一种防砂的抽水井装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种防砂的抽水井装置，设置在抽水井中，包括：设置在隔水层部分的中空套管、设置在含水层部分的过滤器、设置在该过滤器和该含水层之间的滤砂层，并且上部的所述含水层部分还设置有中空的阻砂管，该阻砂管用于阻挡该上部含水层的砂砾在抽水过程中被水泵抽入抽水井内。以实现防止过多砂砾进入抽水井中淤积而使抽水井失去原有功能，同时还可以防止水泵吸入过多砂砾而减少使用寿命。
【专利说明】一种防砂的抽水井装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地下水抽水装置，尤其是涉及一种防砂的抽水井装置。
【背景技术】
[0002]目前，一些作业用水以及农村家庭用水，大都采用压水井、手压设备、电泵等抽水装置，但是在进行抽水的过程中，容易导致砂砾被抽入抽水井中，从而造成抽水井内淤泥堆积堵塞的问题。
[0003]造成这些问题的主要原因是在抽水过程中，由于松散的第四系砂砾含水层结构松散、胶结程度差(甚至未胶结)，所以在抽水过程中，含水层中的地下水不断向井中汇聚，高流速的水则会携带较细小的砂、土进入井中，因进入井中的砂、土量不断增加，不能被水泵排除井外的部分砂、土则沉淀并淤积于井底，日积月累就会导致抽水井因砂砾的淤积而失去原有的功能。此外，在水泵周侧会形成较大的水动力场向水泵方向运移，泥沙被抽入水泵内部而在泵体内淤积，加速水泵管的损坏，使得本应连续抽水的过程不得不中断，严重影响了抽水措施的正常实施，增加运行成本。因此，在抽水过程中的防砂问题对提高抽水井的使用功能以及延长水泵的使用寿命具有重要意义。
[0004]目前国内外的水文孔结构设计中，含水层段均基本采用全段过滤器设计，主要作用为:防止井壁坍塌，延长使用寿命；防止岩土颗粒等进入井内；增加汇水面积，保证足够的涌水量。上述的抽水井结构在水位降深较浅的矿山抽水试验与疏干井中普遍使用，效果较好。但当含水层埋深大，大降深抽水时，由于抽水形成的负压较高，采用上述装置依然会造成大量的砂砾进入抽水井中进行淤积，最终造成抽水井功能的损坏，同时含水层中的砂粒可能会抽入水泵内，导致砂砾堵塞泵体，从而损坏水泵。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防砂的抽水井装置，从而防止砂砾被水泵抽入抽水井内，造成抽水井内淤泥堆积，从而失去原有功能。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种防砂的抽水井装置，设置在抽水井中，包括:设置在隔水层部分的中空套管、设置在含水层部分的过滤器、设置在该过滤器和该含水层之间的滤砂层；上部的所述含水层部分还设置有中空的阻砂管，该阻砂管用于阻挡该上部含水层的砂砾在抽水过程中被水泵抽入抽水井内。
[0007]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述阻砂管为不透水材料做成的管材，为钢管、塑料管材或者水泥管。
[0008]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述阻砂管设置在所述套管下端，并且该阻砂管下端与过滤器连接。
[0009]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述阻砂管设置在所述过滤器内部，并且该阻砂管上端贯穿所述套管设置在所述抽水井上端。
[0010]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述阻砂管上设置有与所述水泵的连接结构，该阻砂管通过进入所述抽水井的该水泵悬设于所述过滤器内。
[0011]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述防砂的抽水井装置还包括滤砂装置，该滤砂装置设置在所述阻砂管的底部，用于对所述抽水井中被抽取的水进行过滤，防止砂砾被抽入水泵内部。
[0012]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述滤砂装置为滤砂网。
