浅层地热能利用中的余水回灌井结构的制作方法

供热;炉灶;通风;干燥设备的制造及其应用技术1.本实用新型涉及地热余水回灌技术领域，具体涉及一种浅层地热能利用中的余水回灌井结构。背景技术：2.地热资源作为一种清洁、可再生资源，受到国内外的高度重视。浅层地热能是地热资源的一种，也是最常见、最容易被开发利用的地热资源。在浅层地热的开发利用中，地下水源热泵系统为能量循环利用模式，即取热不取水，水只作为地温热能传递的循环介质。地下水源热泵系统运行过程中，取热完成后必须对所抽取的地下热水实施同层人工回灌，否则会造成一系列的问题。若长期无回灌的持续开采地下水，必将会导致区域地下水位持续下降，不但会造成地热资源浪费，而且会导致地热资源枯竭，并产生地面沉降、地裂缝或地表塌陷等环境问题。且若将取热后的地热余水直接排放入地表水体，不但会导致地表温度升高，打破原有环境的温度场平衡，造成热污染问题，而且还会引起地表水水质发生变化。3.由于平原地区（以郑州为例）浅部含水层以细颗粒的粉土、粉质粘土及粉细砂为主，回灌效果往往非常不理想。根据郑州地区浅层地热开发利用的经验，在细颗粒含水层中施工的回灌井，一般需要按照“1抽2回，甚至1抽3回”的比例设置回灌井。而且，随着浅层地热开发利用工程的运行，由于井壁滤水管有无机盐类等附着物阻塞水路等原因，回灌能力呈逐年下降趋势，经常出现“1抽4回”的现象。目前，地下水回灌是制约浅层地热能开发利用的主要因素之一，需要一种能够有效提高单井回灌量的井体结构，以解决浅层地热开发利用中的回灌问题。4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。技术实现要素：5.本实用新型目的在于提供一种浅层地热能利用中的余水回灌井结构，旨在解决目前回灌井单井回灌效果不理想的技术问题。6.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：7.设计一种回灌井结构，包括：倒凸形双孔径井壁、滤水管、过滤层、止水层、沉淀管；8.所述倒凸形双孔径井壁包括：对应于土体强透水层及以下空间的第一井径井壁、对应于土体强透水层以上空间的第二井径井壁；9.所述滤水管与置于井底的所述沉淀管对接；10.所述过滤层是由所述滤水管与井壁之间间隙填充滤料至距地面一定距离而形成；11.所述止水层是由所述滤水管与井壁之间、所述过滤层之上的间隙填充止水材料至地面而形成。12.进一步的，所述第一井径值为第二井径值的60%-75%。13.进一步的，所述土体强透水层包括细中砂层。14.进一步的，所述沉淀管和滤水管管径值为第一孔径的40%-60%，且滤水管外包裹有滤水层。15.进一步的，所述滤水层为铁丝布、尼龙丝布、黄铜丝布、生丝布中的至少一种。16.进一步的，所述滤料为石英砂、锰砂中的至少一种，且所述滤料填充至距离地面5-15m高度。17.进一步的，所述止水材料为黏土球、混凝土中的至少一种。18.与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：本实用新型能有效提高单井回灌量，减少回灌井数量，节约空间资源。附图说明19.图1为实施例中本实用新型结构示意图。20.以上各图中，1为止水层，2为滤水管，3为过滤层，4为沉淀管，50为粉土层，51为粉细砂，52为粉土，53为细中砂，54为粉质黏土。具体实施方式21.下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，如涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述技术方案和简化描述，不能理解为对本实用新型的限制。23.以下实施例中所涉及的材料及部件，如无特别说明，则均为常规市售产品。24.实施例1：一种浅层地热能利用中的余水回灌井结构，位于郑州市荥阳市康泰路与工业路交叉口西南100m位置的k3号回灌试验井，参见图1，包括：倒凸形双孔径井壁、滤水管、过滤层、止水层、沉淀管。