一種防砂的抽水井裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種防砂的抽水井裝置，設(shè)置在抽水井中，包括：設(shè)置在隔水層部分的中空套管、設(shè)置在含水層部分的過濾器、設(shè)置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層，并且上部的所述含水層部分還設(shè)置有中空的阻砂管，該阻砂管用于阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內(nèi)。以實(shí)現(xiàn)防止過多砂礫進(jìn)入抽水井中淤積而使抽水井失去原有功能，同時還可以防止水泵吸入過多砂礫而減少使用壽命。
【專利說明】一種防砂的抽水井裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地下水抽水裝置，尤其是涉及一種防砂的抽水井裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一些作業(yè)用水以及農(nóng)村家庭用水，大都采用壓水井、手壓設(shè)備、電泵等抽水裝置，但是在進(jìn)行抽水的過程中，容易導(dǎo)致砂礫被抽入抽水井中，從而造成抽水井內(nèi)淤泥堆積堵塞的問題。
[0003]造成這些問題的主要原因是在抽水過程中，由于松散的第四系砂礫含水層結(jié)構(gòu)松散、膠結(jié)程度差(甚至未膠結(jié))，所以在抽水過程中，含水層中的地下水不斷向井中匯聚，高流速的水則會攜帶較細(xì)小的砂、土進(jìn)入井中，因進(jìn)入井中的砂、土量不斷增加，不能被水泵排除井外的部分砂、土則沉淀并淤積于井底，日積月累就會導(dǎo)致抽水井因砂礫的淤積而失去原有的功能。此外，在水泵周側(cè)會形成較大的水動力場向水泵方向運(yùn)移，泥沙被抽入水泵內(nèi)部而在泵體內(nèi)淤積，加速水泵管的損壞，使得本應(yīng)連續(xù)抽水的過程不得不中斷，嚴(yán)重影響了抽水措施的正常實(shí)施，增加運(yùn)行成本。因此，在抽水過程中的防砂問題對提高抽水井的使用功能以及延長水泵的使用壽命具有重要意義。
[0004]目前國內(nèi)外的水文孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，含水層段均基本采用全段過濾器設(shè)計(jì)，主要作用為:防止井壁坍塌，延長使用壽命；防止巖土顆粒等進(jìn)入井內(nèi)；增加匯水面積，保證足夠的涌水量。上述的抽水井結(jié)構(gòu)在水位降深較淺的礦山抽水試驗(yàn)與疏干井中普遍使用，效果較好。但當(dāng)含水層埋深大，大降深抽水時，由于抽水形成的負(fù)壓較高，采用上述裝置依然會造成大量的砂礫進(jìn)入抽水井中進(jìn)行淤積，最終造成抽水井功能的損壞，同時含水層中的砂?？赡軙槿胨脙?nèi)，導(dǎo)致砂礫堵塞泵體，從而損壞水泵。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種防砂的抽水井裝置，從而防止砂礫被水泵抽入抽水井內(nèi)，造成抽水井內(nèi)淤泥堆積，從而失去原有功能。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種防砂的抽水井裝置，設(shè)置在抽水井中，包括:設(shè)置在隔水層部分的中空套管、設(shè)置在含水層部分的過濾器、設(shè)置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層；上部的所述含水層部分還設(shè)置有中空的阻砂管，該阻砂管用于阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內(nèi)。
[0007]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述阻砂管為不透水材料做成的管材，為鋼管、塑料管材或者水泥管。
[0008]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述阻砂管設(shè)置在所述套管下端，并且該阻砂管下端與過濾器連接。
[0009]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述阻砂管設(shè)置在所述過濾器內(nèi)部，并且該阻砂管上端貫穿所述套管設(shè)置在所述抽水井上端。
[0010]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述阻砂管上設(shè)置有與所述水泵的連接結(jié)構(gòu)，該阻砂管通過進(jìn)入所述抽水井的該水泵懸設(shè)于所述過濾器內(nèi)。
[0011]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述防砂的抽水井裝置還包括濾砂裝置，該濾砂裝置設(shè)置在所述阻砂管的底部，用于對所述抽水井中被抽取的水進(jìn)行過濾，防止砂礫被抽入水泵內(nèi)部。
[0012]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述濾砂裝置為濾砂網(wǎng)。
