地下水单孔多层位一体化药剂注入修复设备的制作方法

本发明属于地下水污染原位修复，具体涉及一种地下水单孔多层位一体化药剂注入修复设备。

背景技术：

1、随着人类工业化进程的高速发展，地下水污染问题日益严重，如垃圾填埋场渗滤液下渗、工业园区污染源排放或泄漏等导致污染源下渗至浅层地下水，并横向、纵向扩散污染影响更大的区域和更深的含水层，严重危害生态环境。

2、地下水原位修复是一种在不改变地下水流向和地形的前提下，对受污染的地下水进行净化的技术，其优点在于能够在不消耗大量能源和化学物质的情况下实现地下水净化，并且对环境的影响小，是一种高效、低成本、低风险的生态环境修复技术，对于恢复地下水质、保护水资源和维持可持续发展具有重要意义。

3、但是，现有的地下水污染原位修复技术都是采用单层含水层修复设备，即一个注入井只能对一个含水层进行注入药剂修复，若要实现区域内不同层位含水层的修复，就需要在不同修复层位分别钻进不同深度的单孔井进行原位修复，会导致钻井数量多、投入成本高，且数量繁多的注入井占地面积大，对环境的影响也比较大。

技术实现思路

1、本发明旨在解决背景技术中存在的技术问题，提供一种地下水单孔多层位一体化药剂注入修复设备，能够实现单孔多层位含水层污染区的修复治理，大幅度减少注入井数量，显著节约投入成本，并减少注入井占地面积及其对环境的影响。

2、为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种地下水单孔多层位一体化药剂注入修复设备，包括多层位注入井筒组件、分层注射管和药剂注入设备；

4、所述多层位注入井筒组件根据待修复的含水层层数n对应设置有n个层套连接的井筒；每个井筒腔室上下独立分隔，并通过井筒侧壁上开设的药剂注射孔导通待修复含水层；

5、所述分层注射管通过螺纹旋接插入所述多层位注入井筒组件中，所述分层注射管内部分设有n个相互独立的注射管道，每个注射管道上端各自连接一个药剂注入设备，每个注射管道的深度分别抵达不同的井筒腔室，并通过注射管道侧壁开设的筛管段导通井筒腔室，用于向井筒腔室注入修复药剂，并通过药剂注射孔进入相应的含水层，实现分层独立修复。

6、进一步地，所述多层位注入井筒组件采用螺纹旋接、焊接连接或一体成型设置。

7、更进一步地，所述多层位注入井筒组件包括两个井筒，下端井筒的上端开口、底部封闭，下端井筒的上侧壁设置有内螺纹，底侧壁向内加厚延伸构成上端限位台阶；

8、上端井筒的上、下两端均封闭，上端井筒的外侧壁设置有螺纹；

9、连接时，上端井筒的外侧壁与下端井筒的上侧壁螺纹旋接，当上端井筒旋接到达上端限位台阶时即止。

10、进一步地，所述多层位注入井筒组件包括3个或3个以上的井筒；

11、最下端井筒的上端开口、底部封闭，最下端井筒的上侧壁设置有内螺纹，底侧壁向内加厚延伸构成第一限位台阶；

12、位于最下端井筒上方的中间井筒的上端开口、底部封闭，中间井筒的外侧壁设置有螺纹，内侧壁的上段设置有螺纹、下段向内加厚延伸构成中间限位台阶；所述中间井筒为单个井筒或者为多个结构相同、上下通过螺纹层套旋接的多个井筒；

13、最上端井筒的上、下两端均封闭，最上端井筒的外侧壁设置有螺纹；

14、连接时，中间井筒的外侧壁与最下端井筒的上侧壁螺纹旋接，当中间井筒旋接到达第一限位台阶时即止；所述中间井筒的上侧壁与最上端井筒的外侧壁螺纹旋接，当最上端井筒旋接到达中间限位台阶时即止。

