[发明专利]一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法

说明书

一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法，属于供水井及地热井洗井领域，包括超声波振动洗井机构和活塞洗井机构，超声波振动洗井机构包括电源箱、输电线、钻杆、第二过水通道、连杆、第二支杆、超声波振动器、第一支杆、底板、弹簧及承压板，活塞洗井机构包括活塞、第一过水通道及活门，工作时，将超声波振动器压在过滤器内壁上，通过超声波频率的振动快速清除过滤器上的结垢，伴随液体产生的空化效应对井管的结垢、地层孔隙内的淤堵物起到弱化作用，而后辅以活塞洗井工艺，提高洗井效率和质量。本发明的洗井方法将超声波振动洗井与传统洗井方式结合，清除过滤器结垢安全、快速、低消耗，可完全恢复过滤器的孔隙率，可大大降低洗井时间。

技术领域

本发明涉及供水井及地热井洗井领域，具体涉及一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法。

背景技术

供水井及地热井在经过一定时间抽采及回灌后，由于地下水通常含有矿物、有机物质和特殊组分等，容易腐蚀井内管道，且回灌水温度降低，水中矿物质容易产生结晶现象，因此，供暖尾水在井内产生的腐蚀结垢是引起地热井采灌量衰减和堵塞的主要原因。循环系统中结垢物的堆积会大大降低系统传热效率，据试验数据可知，每0.6mm的结垢可使系统的传热系数降低20％，与此同时，结垢导致的低回灌率也将影响地下水位并诱导产生污染，无法形成地下热能开发良性循环。因此需要采用洗井工艺清除井管内结垢物质。

目前洗井主要采用高压水射流法、气举反循环洗井及活塞洗井法进行洗井，前者通过水力冲刷作用清除附着物，后两者通过流体产生的激动压力，形成高压或抽吸状态，在压力差的作用下清除井底结垢。如“一种高压水动旋转射流洗井装置，申请号201711068609.2”，“砂岩地热井气举反循环冲砂洗井工艺及设备，申请号201810104853.8”，“一种新型活塞式洗井装置，申请号201621385252.1”等。但单一的洗井方式存在作用效率低、作用效果差、作业时间长等问题。

超声波振动在除垢领域已有较多的应用，在管道外部安装超声波换能器，使管道内结垢脱离管壁，而后通过泵组循环排出结垢，主要用于架设于地表管道。如“一种用于热水循环管道的超声波除垢装置，申请号201720178453.2”、“一种用于地热空调系统中的水垢处理装置，申请号：201320303576.6”，“一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，申请号201710401053.8”等。现有技术主要针对地表循环管道，且多针对于进水管、回水管管道转弯处及换热器，对于地下供水井及回灌井的洗井鲜有问津。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波振动复合式洗井器及洗井方法，用于供水井及地热井井壁除垢，通过对过滤器施加超声波振动，清除过滤器结垢，辅以活塞洗井带出泥砂，疏通孔隙。用于解决现有洗井工艺洗井效率低、反复次数多等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供的一种超声波振动复合式洗井器，其特征在于，包括：超声波振动洗井机构和活塞洗井机构；

所述超声波振动洗井机构包括电源箱、输电线、钻杆、第二过水通道、连杆、第二支杆、超声波振动器、第一支杆、底板、弹簧及承压板，输电线的一端连接放置在地面的电源箱，输电线的另一端经设置在钻杆内壁的电线槽与超声波振动器相连；钻杆的内壁呈阶梯状，钻杆的上部内径小于下部内径，钻杆下部内凹区域为第二过水通道，钻杆底部设有底板，钻杆的底部两侧各通过铰链连接有一个第二支杆，两个第二支杆远离钻杆底部的一端各通过铰链连接有一个超声波振动器；承压板设置在钻杆内下部，且承压板与钻杆同轴布置，承压板的直径与钻杆上部内径相同，弹簧设置在底板和承压板之间，同时弹簧的底端固定在底板上；连杆的一端固定在承压板底端中心位置，连杆的另一端穿过底板中央通孔通过铰链与两个第一支杆的内端铰接于一点；两个第一支杆的外端分别与两个第二支杆中部通过铰链连接；

所述活塞洗井机构包括活塞、第一过水通道及活门，活塞固定在钻杆上部，活塞上设有第一过水通道，第一过水通道的顶部设有活门，活门用于控制第一过水通道的开启与关闭。