[0013]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述滤砂装置为砾砂料滤砂结构，该砾砂料滤砂结构包括上下网状结构和中间设置的砂滤料。
[0014]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述过滤器为包网缠丝过滤器。
[0015]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述滤砂层为填充的砾石层。
[0016]通过将本实用新型与现有技术进行对比，可知本实用新型通过将抽水井装置在含水层段采用上下两种结构结合在一起，上部为阻砂结构，下部为过滤器，防止水泵在深入抽水井内抽水时，产生的负压破坏含水层；并且砂砾进入井内不断淤积最终破坏抽水井的使用功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一提供的第一种防砂的抽水井装置的纵向剖面结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例一提供的第一种防砂的抽水井装置含水层部分的横向剖面结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例提供的过滤器的纵向剖面结构示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例二提供的第二种防砂的抽水井装置的纵向剖面结构示意图；
[0021]图5为本实用新型实施例三提供的第三种防砂的抽水井装置的纵向剖面结构示意图；
[0022]图6为本实用新型实施例四提供的第四种防砂的抽水井装置的纵向剖面结构示意图；
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]本实用新型实施例一提供的第一种防砂的抽水井装置如图1至3所示，从图1中可以看出，防砂的抽水井装置I包括:套管11、阻砂管141、过滤器121和滤砂层13 ;套管11为抽水井中的中空的管材，管壁为不透水的材料，一般为钢材、塑料管材与水泥管材。主要起两个作用，一是保护井壁的稳定，不至于在使用过程中因井壁的坍塌而导致抽水井报废；二是阻截地下水渗入抽水井中，该实施例中含水层部分的下部设置过滤器121，上部设置中空的阻砂管141 ;并且阻砂管141上端与套管11连接设置，从图2中可以进一步看出含水层下部的抽水井装置结构，滤砂层13设置在阻砂管141、过滤器121和含水层之间。
[0025]过滤器121的长度一般为含水层厚度的1/2-1/3，本实施例中的过滤器121为包网缠丝过滤器，该过滤器121包括:设置在过滤器121本体上的进水孔12a，固定在过滤器121本体上的钢筋骨架12b，缠绕在钢筋骨架12b外周的缠丝12c，以及包裹在缠丝12c外侧的包网12d，该过滤器121本体可以为钢套管，并且包网12d的孔径可以根据含水层的砂砾的粒径确定。由于过滤器121是由钢套管上钻眼，在外侧用铁丝缠绕，则可以使含水层的水通过缠丝的间隙进入抽水井内同时阻止砂砾通过，但由于受工艺限制，缠丝的间隙宽度难以控制，砂砾易在间隙宽的地方渗过，所以在缠丝的外部采用包网12d(网径小于砂砾的粒径)，可有进一步有效防止砂砾的通过，消除水介质中的杂质，以保护抽水井不至于被砂砾掩埋，保护井中的抽水设备的正常使用，当含水层的地下水进入过滤器121后，其砂、土质被阻挡，而清洁的地下水则由过滤器121进入井中。
[0026]阻砂管141可以与套管11为相同材料也可以与套管11为不同材料，并且阻砂管141为不透水材料，可以为钢管、塑料管材或者水泥管；在水泵4深入抽水井中进行抽水时，水泵4刚好可以被阻砂管141所包围，这样设置防止水泵4在运行期间产生的较高的负压破坏含水层的结构，并且防止含水层的砂砾从水泵4周侧井管直接进入泵体，从而增加水泵4的使用寿命；而下部的过滤器121可以使含水层的水经过过滤后进入到抽水井中，不妨碍水泵4的抽水工作。阻砂管141可以和套管11为一体式的结构，而且这种将阻砂管141设置在套管11和过滤器121之间的方式，使得抽水井装置结构简单，方便安装与维护。