25.经项目现场地质勘探结果，确定0-72.1m为粉土、粉质粘土、粉细砂、钙质结核层等地层，透水性相对较差，72.1m至120m为透水性好的细中砂层。考虑地表的不平整性，将回灌井钻孔的变径位置确定在72.5m，留有一定余量，确保变径位置在地层透水性强弱最短交接深度或强透水性地层内。26.第一井径井由600mm扩孔钻头钻井至120m深度，第二井径井采用800mm扩孔钻头钻将72.5m深度内的第一井径井扩大至800mm，形成第二井径井。27.井内10-120m深度依次配置包裹有尼龙布的滤水管和底部密封的沉淀管，该沉淀管置于井底部，并与滤水管对接；井内10-120m深度内滤水管与井壁环状间隙填充1-3mm优质石英砂滤料，0-10m深度内填充粒径20mm-30mm的半干状态的优质黏土进行止水，形成止水层。28.与项目中实施的120m井深，600mm井径传统结构的回灌井相比：根据抽水试验结果，在3.78m降深时传统结构的回灌井出水量为60.8m3/h，本实用新型公开结构的回灌井出水量为61.3 m3/h，单井出水量基本一致。根据回灌试验结果，在6.02m水头高度情况下进行回灌，传统结构的回灌井的回灌量为27.5m3/h，本实用新型公开结构的回灌井的回灌量为55.3m3/h。本实用新型公开结构的回灌井的单井回灌量是传统结构回灌井的2.01倍，可明显提高回灌井的单井回灌量，确保回灌效果。29.上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。技术特征：1.一种回灌井结构，其特征在于，包括：倒凸形双孔径井壁、滤水管、过滤层、止水层、沉淀管；所述倒凸形双孔径井壁包括：对应于土体强透水层及以下空间的第一井径井壁、对应于土体强透水层以上空间的第二井径井壁；所述滤水管与置于井底的所述沉淀管对接；所述过滤层是由所述滤水管与井壁之间间隙填充滤料至距地面一定距离而形成；所述止水层是由所述滤水管与井壁之间、所述过滤层之上的间隙填充止水材料至地面而形成。2.根据权利要求1所述的回灌井结构，其特征在于，所述第一井径为第二井径的60%-75%。3.根据权利要求1所述的回灌井结构，其特征在于，所述土体强透水层包括细中砂层。4.根据权利要求1所述的回灌井结构，其特征在于，所述沉淀管和滤水管管径为第一孔径的40%-60%，且滤水管外包裹有滤水层。5.根据权利要求4所述的回灌井结构，其特征在于，所述滤水层为铁丝布、尼龙丝布、黄铜丝布、生丝布中的至少一种。6.根据权利要求1所述的回灌井结构，其特征在于，所述滤料为石英砂或锰砂，且所述滤料填充至距离地面5-15m高度。7.根据权利要求1所述的回灌井结构，其特征在于，所述止水材料为黏土球或混凝土。技术总结本实用新型公开了一种浅层地热能利用中的余水回灌井结构，旨在解决目前回灌井单井回灌效果不理想的技术问题。该回灌井结构包括倒凸形双孔径井壁、滤水管、过滤层、止水层、沉淀管；所述倒凸形双孔径井壁包括：对应于土体强透水层及以下空间的第一井径井壁、对应于土体强透水层以上空间的第二井径井壁；所述滤水管与置于井底的所述沉淀管对接；所述过滤层是由所述滤水管与井壁之间间隙填充滤料至距地面一定距离而形成；所述止水层是由所述滤水管与井壁之间、所述过滤层之上的间隙填充止水材料至地面而形成。本实用新型公开的回灌井结构能有效提高单井回灌量，减少回灌井数量，节约空间资源。间资源。间资源。技术研发人员：王刚 王现国 黄烜 萨如拉 周攀 王烁 刘朋 黄靖宇 苏兴荣 潘虹宇 秦国强 王俊杰 郭媛 李沛莹受保护的技术使用者：河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院技术研发日：2022.04.24技术公布日：2022/9/29









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