本發(fā)明涉及一種用于土壤和地下水污染修復的混合注射井管設計，具體涉及一種用于多種藥劑混合注射的井管裝置，屬于環(huán)境修復技術領域。

背景技術：

目前，土壤和地下水修復技術主要有異位修復和原位修復。異位修復，即將污染土壤挖出、轉運、修復，這種修復方式不僅工作量大，還會對污染場地和周邊環(huán)境引入二次污染，還可能因微生物作用而產(chǎn)生的惡臭產(chǎn)物對周邊居民造成影響。

與異位修復相比，原位修復具有保護場地原始地貌，地層結構破壞程度小，不影響二次開發(fā)利用，對環(huán)境友好，且工程量小、成本低廉等優(yōu)勢。原位修復包括原位生物修復、植物修復、化學修復等，這些技術往往需要將合適的生物制劑或化學藥劑原位注射到土壤和地下水中，使得生物或化學藥劑與土體和地下水充分混合，以達到修復的目的。

原位修復技術中所需要的藥劑往往是兩種或多種藥劑的共同作用，如原位化學氧化中常用的芬頓試劑，其藥劑試驗表明對有機污染物去除(如pahs等)效果較好，其藥劑組成為主體藥劑h2o2和活化劑?，F(xiàn)有的芬頓試劑注射施工工藝為將組成芬頓試劑的多種藥劑混合之后，通過注射井注入土壤和地下水中。但是，主體藥劑與活化劑反應的速度非常快，如果事先混合后再注入，與污染接觸前，氧化性就已經(jīng)大打折扣，不能很好地產(chǎn)生有效的羥基自由基oh，修復污染物的效果也將遠低于預期。

因此，為了消除單一藥劑注射的局限，需要設計一種原位注入方式，可以將多種藥劑在地下混合，以減少土壤修復前的藥劑間的相互反應，使得藥劑與污染體接觸時維持最佳藥性，達到最佳修復效果。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的缺點與不足，本發(fā)明提供了一種用于多種藥劑混合注射的井管裝置，可以實現(xiàn)多種藥劑地下混合，減少與污染體接觸前的藥劑之間的相互反應消耗，提高藥劑使用率，同時簡化施工程序，降低成本，達到提高修復效率的作用。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于多種藥劑混合注射的井管裝置，該井管裝置設為單根井管或采用多根井管連接，井管之間通過連接頭連接貫通；所述井管為雙層空心套管結構，井管包括內(nèi)管、外套管、第一噴射管、第二噴射管、內(nèi)空腔和外空腔，外套管套在內(nèi)管的外部，內(nèi)管和外套管之間的外空腔以及內(nèi)管中的內(nèi)空腔分別形成兩個相對封閉的空間，內(nèi)空腔和外空腔分別用于傳輸不同藥劑，內(nèi)空腔和外空腔上分別設置多組角度相對的第一噴射管和第二噴射管，第一噴射管和第二噴射管均直接連接到外套管的管壁外部，第一噴射管與外空腔的內(nèi)部互不相通。

進一步地，所述內(nèi)管的縱向位置上分別設置有多組第一噴射管，第一噴射管與外套管外壁以向上的角度連接。所述第一噴射管與外套管之間的傾斜角度為10～60°；每組第一噴射管設有4個；每兩組第一噴射管之間的垂直間距為5～20cm。

進一步地，在所述外套管上、每兩組第一噴射管之間分別設有一組第二噴射管，第二噴射管與外套管外壁以向下的角度連接。所述第二噴射管與外套管之間的傾斜角度為10～60°；每組第二噴射管設有4個；每兩組第一噴射管之間的垂直間距為5～20cm。

進一步地，所述連接頭的結構如下：內(nèi)管之間采用螺紋連接，公螺紋頭設置密封圈安裝槽并加裝密封圈；外套管的長度比內(nèi)管短，外套管之間采用管箍插裝連接，管箍連接處采用密封焊接。

