本发明涉及土壤处理技术领域，具体涉及一种分段组合式注药井系统。
背景技术：
由于人类经济活动所产生的污染不断增加，目前世界上土壤污染面积不断扩大。随着人类对环境认识的逐步加深，污染土壤和地下水修复在国内国际都受到了高度的重视，也逐渐成为国际环境科学界的热点问题之一。
在现有技术中，原位注药修复技术是修复深层污染土壤和地下水的一种简易有效的方法，也是对污染土壤化学修复的一种补充，使污染土壤修复更加系统化成为可能。
原位注入技术主要是通过注药系统，将药剂导入到注入井中，通过药剂液体的慢慢扩散，然后对深层土壤和地下水中的重金属污染物质进行修复，从而达到修复污染土壤和地下水的目的。与其他处理方法相比，原位注入操作简易，不破坏原地块地层形态，投资少，操作人员可不直接接触污染物；原位注入可以去除土壤和地下水中大量的污染物，有着广泛的应用前景。基于此，目前国内很多高校和科研院所都在开展深层土壤和地下水原位注药修复的研究。但是在此过程中对地下污染土产生靶向修复，特别是对已修复达标深度和重点强化修复深度的污染物没有个性化定向修复方式，并且造成的已修复深度药剂浪费、过度修复和药剂富集带来的盐碱化等问题，一直困扰着科技工作者。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种分段组合式注药井系统，通过本系统能够有效解决地下污染物不能分层定向修复而造成的药剂浪费，以及修复范围针对性不强等问题，并可进一步对内置注药内井管重复组合再利用。
本发明提出一种分段组合式注药井系统，所述系统包括：
外井管，所述外井管的管壁上自上而下开设有若干间隔设置的第一井筛段；
内井管，所述内井管为注药管，其设置在所述外井管内，所述内井管的外壁与所述外井管的内壁相匹配，所述内井管的管壁上设有第二井筛段，所述内井管的下端底部封口；
所述第一井筛段和所述第二井筛段各自均包括连通自身管内外的筛孔，所述内井管能沿所述外井管上下移动。
根据本发明的一种实施方式，所述内井管的管壁上设有若干间隔设置的所述第二井筛段；或者，所述内井管的管壁上设有一段所述第二井筛段，所述内井管的管壁的其他部分为无井筛段；所述第二井筛段与所述内井管的管壁的其他部分形成可拆卸固定连接，或为一体结构；优选地，所述可拆卸固定连接为螺纹连接。
根据本发明的一种实施方式，当所述内井管的管壁上设有若干间隔设置的所述第二井筛段时，所述外井管上的所述第一井筛段之间的间隔与所述内井管的所述第二井筛段之间的间隔相等，且每个所述第一井筛段与所述第二井筛段的开筛高度一致。
根据本发明的一种实施方式，所述外井管的外侧面设有渗透层，用于将注入的药剂渗入到对应的污染地层中。
根据本发明的一种实施方式，所述渗透层包括上下相间交错分布的防水层和透水层；所述内井管的所述第二井筛段的高度与所述透水层的高度相一致。
根据本发明的一种实施方式，所述外井管包括无井筛外管和分段间隔设置的所述第一井筛段；每层所述防水层与所述无井筛外管相对应且等高度，每层所述透水层与分段设置的所述第一井筛段相对应且等高度；优选地，所述防水层为膨润土层，所述透水层为砾石层。
根据本发明的一种实施方式，所述外井管的内壁与所述内井管的外壁设有滑动配合部，所述滑动被构造为上下滑动。
根据本发明的一种实施方式，所述滑动配合部包括凸起和凹槽，所述外井管的内壁自上而下设有至少一个凌状凸起，所述内井管的外壁自上而下设有至少一个楔形凹槽，所述凸起与所述凹槽形成滑配的咬合连接。
根据本发明的一种实施方式，设置在所述外井管同一圆周上的所述凸起的数量为两个，两个所述凸起在其圆周方向上呈轴向对称设置；设置在所述内井管同一圆周上的凹槽的数量为两个，两个所述凹槽在其圆周方向上呈轴向对称设置。