[0027]滤砂层13为不同级配的砾石，上部(非含水层段)填充粘土。以使不稳定的产砂地层因预填充砾石后，不会因砂粒的流失使得空隙变大而失稳坍塌，进一步稳固抽水井的结构。
[0028]为了进一步阻止水泵4在抽水过程中将抽水井中的砂砾抽入泵体中，在阻砂管141的底部设置一个滤砂装置，本实用新型实施例一中的滤砂装置为滤砂网151，该滤砂网151安装在套管11与过滤器121之间，并且在水泵4深入抽水井中工作时该滤砂装置处于水泵4的下部，使得阻砂管141和滤砂网151将水泵4同时包围。滤砂网151可在略小于井径的环形骨架上缠纱网做成，也可以直接将纱网固定在阻砂管141的底部，并且纱网的孔径是含水层砂砾的平均粒径的50% -75%。这样在水泵4抽水过程中即使含水层的砂砾通过过滤器121进入到抽水井中，也可以通过该滤砂网151的进一步控制不会被抽入泵体内部，而对水泵4造成损坏。
[0029]以下实施例中的套管、过滤器、阻砂管、滤砂层的结构组成均和实施例一中相同，故不再加以赘述。
[0030]实施例二
[0031]本实用新型实施例二提供的第二种防砂的抽水井装置如图4所示，该抽水井装置I的大体结构和实施例一中相似，包括套管11、阻砂管141、过滤器121、滤砂层13以及滤砂装置，滤砂装置设置在套管11和过滤器121之间，实施例二与实施例一中的区别为实施例二中的滤砂装置采用的是砾砂料滤砂结构152，砾砂料滤砂结构152可以设置为上下两层的滤砂网，中间填充至少一层的砂滤料。
[0032]当水泵深入抽水井工作时，该砾砂料滤砂结构152处于水泵的下端，结合阻砂管一起将水泵4同时包围，采用该种结构的滤砂装置，因为通过多层过滤方式的组合更有效的进行过滤处理，则可以进一步有效的控制抽水井中的砂砾被水泵4抽入泵体内部，对水泵4造成损坏。
[0033]实施例三
[0034]本实用新型实施例三提供的第三种防砂的抽水井装置如图5所示，该抽水井装置I包括:套管11、阻砂管142、过滤器122、滤砂层13以及滤砂网151，中空套管11设置在隔水层部分。在本实施例中将含水层部分整段的井壁都设置为过滤器122，在处于上部含水层的位置处的过滤器122内侧设置阻砂管142，该阻砂管142的上端贯穿套管11将阻砂管142延伸设置在抽水井的顶端。将阻砂管142设置在抽水井顶端方便阻砂管142的安装与更换，也可以在现有的抽水井结构上方便地将阻砂管142设置进抽水井中，在防止水泵4将含水层的砂砾抽入泵体内部的同时防止含水层结构被破坏，而且将阻砂管142设置为单独的结构可以进一步稳固抽水井装置的结构。而且在将含水层的整段设置过滤器122的形式，可以增加抽水井中的水的渗入量，加快工作效率。
[0035]并且阻砂管142的底端设置有滤砂网151，并且在水泵4深入抽水井中工作时，该滤砂网151处于水泵的下部，使得阻砂管142和滤砂网151将水泵4同时包围。该滤砂网151和实施例一中的滤砂网结构相同，故不再加以赘述，而且该滤砂网151也可以换成实施例二中的砾砂料滤砂结构。这样设置在水泵152抽水过程中即使含水层的砂砾通过过滤器122进入到抽水井中，也可以通过该滤砂网151的进一步控制不会被抽入水泵4内部，而对水泵4造成损坏，增加了水泵4的使用寿命。
[0036]实施例四
[0037]本实用新型实施例四提供的第四种防砂的抽水井装置如图6所示，该抽水井装置I包括:套管11、阻砂管143、过滤器122、滤砂层13以及滤砂网151，中空套管11设置在隔水层部分。在本实施例中将含水层部分整段的井壁都设置为过滤器122，在处于上部含水层的位置处的过滤器122内侧设置阻砂管143，阻砂管143通过连接结构固定在水泵4的外周，并且阻砂管143的下端连接有滤砂网151，这样在水泵4深入抽水井中工作时，滤砂管143和滤砂网151将水泵同时包围，本实施例中的滤砂网151和实施例一中的滤砂网结构相同，故不再加以赘述，并且该滤砂网151也可以换成实施例二中的砾砂料滤砂结构。当水泵4深入抽水井中工作时，滤砂管143通过水泵4悬设于上部的过滤器122内侧，防止在水泵4工作过程中，产生的较高的负压破坏含水层的结构，并且防止含水层的砂砾从水泵4周侧直接被抽入泵体，从而增加水泵4的使用寿命；而下部的滤砂网151防止抽水井中的砂砾被抽入水泵4中，进一步增加水泵的使用寿命。
