一種井下電控抽水回灌兩用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管、閥套裝置，外管上開有豎向排列的閥口；內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管；環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子套設在上內(nèi)管上可靈活轉(zhuǎn)動，環(huán)形電機定子固定在外管內(nèi)壁面上；環(huán)形電機輸出軸與環(huán)形螺紋管連接，通過輸出軸運動調(diào)節(jié)螺紋管垂直方向上下移動；閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿、堵頭活塞，通過閥桿連接螺紋管、閥環(huán)、堵頭活塞，閥套裝置用于開啟和關閉閥口和下內(nèi)基管上水口。本發(fā)明通過環(huán)形步進電機控制閥套裝置垂向運動調(diào)節(jié)抽水和回灌方式，并可精確連續(xù)調(diào)節(jié)回灌流量，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、自動控制程度高，具有良好的應用前景。
【專利說明】 —種井下電控抽水回灌兩用裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于地下人工回灌控制裝置【技術領域】，具體涉及一種井下電控抽水回灌兩田悲晉
/71 目.。

【背景技術】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源供需矛盾十分突出，地下水過度開采，許多地區(qū)出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、地面沉降等一系列生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題，面對上述問題，地下水人工補給是更為積極有效的策略，是維持地下水資源采補平衡的重要技術手段。目前地下水人工補給以井灌方式為主，如何提高井回灌質(zhì)量和效率，達到抽水和回灌兩用，其井下控制裝置是關鍵環(huán)節(jié)之一。
[0003]以井回灌方式為主的傳統(tǒng)方法為:區(qū)域內(nèi)劃分抽水井和回灌井類型，抽水井僅能抽水、回灌井僅能回灌，其工程造價高。除此之外，目前也有采用兩根輸水管線進行同井地下水抽取與回灌，其中，一根水管連接地下水抽水動力裝置取水，而另一根直接伸入水井中用于回灌。該方式存在以下缺點:1.無法利用同一水管實現(xiàn)地下水回灌和抽取，成井口徑大，工程造價高，尤其對于地下水埋深較大的水井么回灌水管往往不封閉，出水口壓力變化大導致水中攜帶大量氣泡易堵塞含水層由于回灌管末端水作用力大，致使回灌水管擺動容易破損及井壁破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種井下電控抽水回灌兩用裝置，以解決同井同水管抽水和回灌功能不能兼得的問題，以及回灌流量調(diào)節(jié)準確度的問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管和閥套裝置，所述外管壁上開設有豎向排列的閥口，環(huán)形步進電機位于外管與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子套設在上內(nèi)基管上，環(huán)形步進電機的定子固定在外管內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管連接，螺紋管位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子下方，螺紋管套設于上內(nèi)基管上，所述閥口上方的外管內(nèi)壁上設有密封裝置，螺紋管與密封裝置緊密接觸，螺紋管的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管連接，下內(nèi)基管的底部設有上水口。
[0006]具體地，所述閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿和堵頭活塞，螺紋管的底部通過閥桿與閥環(huán)連接，閥環(huán)通過閥桿與堵頭活塞連接，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)且可上下自由滑動，閥環(huán)緊密貼合在外管內(nèi)壁上且可上下自由滑動。
[0007]具體地，所述環(huán)形步進電機通過螺紋管和閥桿帶動閥環(huán)向上移動至將閥口密封時，堵頭活塞從下內(nèi)基管內(nèi)向上抽出；所述閥環(huán)位于閥口下方時，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)。
[0008]具體地，所述環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子為永磁式，定子為繞制線圈，其步距角為15。。
[0009]具體地，所述閥環(huán)與外管內(nèi)壁之間設有密封圈。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0011]1、本發(fā)明控制閥電驅(qū)動，內(nèi)部集成，減少了地面相關配套裝置，便于安裝和操作；
[0012]2、調(diào)節(jié)閥套開啟和關閉狀態(tài)，實現(xiàn)同井同水管回灌和抽水兩用功能；
[0013]3、調(diào)節(jié)閥口開度，可實現(xiàn)回灌流量準確調(diào)節(jié)，穩(wěn)定回灌水壓，防止氣蝕現(xiàn)象，減小含水層堵塞程度；
[0014]4、能夠方便獲取閥套位置和閥口開度數(shù)據(jù)；
[0015]5、原理簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，易于推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明井下電控抽水回灌兩用裝置回灌狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0017]圖2是本發(fā)明井下電控抽水回灌兩用裝置抽水狀態(tài)結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明井下電控抽水回灌兩用裝置閥口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1、外管，2、定子，3、轉(zhuǎn)子，4、上內(nèi)基管，5、密封裝置，6、螺紋管，7、閥口，8、閥桿，9、閥環(huán)，10、堵頭活塞，11、下內(nèi)基管，12、密封圈。

【具體實施方式】
[0020]如圖1-3所示，一種井下電控抽水回灌兩用裝置，包括外管1、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管6和閥套裝置，所述外管1壁上開設有豎向排列的閥口 7，閥口 7呈現(xiàn)豎向六排列長方形或者梯形狀，回灌狀態(tài)下，回灌水通過外管1閥口 7回灌至含水層。
