的井底移砂、井壁塌陷废井等问题，除保留其彻底清淤作用和及时回灌特点外，还具有结构设计更加合理，运行更加稳定可靠的优点，进一步提高集热井的使用寿命和防堵回灌效果，有效地避免单管井或多管井的抽水井成为废井。

Description

强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置
技术领域
本实用新型涉及一种改进的水源热泵集热井用的防堵塞回灌装置，特别是一种适用于地下岩层含流砂的水源热泵机组的集热井为单管井的、能防止井管底部因移砂而造成井壁塌陷的强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置。它也适用于作为多管井的抽水井的护壁。
背景技术
现有的利用集热井对地下水进行热交换的水源热泵机组，就其回灌的设置分为单管井(即在同一口管井中完成抽水、回灌任务)和多管井(即一口管井抽水、多口管井回灌)。单管井主要是在受地形、地质条件的限制不能另设回灌井的情况下设置的，这虽然可节省打回灌井的费用，但是其打井深度和回灌条件的要求较高。多管井主要在有条件的地方设置，多管井的回灌井设置的多，回水效率高，可是打井的费用也高。据一些文献报导，如公告号为CN2606868Y的“一种地热水开采及回灌系统”，公告号为2646629Y的“自控式地热水回灌装置”，公告号为CN2742349Y的“对井模式开采地下水使用能量后的尾水回灌过滤系统”，公告号为CN1306226C的“用于地热第三系砂岩回灌的井口系统”，公开号为CN1844796A的“双井轮换抽灌的换能装置”等公开的内容来看，所采用的对井回灌、阀门控制回灌、尾水回灌过滤系统、双井压力差回灌等措施，大多试图对回灌水层底部沉积的细砂和附在管壁上的悬浮物进行清除，但防堵效果不好。水源热泵各种集热井的回灌部分的堵塞，不仅会导致其无法回灌，影响集热井的正常运行，同时容易造成单管井或回灌井的报废。因此，本发明人曾针对上述存在的问题，设计出一种用于“油田井口用水源热泵供热装置(中国专利申请号为200710011474.6)”的“防堵塞自动排污回灌装置(中国专利申请号为200710011475.0)”。该装置以其独特的防堵塞排污结构，采用集成在泵体内的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和泵基座内的搅拌器的自动控制强力排污泵，并利用排污泵基座进水腔内的隔板将基座一分为二，使搅拌与排水互不影响，提高浑浊水的过流能力和排污能力，较好地解决了现有技术中存在的井管堵塞的问题。但发现其结构对一些地质条件较差地区的集热井为单管井或多管井的抽水井的实际作业时，仍存在抽水时无法防井底流砂移砂和未能达到理想的回灌效果的问题，特别是在地下岩层含流砂(即超细砂)水的条件下，采用单管井的集热井的清淤防堵作用和回灌效果不可避免地受到很大的影响。这主要是因为在抽水集热的过程中，深井的流砂在外井壁周围的压力作用下，无阻隔地不断从抽水井外井壁四周渗入，并随水一同被抽出。这种含流砂水长时间运行不仅会造成井底移砂，而且会造成井壁塌陷废井等严重后果。因常规过滤处理无法清除水中的流砂，含流砂水在长期通过水源热泵机组集热、回灌的过程中，不仅会对设备造成损坏，而且含有大量流砂的水出现在沉降池中，将会影响沉砂效率及集热后的水的回灌速度，当回灌产生严重堵塞时，易使单管井报废。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置，它能从根本上解决单管井或多管井的抽水井的井底移砂、井壁塌陷废井等问题，与“防堵塞自动排污回灌装置”相比，除保留其彻底清淤作用和及时回灌特点外，还具有结构设计更加合理，运行更加稳定可靠的优点，进一步提高集热井的使用寿命和防堵回灌效果，有效地避免单管井或多管井的抽水井成为废井。
本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括井管和组装其内的与水源热泵连通的回水阀控制的回灌水管，设置在井管内回灌水层底部的泵体内集成的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和搅拌器的自动控制强力排污泵，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池，其技术要点是：所述井管外周设置隔层减压护壁，井管与隔层减压护壁之间填充粗砾石，隔层减压护壁与外井壁之间填充细砾石。
所述隔层减压护壁的骨架支撑圈外周固定排列有竖筋架，围绕竖筋架外周缠绕滤布层，并以金属丝将滤布层与竖筋架固定在一起。
由于本实用新型是在现有集热井为单管井的“防堵塞自动排污回灌装置”的结构基础上进行改造，在井管外周设置隔层减压护壁，利用护壁将粗、细砾石分层和科学配置，来达到既能减少流砂或完全阻止流砂进入井管内，又能减轻深井外井壁对井管的压力的目的，所以与“防堵塞自动排污回灌装置”相比，除保留其彻底清淤作用和及时回灌特点外，还具有结构设计更加合理，运行更加稳定可靠的优点，能够从根本上解决单管井或多管井的抽水井的井底移砂、井壁塌陷废井等问题。该装置仍采用原集成在泵体内的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和泵基座内的搅拌器的自动控制强力排污泵，并利用排污泵基座进水腔内的隔板将基座一分为二的独特的防堵塞排污结构。因此，该装置可以广泛应用在地下岩层含流砂的场所，有效地防止井管底部因移砂而造成井壁塌陷，充分发挥强力护壁作用，能进一步提高集热井为单管井或多管井的抽水井的使用寿命和强力防堵塞回灌效果，有效地避免单管井或多管井的抽水井成为废井。