[0038]本实用新型中的抽水井装置I的构建过程为:将抽水井施工至含水层下5m左右处，依据录井数据确定含水层厚度，基于此厚度确定过滤器的长度，隔水层的井段为同径的套管，在上部的含水层处设置阻砂管，处于阻砂管位置处的含水层部位填充砾石料，填砾厚度一般50-100111111，砾径1.5-2.5111111。非含水层部位填充粘土。上述施工结束后，通过水文洗井(抽水、活塞抽提、C02洗井)，直至抽水井水清为止，则防砂的抽水井装置构建完成。构建完成以后即可以将连接出水管的水泵深入到抽水井中，进行抽水工作。
[0039]本实用新型的抽水井装置抽水的防砂方法为:
[0040]第一步:在含水层上部设置阻砂管、下部设置过滤器，阻砂管设置抽水设备，防止砂砾从水泵周围的含水层被抽入泵体中；过滤器段为含水层进水与过滤含水层砂砾进入井管；
[0041]第二步:含水层与过滤器之间填充滤砂层，阻截含水层的沙粒进入过滤器。
[0042]第三步:阻砂管与过滤器间设滤砂装置，阻截进入抽水井的砂砾进入水泵；
[0043]综上所述，由本实用新型实施例的技术方案可以看出，本实用新型通过在含水层段采用两种结构相结合的设置形式:在含水层的下部设置过滤器，使含水层的地下水进入抽水井的通道，并过滤含水层的砂砾杂质；在含水层的上部设置不透水的阻砂管，防止水泵在运行期间产生的负压对含水层的破坏，并防止含水层的砂砾从水泵周侧的过滤器部分直接进入泵体，缩短水泵的使用寿命；并且在阻砂管的下端设置滤砂装置，用以过滤抽水井内的砂砾，防止砂砾进入水泵内。从而增加抽水井的稳定性，同时增加水泵的使用寿命。
【权利要求】
1.一种防砂的抽水井装置，设置在抽水井中，包括:设置在隔水层部分的中空套管、设置在含水层部分的过滤器、设置在该过滤器和该含水层之间的滤砂层，其特征在于:上部的所述含水层部分还设置有中空的阻砂管，该阻砂管用于阻挡该上部含水层的砂砾在抽水过程中被水泵抽入抽水井内。
2.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述阻砂管为钢管、塑料管材或者水泥管。
3.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述阻砂管设置在所述套管下端，并且该阻砂管下端与过滤器连接。
4.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述阻砂管设置在所述过滤器内部，并且该阻砂管上端贯穿所述套管设置在所述抽水井上端。
5.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述阻砂管上设置有与所述水泵的连接结构，该阻砂管通过进入所述抽水井的该水泵悬设于所述过滤器内。
6.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述防砂的抽水井装置还包括滤砂装置，该滤砂装置设置在所述阻砂管的底部，用于对所述抽水井中被抽取的水进行过滤，防止砂砾被抽入水泵内部。
7.根据权利要求6所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述滤砂装置为滤砂网。
8.根据权利要求6所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述滤砂装置为砾砂料滤砂结构，该砾砂料滤砂结构包括上下网状结构和中间设置的砂滤料。
9.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述过滤器为包网缠丝过滤器。
10.根据权利要求1所述的一种防砂的抽水井装置，其特征在于:所述滤砂层为填充的砾石层。
【文档编号】E03B3/12GK203924210SQ201420249136
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】翁新龙, 崔志兴 申请人:新奥气化采煤有限公司