根据本发明的一种实施方式，所述内井管的下端底部与所述内井管的管壁为一体结构，或者，所述内井管的下端设有将其封堵的堵头；优选地，所述堵头与所述内井管的管壁螺纹连接；优选地，所述内井管的下端设有垫片，所述垫片位于所述堵头的下方；优选地，所述内井管的内部还设有提升绳，所述提升绳的一端与所述垫片固定连接，另一端伸出所述内井管并与井外的牵引装置连接。
本发明分段组合式精准注药井系统，本系统采用分段开筛外井管定位和开筛内井管注药相组合，且内井管可沿外井管上下升降，可用于对不同污染深度的地层进行定向注药，有效解决了地下污染物不能分层定向修复而造成的药剂浪费，修复范围针对性不强等问题。
本发明分段组合式精准注药井系统，在外井管的外侧面填充有渗透层，渗透层包括呈上下相间交错分布的防水层和透水层如膨润土层和砾石层，膨润土层遇水膨胀，形成密实防水防渗土层，阻断上下两透水砾石层水流联系，同时阻止井内药剂在该层渗出。砾石层具有良好的透水性，便于药剂从井内导入污染地层中，同时砾石层也可形成缓冲带阻止地层中的细小泥土进入井内。通过分层设置防水层和透水层，将不同有、无污染地层分层，便于精准修复。
本发明分段组合式精准注药井系统，在内井管下端设置拉伸固定部位，可通过手动或电动提升内井管，便于注药内井管定位注药和拔出；内井管可由分段可拆卸件连接起来，可对内置注药内井管重复组合再利用。
附图说明
图1为本发明一实施例装置的整体剖面结构示意图；
图2为本发明中一实施例内外井管开筛部位及渗透层结构剖视图；
图3为本发明中一实施例内外井管结构俯视图；
图4为本发明中一实施例分隔开的凸起和凹槽结构示意图；
附图标号：
1-外井管
11-外井筛孔，12-凸起
c-无井筛外管，d-第一井筛段
2-内井管
21-内井筛孔，22-凹槽
a-无井筛段，b-第二井筛段
3-堵头
4-垫片
5-提升绳
6-渗透层
61-膨润土层，62-砾石层
7-牵引装置
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明提出一种分段组合式注药井系统，采用分段开筛外井管定位和开筛内井管注药相组合，且内井管可沿外井管上下升降，可用于对不同污染深度的地层进行定向注药。如图1所示，所述系统主要包括：
外井管1，该外井管1的管壁上自上而下开设有若干间隔设置的第一井筛段d；
内井管2，该内井管2为注药管，其设置在所述外井管1内，所述内井管2的外壁与所述外井管1的内壁相匹配，所述内井管2的管壁上设有第二井筛段b，所述内井管2的下端底部封口。
所述第一井筛段d和所述第二井筛段b各自均包括连通自身管内外的筛孔，所述内井管2能沿所述外井管1上下移动。内井管2的第二井筛段b移动至外井管1的哪一段第一井筛段d处，则此段的内外筛孔相连通，从而内井管2中的药剂就从连通的筛孔流出，输送至系统外周的土层中，则对应的土层的污染物就会得到处理。
如图2所示，外井管1的第一井筛段d的筛孔为外径筛孔11，内井管2的第二井筛段b的筛孔为内井筛孔21。
内井管2的管壁上的第二井筛段b的数量及位置可根据需要设置。
根据本发明的一种实施方式，内井管2的管壁上可设有若干间隔设置的第二井筛段b；或者，内井管2的管壁上设有一段第二井筛段b，内井管2的管壁的其他部分为无井筛段a，该无井筛段a使得管内外不连通；第二井筛段b与内井管2的管壁的其他部分形成可拆卸固定连接，或为一体结构；优选地，可拆卸固定连接为螺纹连接。
根据本发明的一种实施方式，当内井管2的管壁上设有若干间隔设置的第二井筛段b时，外井管1上的第一井筛段d之间的间隔与内井管2的第二井筛段b之间的间隔相等，且每个第一井筛段d与第二井筛段b的开筛高度一致。
