一种双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法技术

本申请涉及一种双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法，注射器包括外套管、间隔设在外套管上的至少一组喷射孔、设在外套管上的活动式叶片密封、第一端伸入到外套管内的注射芯管、设在注射芯管上的至少一组注射孔以及设在注射芯管上的环塞组，一组环塞组间存在一组注射孔，活动式叶片密封用于封闭喷射孔。本申请公开的双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法，通过提供定向压裂和定向药剂注入的方式来控制修复范围，在得到修复效果的前提下能够将修复对地层的扰动控制在合适范围内。修复对地层的扰动控制在合适范围内。修复对地层的扰动控制在合适范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法


[0001]本申请涉及环境治理
，尤其是涉及一种双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法。

技术介绍

[0002]现有原位修复方法多为搅拌桩修复和高压旋喷修复，对地层扰动较大，存在地面易冒浆、修复后土体易失稳塌陷。举例说明，常规花管注浆是在钻孔形成后，拔出钻杆，插入一段为尖型，管身开有许多小孔的注浆管，然后进行注浆的方法，存在注浆过程压力损耗较大，注浆花管易堵塞，长时间高压注浆易导致地面冒浆，注浆流量过大导致土体失稳塌陷。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种双层管双环塞注射器及土壤原位修复方法，通过提供定向压裂和定向药剂注入的方式来控制修复范围，在得到修复效果的前提下能够将修复对地层的扰动控制在合适范围内。
[0004]本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本申请提供了一种双层管双环塞注射器，包括：外套管；至少一组喷射孔，设在外套管上；活动式叶片密封，设在外套管上，活动式叶片密封用于封闭喷射孔；注射芯管，第一端伸入到外套管内；至少一组注射孔，设在注射芯管上；以及至少一对环塞组，设在注射芯管上，一对环塞组间存在一组注射孔。
[0005]在第一方面的一种可能的实现方式中，活动式叶片密封包括围绕外套管周向设置的多片叶片；叶片的第一端铰接在外套管上，第二端为自由端。
[0006]在第一方面的一种可能的实现方式中，活动式叶片密封包括可拆卸固定在外套管上的固定环和均布在固定环上的多片叶片。
[0007]在第一方面的一种可能的实现方式中，靠近第二端的方向上，叶片的宽度趋于增加。
[0008]在第一方面的一种可能的实现方式中，任意两个相邻的叶片均存在重叠部分。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，环塞组包括两组环塞，每组环塞中至少包括一个环塞。
[0010]在第一方面的一种可能的实现方式中，环塞的开口端朝向注射孔。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，环塞包括透水外壳和填充在透水外壳内的吸水膨胀颗粒。
[0012]一种土壤原位修复方法，包括：
钻孔成型后撤走钻机，向钻孔中插入双层管双环塞注射器；向注射芯管内注水，驱动环塞组工作，在注射孔周围形成第一独立空间，同时推动外套管上的活动式叶片密封移动，在喷射孔周围形成第二独立空间；向注射芯管内注入高压空气，使第二独立空间位置处的沉积土壤产生裂隙；以及向注射芯管内注入修复药剂浆液并将修复药剂浆液压入到沉积土壤的裂隙中。
附图说明
[0013]图1是本申请提供的一种双层管双环塞注射器的结构示意图。
[0014]图2是本申请提供的一种压裂过程中钻孔周向上的裂痕分布示意图。
[0015]图3是本申请提供的一种压裂过程中高压空气的流向示意图。
[0016]图4是本申请提供的一种常规修复时钻孔在高度方向上的裂痕分布示意图。
[0017]图5是本申请在中钻孔在高度方向上的裂痕分布示意图。
[0018]图6是本申请提供的一种活动式叶片密封的结构示意图。
[0019]图7是本申请提供的另一种活动式叶片密封的结构示意图。
[0020]图8是本申请提供的一种环塞的结构及其工作时的原理性示意图。
[0021]图9是本申请提供的另一种环塞的结构示意图。
[0022]图中，11、外套管，12、喷射孔，13、活动式叶片密封，131、叶片，132、固定环，21、注射芯管，22、注射孔，3、环塞组，31、环塞，311、透水外壳，312、吸水膨胀颗粒。