[0013]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述濾砂裝置為礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)，該礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)包括上下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和中間設(shè)置的砂濾料。
[0014]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述過濾器為包網(wǎng)纏絲過濾器。
[0015]作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，其中，所述濾砂層為填充的礫石層。
[0016]通過將本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行對比，可知本實(shí)用新型通過將抽水井裝置在含水層段采用上下兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，上部為阻砂結(jié)構(gòu)，下部為過濾器，防止水泵在深入抽水井內(nèi)抽水時，產(chǎn)生的負(fù)壓破壞含水層；并且砂礫進(jìn)入井內(nèi)不斷淤積最終破壞抽水井的使用功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置含水層部分的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的過濾器的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的第二種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的第三種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的第四種防砂的抽水井裝置的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例一
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的第一種防砂的抽水井裝置如圖1至3所示，從圖1中可以看出，防砂的抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管141、過濾器121和濾砂層13 ;套管11為抽水井中的中空的管材，管壁為不透水的材料，一般為鋼材、塑料管材與水泥管材。主要起兩個作用，一是保護(hù)井壁的穩(wěn)定，不至于在使用過程中因井壁的坍塌而導(dǎo)致抽水井報廢；二是阻截地下水滲入抽水井中，該實(shí)施例中含水層部分的下部設(shè)置過濾器121，上部設(shè)置中空的阻砂管141 ;并且阻砂管141上端與套管11連接設(shè)置，從圖2中可以進(jìn)一步看出含水層下部的抽水井裝置結(jié)構(gòu)，濾砂層13設(shè)置在阻砂管141、過濾器121和含水層之間。
[0025]過濾器121的長度一般為含水層厚度的1/2-1/3，本實(shí)施例中的過濾器121為包網(wǎng)纏絲過濾器，該過濾器121包括:設(shè)置在過濾器121本體上的進(jìn)水孔12a，固定在過濾器121本體上的鋼筋骨架12b，纏繞在鋼筋骨架12b外周的纏絲12c，以及包裹在纏絲12c外側(cè)的包網(wǎng)12d，該過濾器121本體可以為鋼套管，并且包網(wǎng)12d的孔徑可以根據(jù)含水層的砂礫的粒徑確定。由于過濾器121是由鋼套管上鉆眼，在外側(cè)用鐵絲纏繞，則可以使含水層的水通過纏絲的間隙進(jìn)入抽水井內(nèi)同時阻止砂礫通過，但由于受工藝限制，纏絲的間隙寬度難以控制，砂礫易在間隙寬的地方滲過，所以在纏絲的外部采用包網(wǎng)12d(網(wǎng)徑小于砂礫的粒徑)，可有進(jìn)一步有效防止砂礫的通過，消除水介質(zhì)中的雜質(zhì)，以保護(hù)抽水井不至于被砂礫掩埋，保護(hù)井中的抽水設(shè)備的正常使用，當(dāng)含水層的地下水進(jìn)入過濾器121后，其砂、土質(zhì)被阻擋，而清潔的地下水則由過濾器121進(jìn)入井中。
[0026]阻砂管141可以與套管11為相同材料也可以與套管11為不同材料，并且阻砂管141為不透水材料，可以為鋼管、塑料管材或者水泥管；在水泵4深入抽水井中進(jìn)行抽水時，水泵4剛好可以被阻砂管141所包圍，這樣設(shè)置防止水泵4在運(yùn)行期間產(chǎn)生的較高的負(fù)壓破壞含水層的結(jié)構(gòu)，并且防止含水層的砂礫從水泵4周側(cè)井管直接進(jìn)入泵體，從而增加水泵4的使用壽命；而下部的過濾器121可以使含水層的水經(jīng)過過濾后進(jìn)入到抽水井中，不妨礙水泵4的抽水工作。阻砂管141可以和套管11為一體式的結(jié)構(gòu)，而且這種將阻砂管141設(shè)置在套管11和過濾器121之間的方式，使得抽水井裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝與維護(hù)。
[0027]濾砂層13為不同級配的礫石，上部(非含水層段)填充粘土。以使不穩(wěn)定的產(chǎn)砂地層因預(yù)填充礫石后，不會因砂粒的流失使得空隙變大而失穩(wěn)坍塌，進(jìn)一步穩(wěn)固抽水井的結(jié)構(gòu)。