为了达到更好的分层污染治理效果，根据本发明的一种实施方式，外井管1的外侧面设有渗透层6，用于将注入的药剂渗入到对应的污染地层中。
根据本发明的一种实施方式，渗透层6包括上下相间交错分布的防水层和透水层；内井管2的第二井筛段b的高度与透水层的高度相一致。透水层使得药剂从该层渗透至对应的土壤中，防水层可阻隔药剂在该位置的渗透。
根据本发明的一种实施方式，如图2所示，外井管1包括无井筛外管c和分段间隔设置的第一井筛段d；每层防水层与无井筛外管c相对应且等高度，每层透水层与分段设置的第一井筛段d相对应且等高度；优选地，防水层为膨润土层61，所述透水层为砾石层62。当然防水层也可选用其他现有技术可用的材料层，透水层亦如此。
为了使得内井管2相对外井管1相对运动时更为顺畅，根据本发明的一种实施方式，外井管1的内壁与内井管2的外壁设有滑动配合部，该滑动被构造为上下滑动。
根据本发明的一种实施方式，如图3、图4所示，滑动配合部包括凸起12和凹槽22，外井管1的内壁自上而下设有至少一个凌状凸起12，内井管2的外壁自上而下设有至少一个楔形凹槽22，凸起12与凹槽22形成滑配的咬合连接。
根据本发明的一种实施方式，设置在外井管1同一圆周上的凸起12的数量为两个，两个凸起12在其圆周方向上呈轴向对称设置；设置在内井管2同一圆周上的凹槽22的数量为两个，两个凹槽22在其圆周方向上呈轴向对称设置。
当然，滑动配合部也可设计为其他结构，比如滑槽和滑轨式等结构方式。
根据本发明的一种实施方式，内井管2的下端底部与内井管2的管壁为一体结构，或者，内井管2的下端设有将其封堵的堵头3；优选地，堵头3与内井管2的管壁螺纹连接。
为了使得内井管2的移动能相对平稳，本发明一种实施方式将拉力连接位置设置在了内井管的底部，通过拉绳连接此底部位置，拉动内井管移动。根据本发明的一种实施方式，内井管2的下端设有垫片4，垫片4位于堵头3的下方。内井管2的内部还设有提升绳5，提升绳5的一端与垫片4固定连接，另一端伸出内井管2并与井外的牵引装置7连接。
下面通过更详细的实施方式对本发明加以说明。
如图1～图4所示，本发明提供了一种分段组合式精准注药井系统，包括：外井管1和内井管2，外井管1固定置于地下，内井管2为注药管，其设置在外井管1内，外井管1自上而下开有多个第一井筛段d(即外井管1自上而下全部间隔开筛)，内井管2的下部开有多个第二井筛段b，且在内井管2的底部设有将其封堵的堵头3；内井管2可沿外井管1上下滑动，用于对不同污染深度的地层进行定向注药。本发明实施例分段组合式精准注药井系统采用分段开筛外井管定位和下部开筛内井管注药相组合，且内井管可沿外井管上下升降，用于对不同污染深度的地层进行定向注药，有效解决了地下污染物不能分层定向修复而造成的药剂浪费，修复范围针对性不强等问题。
进一步地，外井管1上的第一井筛段d与内井管2下部的第二井筛段b均等间距设置，且每个第一井筛段d与第二井筛段b的开筛高度一致。外井管1内壁自上而下设有凌状凸起12，内井管2外壁自上而下设有楔形凹槽22，凸起12与凹槽22相咬合且能自由上下升降。当然，还可以在外井管上设置凹槽，相对应地在内井管上设置凸起。
设置在外井管1同一圆周上的凸起12的数量为两个，两个凸起12在其圆周方向上呈轴向对称设置；设置在内井管2同一圆周上的凹槽22的数量为两个，两凹槽22在其圆周方向上呈轴向对称设置。
在内井管2的下端设有一垫片4，垫片4位于堵头3的下方；内井管2的内部还设有一提升绳5，提升绳5的一端与垫片4固定连接，另一端伸出内井管2，并与井外的牵引装置7连接，用于将内井管2提升至特定高度。本发明实施例分段组合式精准注药井系统，在堵头3下端放置垫片4并连接提升绳5，可通过手动或电葫芦电动提升内井管2，便于注药内井管2定位注药和拔出，内置注药内井管2可重复组合再利用。