[0021]進一步的，環(huán)形步進電機位于外管1與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管4和下內(nèi)基管11，上內(nèi)基管4和下內(nèi)基管11分別與外管1兩端螺紋連接，內(nèi)基管分體設置，便于環(huán)形步進電機、螺紋管6以及閥套裝置的安裝。
[0022]進一步的，環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子3為永磁式，定子2為繞制線圈，其步距角為15。，環(huán)形步進電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子3具有自身的鎖定力矩的功能。
[0023]進一步的，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子3套設在上內(nèi)基管4上并可靈活轉(zhuǎn)動，環(huán)形步進電機的定子2固定在外管1內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管6連接，通過輸出軸調(diào)節(jié)螺紋管6直線運動。
[0024]進一步的，螺紋管6位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子3下方，螺紋管6套設于上內(nèi)基管4上，所述閥口 7上方的外管1內(nèi)壁上設有密封裝置5，螺紋管6與密封裝置5緊密接觸，通過密封裝置5密封環(huán)形腔體，密封裝置5包括電氣密封和軸承密封，采用雙層密封，嚴格防止環(huán)形腔體內(nèi)進入水體以保護電機正常運行。
[0025]進一步的，螺紋管6的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管11連接，下內(nèi)基管11作為抽水時的上水口，閥套裝置用于開啟和關閉外管1閥口 7和下內(nèi)基管11的上水口。具體地，閥套裝置包括閥環(huán)9、閥桿8和堵頭活塞10，螺紋管6的底部通過閥桿8與閥環(huán)9連接，閥環(huán)9通過閥桿8與堵頭活塞10連接，堵頭活塞10位于下內(nèi)基管11內(nèi)且具有一定的密封性可上下自由滑動，閥環(huán)9采用高硬度樹脂材料，緊密貼合在外管1內(nèi)壁上且可上下自由滑動，閥環(huán)9與外管1內(nèi)壁之間設有密封圈12。當環(huán)形步進電機通過螺紋管6和閥桿8帶動閥環(huán)9向上移動至將閥口 7密封時，堵頭活塞10從下內(nèi)基管11內(nèi)向上抽出；當閥環(huán)9位于閥口7下方時，堵頭活塞10位于下內(nèi)基管11內(nèi)。
[0026]具體的下水回灌和抽水的控制過程如下:
[0027](1)進行地下水回灌時，其結(jié)構(gòu)剖視圖如圖1所示，根據(jù)當前閥口 7開度，調(diào)節(jié)閥環(huán)9位置，以便控制回灌流量。步驟:假設閥口 7完全關閉，啟動電源，調(diào)整環(huán)形步進電機歩距角，利用環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子3產(chǎn)生正向扭矩，并通過輸出軸，驅(qū)動螺紋管6開始直線運動，進而推動閥環(huán)9向下移動，逐漸打開閥口 7，同時，閥套裝置上的堵頭活塞10關閉下內(nèi)基管11上水口，即可實現(xiàn)一次地下水回灌過程控制。若是回灌管內(nèi)輸水流量較大，可重復連續(xù)調(diào)整環(huán)形步進電機的步距角，改變閥口開度，調(diào)整回灌流量。
[0028](2)進行地下水抽水時，其結(jié)構(gòu)剖視圖如圖2所示，抽水過程控制比回灌過程控制相對簡單，但是過程恰好相反，假設當前閥口 7完全打開，連續(xù)反向調(diào)節(jié)環(huán)形步進電機歩距角，產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)扭矩，最終使得閥環(huán)9完全關閉外管1上的所有閥口 7，即可將回灌模式轉(zhuǎn)化為抽水模式。
[0029]本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人應得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0030]本發(fā)明未詳細描述的技術、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術。
【權(quán)利要求】
1.一種井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，包括外管、內(nèi)基管、環(huán)形步進電機、螺紋管和閥套裝置，所述外管壁上開設有豎向排列的閥口，環(huán)形步進電機位于外管與內(nèi)基管形成的的環(huán)形腔體內(nèi)，所述內(nèi)基管包括上內(nèi)基管和下內(nèi)基管，環(huán)形步進電機的轉(zhuǎn)子套設在上內(nèi)基管上，環(huán)形步進電機的定子固定在外管內(nèi)壁上，環(huán)形步進電機的輸出軸與螺紋管連接，螺紋管位于環(huán)形步進電機轉(zhuǎn)子下方，螺紋管套設于上內(nèi)基管上，所述閥口上方的外管內(nèi)壁上設有密封裝置，螺紋管與密封裝置緊密接觸，螺紋管的底部通過閥套裝置與下內(nèi)基管連接，下內(nèi)基管的底部設有上水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述閥套裝置包括閥環(huán)、閥桿和堵頭活塞，螺紋管的底部通過閥桿與閥環(huán)連接，閥環(huán)通過閥桿與堵頭活塞連接，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)且可上下自由滑動，閥環(huán)緊密貼合在外管內(nèi)壁上且可上下自由滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述環(huán)形步進電機通過螺紋管和閥桿帶動閥環(huán)向上移動至將閥口密封時，堵頭活塞從下內(nèi)基管內(nèi)向上抽出；所述閥環(huán)位于閥口下方時，堵頭活塞位于下內(nèi)基管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述環(huán)形步進電機為三相步進電機，其轉(zhuǎn)子為永磁式，定子為繞制線圈，其步距角為15°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下電控抽水回灌兩用裝置，其特征在于，所述閥環(huán)與外管內(nèi)壁之間設有密封圈。
【文檔編號】E03B3/34GK104328821SQ201410568301
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】仕玉治, 范明元, 劉海嬌, 楊小鳳, 張保祥 申請人:仕玉治, 范明元