[0028]為了進(jìn)一步阻止水泵4在抽水過程中將抽水井中的砂礫抽入泵體中，在阻砂管141的底部設(shè)置一個濾砂裝置，本實(shí)用新型實(shí)施例一中的濾砂裝置為濾砂網(wǎng)151，該濾砂網(wǎng)151安裝在套管11與過濾器121之間，并且在水泵4深入抽水井中工作時該濾砂裝置處于水泵4的下部，使得阻砂管141和濾砂網(wǎng)151將水泵4同時包圍。濾砂網(wǎng)151可在略小于井徑的環(huán)形骨架上纏紗網(wǎng)做成，也可以直接將紗網(wǎng)固定在阻砂管141的底部，并且紗網(wǎng)的孔徑是含水層砂礫的平均粒徑的50% -75%。這樣在水泵4抽水過程中即使含水層的砂礫通過過濾器121進(jìn)入到抽水井中，也可以通過該濾砂網(wǎng)151的進(jìn)一步控制不會被抽入泵體內(nèi)部，而對水泵4造成損壞。
[0029]以下實(shí)施例中的套管、過濾器、阻砂管、濾砂層的結(jié)構(gòu)組成均和實(shí)施例一中相同，故不再加以贅述。
[0030]實(shí)施例二
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的第二種防砂的抽水井裝置如圖4所示，該抽水井裝置I的大體結(jié)構(gòu)和實(shí)施例一中相似，包括套管11、阻砂管141、過濾器121、濾砂層13以及濾砂裝置，濾砂裝置設(shè)置在套管11和過濾器121之間，實(shí)施例二與實(shí)施例一中的區(qū)別為實(shí)施例二中的濾砂裝置采用的是礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)152，礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)152可以設(shè)置為上下兩層的濾砂網(wǎng)，中間填充至少一層的砂濾料。
[0032]當(dāng)水泵深入抽水井工作時，該礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)152處于水泵的下端，結(jié)合阻砂管一起將水泵4同時包圍，采用該種結(jié)構(gòu)的濾砂裝置，因?yàn)橥ㄟ^多層過濾方式的組合更有效的進(jìn)行過濾處理，則可以進(jìn)一步有效的控制抽水井中的砂礫被水泵4抽入泵體內(nèi)部，對水泵4造成損壞。
[0033]實(shí)施例三
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的第三種防砂的抽水井裝置如圖5所示，該抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管142、過濾器122、濾砂層13以及濾砂網(wǎng)151，中空套管11設(shè)置在隔水層部分。在本實(shí)施例中將含水層部分整段的井壁都設(shè)置為過濾器122，在處于上部含水層的位置處的過濾器122內(nèi)側(cè)設(shè)置阻砂管142，該阻砂管142的上端貫穿套管11將阻砂管142延伸設(shè)置在抽水井的頂端。將阻砂管142設(shè)置在抽水井頂端方便阻砂管142的安裝與更換，也可以在現(xiàn)有的抽水井結(jié)構(gòu)上方便地將阻砂管142設(shè)置進(jìn)抽水井中，在防止水泵4將含水層的砂礫抽入泵體內(nèi)部的同時防止含水層結(jié)構(gòu)被破壞，而且將阻砂管142設(shè)置為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步穩(wěn)固抽水井裝置的結(jié)構(gòu)。而且在將含水層的整段設(shè)置過濾器122的形式，可以增加抽水井中的水的滲入量，加快工作效率。
[0035]并且阻砂管142的底端設(shè)置有濾砂網(wǎng)151，并且在水泵4深入抽水井中工作時，該濾砂網(wǎng)151處于水泵的下部，使得阻砂管142和濾砂網(wǎng)151將水泵4同時包圍。該濾砂網(wǎng)151和實(shí)施例一中的濾砂網(wǎng)結(jié)構(gòu)相同，故不再加以贅述，而且該濾砂網(wǎng)151也可以換成實(shí)施例二中的礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)。這樣設(shè)置在水泵152抽水過程中即使含水層的砂礫通過過濾器122進(jìn)入到抽水井中，也可以通過該濾砂網(wǎng)151的進(jìn)一步控制不會被抽入水泵4內(nèi)部，而對水泵4造成損壞，增加了水泵4的使用壽命。
[0036]實(shí)施例四
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的第四種防砂的抽水井裝置如圖6所示，該抽水井裝置I包括:套管11、阻砂管143、過濾器122、濾砂層13以及濾砂網(wǎng)151，中空套管11設(shè)置在隔水層部分。在本實(shí)施例中將含水層部分整段的井壁都設(shè)置為過濾器122，在處于上部含水層的位置處的過濾器122內(nèi)側(cè)設(shè)置阻砂管143，阻砂管143通過連接結(jié)構(gòu)固定在水泵4的外周，并且阻砂管143的下端連接有濾砂網(wǎng)151，這樣在水泵4深入抽水井中工作時，濾砂管143和濾砂網(wǎng)151將水泵同時包圍，本實(shí)施例中的濾砂網(wǎng)151和實(shí)施例一中的濾砂網(wǎng)結(jié)構(gòu)相同，故不再加以贅述，并且該濾砂網(wǎng)151也可以換成實(shí)施例二中的礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)。當(dāng)水泵4深入抽水井中工作時，濾砂管143通過水泵4懸設(shè)于上部的過濾器122內(nèi)側(cè)，防止在水泵4工作過程中，產(chǎn)生的較高的負(fù)壓破壞含水層的結(jié)構(gòu)，并且防止含水層的砂礫從水泵4周側(cè)直接被抽入泵體，從而增加水泵4的使用壽命；而下部的濾砂網(wǎng)151防止抽水井中的砂礫被抽入水泵4中，進(jìn)一步增加水泵的使用壽命。