外井管1的外侧填充有渗透层6，用于将注入的药品渗入到污染地层。外井管的设置高度根据污染深度设定无井筛外管c和等分段第一井筛段d的高度(通常为0.1m、0.2m、0.5m、1m、2m、3m等)，渗透层6包括同等高度相间交错的膨润土层61和砾石层62，膨润土层61遇水膨胀，形成密实防水防渗土层，阻断上下两透水砾石层62水流联系，同时阻止井内药剂在该层渗出；砾石层62具有良好的透水性，便于药剂从井内导入污染地层中，同时砾石层62也可形成缓冲带阻止地层中的细小泥土进入井内。通过分层设置膨润土层61和砾石层62，将不同有、无污染地层分层，便于精准修复。每层膨润土层61与无井筛外管c相对应且等高度，每层砾石层62与等分段第一井筛段d相对应且等高度；内井管2的下部开设井筛的每段的高度与砾石层62的高度相一致(对应为0.1m、0.2m、0.5m、1m、2m、3m等规格的等分段长度)。砾石层62的颗粒选择白色水洗石英砂，粒径为3-5mm。
特别地，如图2所示，内井管2包括无井筛段a和等分段第二井筛段b，无井筛段a位于等分段第二井筛段b上部。无井筛段a和第二井筛段b的下端设有内丝，等分段第二井筛段b的上端和堵头3的侧边设有外丝，无井筛段a的下端与等分段第二井筛段b的上端之间、等分段第二井筛段b的下端与堵头3的侧边之间对丝连接。
本发明技术方案，具有如下有益效果：
本发明分段组合式精准注药井系统，本系统采用分段开筛外井管定位和开筛内井管注药相组合，且内井管可沿外井管上下升降，可用于对不同污染深度的地层进行定向注药，有效解决了地下污染物不能分层定向修复而造成的药剂浪费，修复范围针对性不强等问题。
本发明分段组合式精准注药井系统，在外井管的外侧面填充有渗透层，渗透层包括呈上下相间交错分布的防水层和透水层如膨润土层和砾石层，膨润土层遇水膨胀，形成密实防水防渗土层，阻断上下两透水砾石层水流联系，同时阻止井内药剂在该层渗出。砾石层具有良好的透水性，便于药剂从井内导入污染地层中，同时砾石层也可形成缓冲带阻止地层中的细小泥土进入井内。通过分层设置防水层和透水层，将不同有、无污染地层分层，便于精准修复。
本发明分段组合式精准注药井系统，在内井管下端设置拉伸固定部位，可通过手动或电动提升内井管，便于注药内井管定位注药和拔出；内井管可由分段可拆卸件连接起来，可对内置注药内井管重复组合再利用。
需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
技术特征：
1.一种分段组合式注药井系统，其特征在于，所述系统包括：
外井管(1)，所述外井管(1)的管壁上自上而下开设有若干间隔设置的第一井筛段(d)；
内井管(2)，所述内井管(2)为注药管，其设置在所述外井管(1)内，所述内井管(2)的外壁与所述外井管(1)的内壁相匹配，所述内井管(2)的管壁上设有第二井筛段(b)，所述内井管(2)的下端底部封口；
所述第一井筛段(d)和所述第二井筛段(b)各自均包括连通自身管内外的筛孔，所述内井管(2)能沿所述外井管(1)上下移动。
2.根据权利要求1所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述内井管(2)的管壁上设有若干间隔设置的所述第二井筛段(b)；或者，所述内井管(2)的管壁上设有一段所述第二井筛段(b)，所述内井管(2)的管壁的其他部分为无井筛段；所述第二井筛段(b)与所述内井管(2)的管壁的其他部分形成可拆卸固定连接，或为一体结构；优选地，所述可拆卸固定连接为螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，当所述内井管(2)的管壁上设有若干间隔设置的所述第二井筛段(b)时，所述外井管(1)上的所述第一井筛段(d)之间的间隔与所述内井管(2)的所述第二井筛段(b)之间的间隔相等，且每个所述第一井筛段(d)与所述第二井筛段(b)的开筛高度一致。
