CN207959358U - 一种深冻土极寒地区管井防冻装置 - Google Patents
一种深冻土极寒地区管井防冻装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种深冻土极寒地区管井防冻装置，包括空压机、气压罐、水箱、注气管、关断阀、管井、扬水管、潜水泵、补气管。所述空压机通过补气管与气压罐入口连接，气压罐出口通过注气管与扬水管末端附近的部分联通，关断阀设置于扬水管与水箱连接处；扬水管起始端伸入到管井内，起始端连接潜水泵。本实用新型采用注气防冻装置，由气压罐维持管道气压，系统简单稳定，能耗低，提高了防冻系统的可靠性。本实用新型适用范围广，无论外界温度变化，扬水管均不会结冻。
Description
技术领域
本实用新型涉及深冻土极寒地区管井取水系统，特别是一种深冻土极寒地区管井防冻装置。
背景技术
在高海拔深冻土极寒地区，永冻层深度达40~150m，取水用管井深约100~200m，静水位约10~20m。对静水位高于冻土层的管井，当井泵为间歇运行方式时，在井泵停运后，由于泵扬水管中存水无法排空，导致泵扬水管中位于冻土线以上的井水被冻结使井泵无法再次正常启动抽水。不同地区管井内地下水静水位大约在地面以下几米到几十米之间，当管井中地下水静水位低于冻土线时，为低水位管井；当静水位高于冻土线时，为高水位管井。当井泵停运后，由于泵出口底阀的作用，扬水管中的水不会回落泄空或泄空时间很长，这样在管井内就形成了静止的水柱，这时扬水管中位于冻土层内的水柱很快被冻结。对于高水位管井，管井内常水位就位于冻土层以内，正常运行时由于扬水管内水温较高且水流速度较大不会被冻结，当水泵停运后，即使采取泄水的措施，扬水管中的水位也在冻土层以内，与管井内静水位一致，成为静止的水柱而被冻结。
如果能提供一种技术方案，解决深冻土极寒地区管井的防冻问题，将是十分有意义的。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种深冻土极寒地区管井防冻装置，包括空压机、气压罐、水箱、注气管、关断阀、管井、扬水管、潜水泵、补气管。
所述空压机通过补气管与气压罐入口连接，气压罐出口通过注气管与扬水管末端附近的部分联通，关断阀设置于扬水管9水箱连接处；扬水管起始端升入到管井内，起始端连接潜水泵。
进一步的，空压机设置两台，两者的出口均连接到气压罐入口。
进一步的，在扬水管底部设置有泄水孔。
进一步的，所述装置还包括隔离阀，所述隔离阀设置于注气管与扬水管的末端之间。
进一步的，所述装置还包括止回阀，所述止回阀设置于注气管与隔离阀之间
本实用新型的有益效果为：
（1）传统防冻采用井筒壁设电伴热带，但是对于气温-30~40度的深冻土极寒地区需要伴热电缆发热量极大，能耗极高，基本上不适用。本实用新型采用注气防冻装置，由气压罐维持管道气压，系统简单稳定，能耗低，提高了防冻系统的可靠性。
（2）传统电伴热系统需要获得外界气温变化范围后才能进行设计选型，且运行时如遇超设计范围的极端天气，电伴热就会失效。本实用新型适用范围广，无论外界温度变化，扬水管均不会结冻。
附图说明
图1是本实用新型的结构剖视图。
图中：1-空压机、2-气压罐、3-水箱、4-注气管、5-止回阀、6-隔离阀、7-关断阀、8-管井、9-扬水管、10-潜水泵、11-补气管、12-泄水孔。
具体实施方式
本实用新型的设计构思为：提供一种深冻土极寒地区管井防冻装置，解决思路为在水泵停运后，只要使冻土层以内扬水管中的水排空就可以解决冻结问题。
如图1所示，包括空压机1、气压罐2、水箱3、注气管4、止回阀5、隔离阀6、关断阀7、管井8、扬水管9、潜水泵10、补气管11、泄水孔12。
各个部分的连接关系为：所述空压机1通过补气管11与气压罐2入口连接，止回阀5、隔离阀6顺次设置于注气管4与扬水管9的末端之间，气压罐2出口通过注气管4与扬水管9末端附近的部分联通，关断阀7设置于扬水管9与水箱连接处。扬水管9起始端伸入到管井8内，起始端连接潜水泵10。在扬水管9底部设置有泄水孔12。
优选的，为了保证安全性，维持该系统的可靠性，空压机1设置两台，一台备用。两者的出口均连接到气压罐2入口。
应当理解，隔离阀6、止回阀5的设置是一种优选方案，当有别的方法可以达到目的时，可不设置，直接将注气管4与扬水管9连接。
下面对各部分的作用进行说明：
空压机1：用于为本实用新型提供压缩气源。
气压罐2：为注气系统保持压力，维持该系统压力平衡。
水箱3：用于存贮从管井中抽取的井水。
注气管4：用于连接气压罐2与扬水管9，并将高压气体注入扬水管内。
止回阀5：设置于注入管路4上，防止隔离阀失效时，输送水进入气压罐。
隔离阀6：设置于止回阀5与扬水管之间，防止管井取水系统正常运行时，输送水进入气压罐。
关断阀7：设置于扬水管9上，水箱3入口处，用于当潜水泵停运时，关闭阀门，防止水箱3中的存水倒流至扬水管9中。
泄水孔12：设于扬水管9底部，用于当水泵停运后，泄放扬水管中的存水。