15、进一步地，每个井筒的外侧壁沿周向均匀开设有药剂注射孔，当井筒层套连接到位时，层套连接的井筒侧壁上开设的药剂注射孔对齐导通相应的待修复含水层。

16、更进一步地，所述多层位注入井筒组件上端设置有定位标记，当两个井筒的定位标记对齐时，则对应的药剂注射孔也对齐。

17、进一步地，所述多层位注入井筒组件的上方井筒与下方井筒螺纹旋接到位处设置有吸水膨胀密封圈或止水带。

18、进一步地，所述分层注射管为圆柱型管道，内部均分有n个相互独立的注射管道；每个注射管道的腔室深度分别到达不同的井筒腔室，注射管道的腔室末端向下延伸与深度最大的注射管道底端平齐。

19、更进一步地，每个注射管道位于对应含水层分别设置有筛管段；同时，每个注射管道的上端均设置有一个注射接口，分别连接不同的药剂注入设备。

20、进一步地，所述分层注射管的外侧壁上设置有螺纹，所述多层位注入井筒组件的井筒上端和中间分隔端面设置有螺纹旋接分层注射管的内螺纹孔。

21、更进一步地，所述多层位注入井筒组件的内螺纹孔的底端固定设置有吸水膨胀密封圈或止水带。

22、进一步地，所述药剂注射孔的形状自井筒内壁向外设置为由小变大的拉瓦尔喷嘴的形状。

23、进一步地，所述多层位注入井筒组件的最末端井筒的底部设置有圆筒支撑座，用于承接分层注射管的底端。

24、进一步地，所述多层位注入井筒组件的外壁对齐，自上而下形成的井筒腔室的内壁孔径由大变小。

25、进一步地，所述分层注射管采用不锈钢管。

26、更进一步地，所述多层位注入井筒组件采用塑性材料。

27、与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：

28、(1)本发明提供的地下水单孔多层位一体化药剂注入修复设备，通过采用层套连接的多层位注入井筒组件，并在井筒组件对应层位开设药剂注入孔，能够实现单孔井分层导通多个含水层；通过分层注射管内部均分的相互独立的注射管道，能够开创性地实现分层注入不同的修复药剂，实现单孔多层位含水层污染区的修复治理，大幅度减少注入井钻井数量，显著节约投入成本，并减少注入井占地面积及注入井钻井对环境的影响；

29、(2)本发明的多层位注入井筒组件采用层套螺纹旋接结构，布井时，方便逐个下入井筒进行组装布井，单个井筒的重量轻，布井操作更加便捷、高效，有利于深层位原位修复布井施工，且单个井筒结构简单，更便于生产制造；

30、(3)本发明的分层注射管与多层位注入井筒组件螺纹旋接，在起到固定连接作用的同时，能够确保各个井筒腔室的密封分隔效果；同时，在进行深层位原位修复时，为确保密封分隔效果，可以在多层位注入井筒组件的内螺纹孔的底端和上下两个井筒的层套连接位置处固定设置有吸水膨胀密封圈或止水带，能够遇水膨胀提高螺纹连接处底端口的密封性，避免不同层位的井筒腔室里的修复药剂和含水层的污水相互流动干扰，影响修复效果，同时确保各个井筒腔室的密封性，以满足修复药剂高注射压力的需求；

31、(4)本发明为提高药剂注入效果，所述药剂注射孔的形状自井筒内壁向外设置为由小变大的拉瓦尔喷嘴的形状，这样设计的目的是：高压注入的修复药剂先到达井筒腔室内，再由大的井筒腔室进入药剂注射孔，修复药剂流体的流径由大变小再变大，流体基于流体动力学中的跨音速流动现象进行加速，喷射进入含水层，喷射距离远且能够形成较大的流体扰动，加速修复药剂与污染水的混匀；

32、(5)本发明通过设置多层位注入井筒组件的外壁对齐，自上而下形成的井筒腔室的内壁孔径由大变小，能够确保自上而下形成的井筒腔室的壁厚随布井深度增加而逐渐递增，以满足不断增加的层位压力和深层位原位修复时的注射压力的需求。