4.根据权利要求1至3任一项所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述外井管(1)的外侧面设有渗透层(6)，用于将注入的药剂渗入到对应的污染地层中。
5.根据权利要求4所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述渗透层(6)包括上下相间交错分布的防水层(61)和透水层(62)；所述内井管(2)的所述第二井筛段(b)的高度与所述透水层(62)的高度相一致。
6.根据权利要求5所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述外井管(1)包括无井筛外管(c)和分段间隔设置的所述第一井筛段(d)；每层所述防水层(61)与所述无井筛外管(c)相对应且等高度，每层所述透水层(61)与分段设置的所述第一井筛段(d)相对应且等高度；优选地，所述防水层为膨润土层，所述透水层为砾石层。
7.根据权利要求1至3或5或6所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述外井管(1)的内壁与所述内井管(2)的外壁设有滑动配合部，所述滑动被构造为上下滑动。
8.根据权利要求7所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述滑动配合部包括凸起(12)和凹槽(22)，所述外井管(1)的内壁自上而下设有至少一个凌状凸起(12)，所述内井管(2)的外壁自上而下设有至少一个楔形凹槽(22)，所述凸起(12)与所述凹槽(22)形成滑配的咬合连接。
9.根据权利要求8所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，设置在所述外井管(1)同一圆周上的所述凸起(12)的数量为两个，两个所述凸起(12)在其圆周方向上呈轴向对称设置；设置在所述内井管(2)同一圆周上的凹槽(22)的数量为两个，两个所述凹槽(22)在其圆周方向上呈轴向对称设置。
10.根据权利要求1至3或5或6或8或9任一项所述的分段组合式注药井系统，其特征在于，所述内井管(2)的下端底部与所述内井管(2)的管壁为一体结构，或者，所述内井管(2)的下端设有将其封堵的堵头(3)；优选地，所述堵头与所述内井管(2)的管壁螺纹连接；优选地，所述内井管(2)的下端设有垫片(4)，所述垫片(4)位于所述堵头(3)的下方；优选地，所述内井管(2)的内部还设有提升绳(5)，所述提升绳(5)的一端与所述垫片(4)固定连接，另一端伸出所述内井管(2)并与井外的牵引装置(7)连接。
技术总结
本发明涉及一种分段组合式注药井系统，所述系统包括：外井管(1)，所述外井管(1)的管壁上自上而下开设有若干间隔设置的第一井筛段(d)；内井管(2)，所述内井管(2)为注药管，其设置在所述外井管(1)内，所述内井管(2)的外壁与所述外井管(1)的内壁相匹配，所述内井管(2)的管壁上设有第二井筛段(b)，所述内井管(2)的下端底部封口；所述第一井筛段(d)和所述第二井筛段(b)各自均包括连通自身管内外的筛孔，所述内井管(2)能沿所述外井管(1)上下移动。本发明采用分段开筛外井管定位和开筛内井管注药相组合，且内井管可沿外井管上下升降，可用于对不同污染深度的地层进行定向注药。
技术开发人、权利持有人：朱芬芬;曹虎;宋歌;郭甲嘉