潜水泵10：用于抽水。
补气管11：连接空压机1与气压罐2，将空压机1提供的压缩气源送至气压罐2。
优选的，为防止气体泄漏，各个阀门都采用气密性阀门。隔离阀6和关断阀7采用电动门，可提高井泵取水防冻系统可靠性问题，避免人工操作可能出现的失误，实现自动控制运行方式。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型根据高水位管井和低水位管井给出不同的实施方案。
对于低水位管井，可在扬水管9底部设泄水孔12，当潜水泵10停运后，扬水管9内水位是高于管井水位的，此时扬水管9中的水可通过泄流孔12泄放至管井8。
对于高水位管井，在潜水泵10停运后先关闭关断阀7，利用泄水孔12泄放扬水管9中的存水，待扬水管9中水位与管井8的水位一致，无法利用重力泄流时，开启空压机1，打开隔离阀6，通过注入管4向扬水管9中注入压缩空气，高压气体将扬水管9内的水柱水面压低至冻土线以下，此时关闭空压机1，通过气压罐2保压来维持该系统压力平衡，保证冻土线内扬水管9为空管从而解决该段泵筒内存水被冻死的问题。下次开泵时先关闭注气管4上的隔离阀6，打开水箱进口的关断阀7，启动潜水泵10即可进入正常输水状态。气压罐2工作压力由管井8所在区域冻土深度和管井水位综合计算确定。
Claims (5)
1.一种深冻土极寒地区管井防冻装置，其特征在于，包括空压机、气压罐、水箱、注气管、关断阀、管井、扬水管、潜水泵、补气管；
所述空压机通过补气管与气压罐入口连接，气压罐出口通过注气管与扬水管末端附近的部分联通，关断阀设置于扬水管与水箱连接处；扬水管起始端升入到管井内，起始端连接潜水泵。
2.如权利要求1所述的深冻土极寒地区管井防冻装置，其特征在于，空压机设置两台，两者的出口均连接到气压罐入口。
3.如权利要求1所述的深冻土极寒地区管井防冻装置，其特征在于，在扬水管底部设置有泄水孔。
4.如权利要求1所述的深冻土极寒地区管井防冻装置，其特征在于，所述装置还包括隔离阀，所述隔离阀设置于注气管与扬水管的末端之间。
5.如权利要求4所述的深冻土极寒地区管井防冻装置，其特征在于，所述装置还包括止回阀，所述止回阀设置于注气管与隔离阀之间。
Priority Applications (1)
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| CN201820241203.3U CN207959358U (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种深冻土极寒地区管井防冻装置 |
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| CN201820241203.3U CN207959358U (zh) | 2018-02-11 | 2018-02-11 | 一种深冻土极寒地区管井防冻装置 |
Publications (1)
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| CN207959358U true CN207959358U (zh) | 2018-10-12 |
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Family Applications (1)
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| CN (1) | CN207959358U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108149751A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-12 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 | 一种深冻土极寒地区管井防冻装置 |
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2018
- 2018-02-11 CN CN201820241203.3U patent/CN207959358U/zh active Active
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| CN108149751A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-12 | 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 | 一种深冻土极寒地区管井防冻装置 |
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