具体实施方式
[0023]以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
[0024]请参阅图1，为本申请公开的一种双层管双环塞注射器，注射器由外套管11、喷射孔12、活动式叶片密封13、注射芯管21和环塞组3等组成，外套管11设有至少一组喷射孔12，喷射孔12的作用是向外套管11周围环境中的土层中喷射高压空气和修复药剂浆液。
[0025]高压空气起压裂作用，作用是使外套管11周围环境中的土层中产生裂痕，产生的裂痕供给修复药剂浆液渗入到土层中，用以扩大修复药剂浆液的覆盖范围。在注入修复药剂浆液的过程中，还可以交替注入清水，清水能够推动修复药剂浆液持续的渗入到土层中的裂痕内。
[0026]外套管11上设有活动式叶片密封13，活动式叶片密封13能够封闭外套管11上的喷射孔12。应理解，在外套管11进入到钻孔并持续伸入到钻孔的过程中，钻孔内的部分固态颗粒会通过喷射孔12进入到外套管11内或者将喷射孔12堵塞，这会导致在后续的高气压压裂和修复药剂浆液注入过程中，这部分喷射孔12无法参与其中，导致修复效果达不到预期。
[0027]请参阅图2，图2中的曲线段表示轴孔周围压裂过程中产生的裂痕，以周向方向为例，如果部分喷射孔12被堵塞，原有的360
°
覆盖范围会减少至小于360
°
覆盖范围，此时在外套管11的周向方向上，存在部分空白区域，位于这些空白区域的土层中无法产生裂痕，进而导致在后续的修复药剂浆液注入过程中，几乎没有修复药剂浆液能够进入到该部分土层中，即使存在部分修复药剂浆液能够在压力的作用下进行渗透，也会因为没有裂痕而导致渗透深度极为有限。
[0028]使用了活动式叶片密封13后，在外套管11的下潜过程中，活动式叶片密封13能够
将外套管11上的喷射孔12遮住，使喷射孔12能够在后续的使用过程中保持通畅。
[0029]注射芯管21的第一端伸入到外套管11内，第二端与位于地面上的修复设备连接，当然，外套管11也会与位于地面上的修复设备连接，修复设备驱动外套管11和注射芯管21伸入到钻孔内进行钻孔附近区域的土壤修复，修复完成后，再将外套管11和注射芯管21从钻孔中拉出。
[0030]外套管11和注射芯管21均采用分段式结构，例如每段长1
‑
2米，修复设备上安装的外套管11和注射芯管21伸入到钻孔内后在地面上的修复设备处断开连接，然后连接新的外套管11和注射芯管21，连接完成后继续向钻孔内送入外套管11和注射芯管21并重复上述过程，直至达到注射位置处或者注射深度。
[0031]注射芯管21上设有环塞组3，每一组环塞组3间均存在一组注射孔22，注射孔22开设在注射芯管21上，作用是将注入到注射芯管21内的高压空气或者修复药剂浆液送入到外套管11与注射芯管21间的空隙中。
[0032]请参阅图3，图中箭头表示高压空气和修复药剂浆液的流动方向，进入到外套管11与注射芯管21间的空隙中的高压空气或者修复药剂浆液，在压力的作用下从外套管11上的喷射孔12流出，进入到外套管11周围的土层内。
[0033]结合一个具体的过程，外套管11与注射芯管21位于注射位置处或者注射深度后，首先向注射芯管21内注入高压空气，高压空气的作用是在土层中产生裂痕，使修复药剂浆液能够快速的渗入到土层中，并且能够得到更大的渗透距离，该过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层管双环塞注射器，其特征在于，包括：外套管（11）；至少一组喷射孔（12），设在外套管（11）上；活动式叶片密封（13），设在外套管（11）上，活动式叶片密封（13）用于封闭喷射孔（12）；注射芯管（21），第一端伸入到外套管（11）内；至少一组注射孔（22），设在注射芯管（21）上；以及至少一对环塞组（3），设在注射芯管（21）上，一对环塞组（3）间存在一组注射孔（22）。2.根据权利要求1所述的双层管双环塞注射器，其特征在于，活动式叶片密封（13）包括围绕外套管（11）周向设置的多片叶片（131）；叶片（131）的第一端铰接在外套管（11）上，第二端为自由端。3.根据权利要求1所述的双层管双环塞注射器，其特征在于，活动式叶片密封（13）包括可拆卸固定在外套管（11）上的固定环（132）和均布在固定环（132）上的多片叶片（131）。4.根据权利要求2或3所述的双层管双环塞注射器，其特征在于，靠近第二端的方向上，叶片（13）的宽度趋于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，佟雪娇，金奇，杨恩泽，陈盟，王恒钦，郝辉锋，徐红彬，
申请(专利权)人：煜环环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：