附图说明
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的一种具体结构示意图。
图2是图1沿A-A线的剖视图。
图3是图1中的自动控制强力排污泵的一种结构示意图。
图中序号说明：1抽水管、2隔离密封、3潜水泵、4回灌水阀、5换热器、6浑浊水吸管、7沉降池、8滤网、9外井壁、10自动控制强力排污泵、11井管、12细砾石、13隔层减压护壁、14粗砾石、15主电缆、16电机、17电机轴、18油室、19副叶轮、20主叶轮、21泵体、22基座、23隔板、24搅拌器、25双端面机械密封、26油水探头、27控制电缆、28滤布层、29竖筋架、30骨架支撑圈。
具体实施方式
根据图1～3详细说明本实用新型的具体结构。该强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置是在本实用新型人设计的一种“防堵塞自动排污回灌装置”的基础上改进的，可以根据现有水源热泵机组集热井的规格和使用需要，将该装置作为集热井为单管井的护壁或作为集热井为多管井的抽水井的护壁。它主要包括井管11和组装井管11内的与水源热泵机组换热器连通的回水阀4及其控制的回灌水管，设置在井管11内回灌水层底部的自动控制强力排污泵10，在泵体21出口端通过浑浊水吸管6连接井管11外的底部设置滤网8的沉降池7，井管11外周设置的隔层减压护壁13及间隔设置的粗、细砾石14、12等件。其中自动控制强力排污泵10仍采用原“防堵塞自动排污回灌装置”中的排污泵，它是在普通排污泵的结构基础上进行改进的，它主要包括主电缆15、控制电缆27、电机16、油室18、叶轮、泵体21、基座22等件。其中在泵体21内集成有由主、副叶轮20、19构成的双流道无堵塞叶轮，主、副叶轮20、19组装在电机轴17上，电机轴17的轴承支撑端采用双端面机械密封25，机械密封25长期处于油室18中，能保证泵安全可靠地运行。副叶轮19的流体动力密封结构，既有辅助密封作用，进而保护机械密封，又能平衡轴向力，以延长轴承的使用寿命，在泵上端的主电缆15、控制电缆27的接线腔内，设置常用的漏水检测探头，当出现漏水时，探头发出信号，通过自动控制柜内的控制系统对泵实施保护。电机16定子采用B级和F级绝缘，内设自动控制柜控制的常用的热保护器(图中未示出)，当电机16过载发热时，保护器及时作出动作，对电机16实施保护。油室18内装有油水探头26，当机械密封25损坏后，水进入油室18，探头26发出信号，控制系统对泵实施保护。泵内可设置循环冷却系统，以保证装置在井最低水位仍能正常工作。在电机轴17的末端固定有搅拌器24，这种结构是现有普通排污泵的结构中所不具备的。在自动控制强力排污泵10的基座22进水腔内，利用隔板23将进水腔一分为二，搅拌器24置于该进水腔内的隔板23下方的通道内，以使搅拌与进水互不影响。主电缆15、控制电缆27通过电源线与自动控制柜连接后，将电机16及其热保护器、油水探头26等组成常用自动控制回路。在打井的外井壁9下井管11时，在井管11的外周与外井壁9之间同时设置隔层减压护壁13，然后在井管11与隔层减压护壁13之间填充粗砾石14，隔层减压护壁13与外井壁9之间填充细砾石12。根据地质条件要求，其中细砾石12的粒径宜优先选用φ0.04～0.1，粗砾石14的粒径宜优先选用φ0.3～0.6。
该隔层减压护壁13包括骨架支撑圈30、竖筋架29、滤布层28和金属丝(图中未示出)等件。其中骨架支撑圈30外周利用焊接或其它方法固定排列有竖筋架29。骨架支撑圈30可采用扁钢或钢筋等硬质材料弯曲加工成环形，竖筋架29中的竖筋可采用钢筋或其它起支撑作用的条形硬质材料制成。骨架支撑圈30和竖筋架29的规格、数量及组装尺寸要求应根据实际使用要求确定，通过骨架支撑圈30与另一骨架支撑圈30之间的连接或通过竖筋架29的竖筋与另一竖筋架29的竖筋连接，将各隔层减压护壁13连接在一起。连接在一起的隔层减压护壁13围绕竖筋架29的外周缠绕起到隔层作用的滤布层28，并以金属丝将滤布层28与竖筋架29固定在一起，即制成隔层减压护壁13。
当该装置用于地下岩层含流砂的场所时，将带有隔层减压护壁13的强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置，安装在外井壁9内，利用细砾石12可以首先阻挡水中的流砂通过，再经粗烁石14进一步滤过，即可有效地防止井管11底部因移砂而造成井壁塌陷，充分发挥强力护壁作用。这样就能提高集热井为单管井或多管井的抽水井的使用寿命和强力防堵塞回灌效果，有效地避免单管井或多管井的抽水井成为废井。
该装置的使用操作步骤与现有“防堵塞自动排污回灌装置”相同。

Claims (2)

1、一种强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置，包括井管和组装其内的与水源热泵连通的回水阀控制的回灌水管，设置在井管内回灌水层底部的泵体内集成的由主、副叶轮构成的双流道无堵塞叶轮和搅拌器的自动控制强力排污泵，泵体出口端通过浑浊水吸管连接井管外的沉降池，其特征在于：所述井管外周设置隔层减压护壁，井管与隔层减压护壁之间填充粗砾石，隔层减压护壁与外井壁之间填充细砾石。
2、根据权利要求1所的强力防堵塞自动排污护壁型回灌装置，其特征在于：所述隔层减压护壁的骨架支撑圈外周固定排列有竖筋架，围绕竖筋架外周缠绕滤布层，并以金属丝将滤布层与竖筋架固定在一起。
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