專利名稱：一種具有沖洗功能的管井填礫層的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有沖洗功能的管井填礫層，特別是涉及一種具有沖洗功能的回灌井填礫層，這種填礫層配備了清洗通道，可以在地面上實施對填礫層的清洗，方便、快捷、聞效。
背景技術：
利用管井進行地下水人工回灌已廣泛用于增加地下水補給源、穩定地下水位、控制地面沉降、改變地下水溫度從而為生產及生活提供冷熱源、改善地下水水質和地下水源熱泵系統回灌等諸多方面。但是，地下水回灌過程中都會出現回灌水量減少和水位上升的問題，也就是說，當保持一定的回灌水量時，隨著回灌時間的增長，井內回灌水位逐漸地或迅速地上升，甚至水從井口溢出；當保持一定的水頭時，隨著回灌時間的增長，回灌水量就逐漸地或迅速地減少，甚至水灌不進去。這種現象說明隨著回灌時間的增長，井內的過水路徑變得越來越不通暢，也就是通常所說的水井發生了堵塞。造成水井堵塞的主要原因有(I)物理堵塞:砂礫、、雜物和空氣等造成的堵塞；(2)化學堵塞:溶解于水中的氧與地下水中的多種成分發生化學反應生成不溶于水的有一定硬度的結垢物以及井管在水中腐蝕生銹形成的結垢物造成的堵塞；(3)生物化學堵塞:微生物進入地下水中，與鐵細菌和硫酸還原菌繁殖產生結垢物造成的堵塞等。根據大量井內水下視頻觀測資料，回灌井在使用一段時間后，均會產生結垢物附著在過濾器內壁上和充填在過濾器的孔(縫)隙內，經視頻仔細觀察，在不同區域內，結垢物的顏色、形態、結構和結垢的程度等都有一定差異，尤其結垢的程度差異更大，有的回灌井使用不到半年時間，其過濾器內壁上的結垢物厚度竟然超過5cm。這些結垢物是造成水井堵塞回灌量減少的主要原因。目前，清除結垢物的主要方法是洗井，保持回灌量穩定或減緩衰減的主要方法是回揚。根據大量洗井前后、回揚前后回灌水量及水位的觀測數據對比，在保持及時洗井和回揚的情況下，大多數回灌井在洗井后回灌水量都能恢復到成井初期或接近成井初期的回灌量。但是，隨著回灌井使用年限的增加，回灌水量仍有衰減的趨勢，甚至個別回灌井使用幾年時間就灌不回去水了。這說明水井堵塞的部位不只局限在過濾器的孔(縫)隙間和內壁上，過濾器外側的填礫層中也會慢慢地結垢，同時，也容易充填雜物和砂礫，而填礫層中的堵塞物很難清洗甚至無法清洗掉，形成了永久性堵塞，使回灌水量越來越少直至一點水也回灌不下去了，造成回灌井無法正常工作，也縮短了井的使用壽命。填礫層是管井的重要組成部分，它是管井與含水層之間的過水層，是人工填制的，它分布在過濾器外側約80— 200mm范圍內，礫料的粒徑根據含水層的顆粒粒徑確定，通常2 — 30_。填礫層是滲透性良好的過水通道，它能減小水力坡度，避免產生紊流。抽水時礫料層提供充足的水源，減少了出水對含水層的吸力，避免地層砂石坍塌或被攜帶進入井內；回灌水時填礫層可吸入足夠的水量，均勻地向含水層擴散，減少對地層的沖擊力，避免沖塌地層。填礫層是在成井時一次性充填固定在地下(過濾器周圍)的，因此，保護填礫層不發生堵塞是十分重要的。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有沖洗功能的管井填礫層，這種填礫層由礫料和多根不銹鋼管(或塑料管)組成，每根不銹鋼管(或塑料管)上留有多個小孔。利用這些帶小孔的不銹鋼管(或塑料管)作為通道，充入高壓氣體或注入高壓水，從而可以實施對填礫層的清洗。另一方面，這些帶小孔的不銹鋼管(或塑料管)還可以排泄回灌水中攜帶的部分氣體，緩解氣相堵塞問題。采用的技術方案
一種具有沖洗功能的管井填礫層，這種填礫層由礫料和多根不銹鋼管(或塑料管)組成。礫料的粒徑根據含水層的顆粒粒徑按國家或地方規范進行確定，不銹鋼管(或塑料管)總長度與井管長度一致，管徑15-25mm，壁厚2-4mm。不銹鋼管(或塑料管)分布在鉆孔孔壁和井管之間，即分布在礫料中，環形布置2-3排，最外排盡可能靠近鉆孔孔壁。不銹鋼管(或塑料管)與井管同步下入鉆孔孔內，不銹鋼管(或塑料管)接頭可用快速接頭或焊接方式連接，管與管之間用鋼筋固定。在井池內設置一個集流箱，將多根不銹鋼管(或塑料管)的上端分別與集流箱固定連接且相通，集流箱上設有多個介質輸入管(介質為高壓氣體或高壓水)。集流箱的設置便于充氣或注水。每根不銹鋼管(或塑料管)上與過濾器相對應的部分留有很多個小孔，小孔均勻分布，方向朝向四周。利用這些帶小孔的不銹鋼管(或塑料管)作為通道，充入高壓氣體或注入高壓水，從而可以實施對填礫層的清洗。但是，需要特別指出的是，用這種方式清洗填礫層時，要有回揚或洗井(空壓機洗井或水泵洗井)的配合，把清洗礫料時產生的污水、污垢及時排出井外，避免對地下水造成污染和污垢二次沉淀。這些帶有小孔的不銹鋼管(塑料管)還有一個作用，可以排泄回灌水中攜帶的部分氣體，緩解氣相堵塞問題。本發明的意義在于:
填礫層堵塞是長期困擾人們的一大難題，傳統的洗井方式無法透過孔隙率20-30%的過濾器和20-70目的包網而清洗到填礫層深處。因此，填礫層堵塞變成了永久性堵塞，嚴重影響了井的使用效果和使用壽命。本發明的重大意義在于找到了對填礫層的清洗方法，這種方法甚至可以對與填礫層接觸的原地層部位(鑿井時很容易形成泥皮)實施清洗，從而解決了填礫層(及其附近原地層)永久性堵塞的難題，使填礫層能夠長時間保持良好的工作狀態，也大大延長了井的使用壽命。本發明的成功實施還可以排泄回灌水中攜帶的部分氣體，緩解氣相堵塞問題，從而減緩回灌量衰減速率。本發明的另一個意義在于:對填礫層的清洗可以在地面上進行，方便快捷，易操作，費用低。因此，為回灌井的日常維護提供了可操作性強、維護效果好的重要方法，也是保持回灌井回灌量穩定或減緩回灌量衰減的重要手段。


圖1是本發明的一種實施例的管井填礫層橫截面示意圖。
實施例一種具有沖洗功能的管井填礫層，它由礫料(I)和多根不銹鋼管或塑料管(2)組成。其特征在于:
不銹鋼管或塑料管(2 )分布在鉆孔孔壁(3 )和井管(4 )之間，即分布在礫料(1)中。不銹鋼管或塑料管(2)呈環形排列，設置2-3排，最外排靠近鉆孔孔壁(3)。不銹鋼管或塑料管(2)總長度與井管(4)長度一致，管徑15-25mm，壁厚2--4mm。管與管之間用鋼筋固定。在井池內設置一個集流箱，將多根不銹鋼管(或塑料管)的上端分別與集流箱固定連接且相通，集流箱上設有多個介質輸入管(介質為高壓氣體或高壓水)。集流箱的設置便于充氣或注水。每根不銹鋼管(或塑料管)上與過濾器相對應的部分留有很多個小孔，小孔均勻分布。利用這些帶小孔的不銹鋼管(或塑料管)作為通道，充入高壓氣體或注入高壓水，從而可以在地面上實施對填礫層的清洗，同時對與填礫層緊鄰的原地層(5)(鑿井時很容易形成泥皮)也可以實施清洗。不銹鋼管或塑料管與井管同步下入鉆孔孔內，由于該裝置連接在井管外側，在安裝時還能對井管起導正作用。
權利要求
1.一種具有沖洗功能的管井填礫層，由礫料(I)和多根不銹鋼管或塑料管(2)組成，其特征在于:每一根不銹鋼管或塑料管(2)上開設有多個小孔；多根不銹鋼管或塑料管(2)分成2-3組，2-3組不銹鋼管或塑料管(2)均呈環形布設在礫料(I)中。
2.根據權利要求1所述的一種具有沖洗功能的管井填礫層，其特征在于:不銹鋼管或塑料管(2)總長度與井管(4)長度一致，管徑15-25mm，壁厚2--4mm，每根不銹鋼管或塑料管之間用鋼筋固定。
3.根據權利要求1或2所述的一種具有沖洗功能的管井填礫層，其特征是多根不銹鋼管或塑料管(2)的上端分別 與一個集流箱連接且相通，集流箱上設有介質輸入管。
全文摘要
一種具有沖洗功能的管井填礫層，它由礫料和很多根不銹鋼管組成，其特征在于每根不銹鋼管上與過濾器相對應的部分留有很多個小孔，利用這些帶小孔的不銹鋼管作為通道，充入高壓氣體或注入高壓水，從而可以在地面上實施對填礫層的清洗，甚至可以對與填礫層接觸的在鑿井時很容易形成泥皮的原地層部位實施清洗，從而解決了填礫層永久性堵塞的難題，使填礫層能夠長時間保持良好的工作狀態，也大大延長了井的使用壽命。本發明的成功實施還可以排泄回灌水中攜帶的部分氣體，緩解氣相堵塞問題，從而減緩回灌量衰減速率，同時，為回灌井的日常維護提供了可操作性強、維護效果好的重要方法。
文檔編號E03B3/34GK103215989SQ20121001655
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者羅菁, 盧曉英, 羅明 申請人:羅菁