[0038]本實(shí)用新型中的抽水井裝置I的構(gòu)建過程為:將抽水井施工至含水層下5m左右處，依據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)確定含水層厚度，基于此厚度確定過濾器的長度，隔水層的井段為同徑的套管，在上部的含水層處設(shè)置阻砂管，處于阻砂管位置處的含水層部位填充礫石料，填礫厚度一般50-100111111，礫徑1.5-2.5111111。非含水層部位填充粘土。上述施工結(jié)束后，通過水文洗井(抽水、活塞抽提、C02洗井)，直至抽水井水清為止，則防砂的抽水井裝置構(gòu)建完成。構(gòu)建完成以后即可以將連接出水管的水泵深入到抽水井中，進(jìn)行抽水工作。
[0039]本實(shí)用新型的抽水井裝置抽水的防砂方法為:
[0040]第一步:在含水層上部設(shè)置阻砂管、下部設(shè)置過濾器，阻砂管設(shè)置抽水設(shè)備，防止砂礫從水泵周圍的含水層被抽入泵體中；過濾器段為含水層進(jìn)水與過濾含水層砂礫進(jìn)入井管；
[0041]第二步:含水層與過濾器之間填充濾砂層，阻截含水層的沙粒進(jìn)入過濾器。
[0042]第三步:阻砂管與過濾器間設(shè)濾砂裝置，阻截進(jìn)入抽水井的砂礫進(jìn)入水泵；
[0043]綜上所述，由本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過在含水層段采用兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)置形式:在含水層的下部設(shè)置過濾器，使含水層的地下水進(jìn)入抽水井的通道，并過濾含水層的砂礫雜質(zhì)；在含水層的上部設(shè)置不透水的阻砂管，防止水泵在運(yùn)行期間產(chǎn)生的負(fù)壓對含水層的破壞，并防止含水層的砂礫從水泵周側(cè)的過濾器部分直接進(jìn)入泵體，縮短水泵的使用壽命；并且在阻砂管的下端設(shè)置濾砂裝置，用以過濾抽水井內(nèi)的砂礫，防止砂礫進(jìn)入水泵內(nèi)。從而增加抽水井的穩(wěn)定性，同時增加水泵的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種防砂的抽水井裝置，設(shè)置在抽水井中，包括:設(shè)置在隔水層部分的中空套管、設(shè)置在含水層部分的過濾器、設(shè)置在該過濾器和該含水層之間的濾砂層，其特征在于:上部的所述含水層部分還設(shè)置有中空的阻砂管，該阻砂管用于阻擋該上部含水層的砂礫在抽水過程中被水泵抽入抽水井內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述阻砂管為鋼管、塑料管材或者水泥管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述阻砂管設(shè)置在所述套管下端，并且該阻砂管下端與過濾器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述阻砂管設(shè)置在所述過濾器內(nèi)部，并且該阻砂管上端貫穿所述套管設(shè)置在所述抽水井上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述阻砂管上設(shè)置有與所述水泵的連接結(jié)構(gòu)，該阻砂管通過進(jìn)入所述抽水井的該水泵懸設(shè)于所述過濾器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述防砂的抽水井裝置還包括濾砂裝置，該濾砂裝置設(shè)置在所述阻砂管的底部，用于對所述抽水井中被抽取的水進(jìn)行過濾，防止砂礫被抽入水泵內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述濾砂裝置為濾砂網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述濾砂裝置為礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)，該礫砂料濾砂結(jié)構(gòu)包括上下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和中間設(shè)置的砂濾料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述過濾器為包網(wǎng)纏絲過濾器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防砂的抽水井裝置，其特征在于:所述濾砂層為填充的礫石層。
【文檔編號】E03B3/12GK203924210SQ201420249136
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】翁新龍, 崔志興 申請人:新奧氣化采煤有限公司