進一步地，所述內(nèi)管和外套管之間設有含鏤空通道的井管襯套，用于固定第一噴射管和第二噴射管的相對位置。

進一步地，所述井管的長度為1.5m。

進一步地，所述外套管比內(nèi)管短5mm。

本發(fā)明裝置具有如下有益效果：

(1)修復效果好。多種藥劑在與污染體接觸的同時進行混合，藥劑利用率高，反應迅速，藥性最強，修復效果最佳；

(2)通過添加不同的修復藥劑、控制不同的壓力以及調(diào)節(jié)噴射頭的角度和間距，可以實現(xiàn)不同深度和不同污染物的原位修復，實現(xiàn)一井多用，節(jié)約成本；

(3)施工方便。井管預先設計好注射段，井管間利用螺紋和管箍連接，現(xiàn)場操作與施工方便快捷。

(4)本發(fā)明的藥劑注射部位不設置在鉆頭部分，其在每根井管上均設置多組噴射口，所以對于多層污染的地層，則不需要多次更改鉆頭位置來進行注射修復，更加便捷。

(5)本發(fā)明裝置設計簡單，大大節(jié)省了人力和物力，具有良好的市場推廣價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明中井管的三維示意圖；

圖3為井管襯套的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明裝置連接完成后的示意圖；

其中，1-內(nèi)管；2-外套管；3-向上噴射管；4-向下噴射管，5-連接頭；6-內(nèi)空腔；7-外空腔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

由圖1可見，本實施例的井管裝置采用單根或多根井管連接以適應污染源不同深度的注射需求，每根井管設計為1.5米長，井管之間通過連接頭5連接。

本實施例的井管為雙層空心套管結構，其包括內(nèi)管1、外套管2、向上噴射管3、向下噴射管4、內(nèi)空腔6和外空腔7，外套管2套接在內(nèi)管1的外部，內(nèi)管1中的內(nèi)空腔6和內(nèi)外套管之間的外空腔7分別形成兩個相對封閉的空間，用于運輸不同藥劑，內(nèi)外空腔分別設置多組角度相對的噴射管，各個噴射管均直接連接到外套管2的管壁外，向上噴射管3與外空腔7的內(nèi)部互不相通。兩種藥劑分別從噴射管噴射到污染體之前互不接觸，從噴射口噴出后能夠快速在外套管2的管壁外的污染介質中混合，形成有效的修復藥劑，產(chǎn)生強烈的修復效果。

其中，在內(nèi)管1的不同深度上各設有一組向上噴射管3，每組向上噴射管3設有4個，各個向上噴射管3與外套管2之間以向上的角度連接，各個向上噴射管3的傾斜角度為10-60°(優(yōu)選為30°)，兩組噴射口之間垂直間距為5-20cm(優(yōu)選為10cm)。

在外套管2上、兩組向上噴射管3之間，分別設置另外一組向下噴射管4，各個向下噴射管4與外套管2之間以向下的角度連接，各個向下噴射管4的傾斜角度為10-60°(優(yōu)選為30°)，噴射口的個數(shù)為4個，兩組噴射口之間垂直間距為5-20cm(優(yōu)選為10cm)。

兩種藥劑經(jīng)過兩組噴射管噴出后，由于兩組噴射管角度導流作用能夠在管外空間內(nèi)混合，使得藥劑能夠快速作用于污染體，進行污染修復。

同時，為保證噴射口導流管(向上噴射管3和向下噴射管4)的位置固定，施工穩(wěn)定可靠，內(nèi)外套管之間使用含有鏤空通道的井管襯套來固定內(nèi)外導流口的相對位置(如圖3所示)。

內(nèi)管1之間的連接方式為螺紋配合連接，且公螺紋頭設置密封圈安裝槽，加裝密封圈，保證內(nèi)管1通道的密封性。外套管2的長度應比內(nèi)管1稍短5mm，兩根外套管2之間的連接方式采用管箍插裝連接，既能使內(nèi)管1螺紋鎖死密封，同時又確保了內(nèi)管1裝配的可行性。連接上下兩根井管時，首先將內(nèi)管1通過螺紋連接，再將管箍從外套管2套入，在外套管2連接完成后，使用塑焊方式對管箍連接處密封焊接。此處的連接頭5即為上下兩根井管連接處的螺紋連接、管箍插裝連接以及焊接的總稱。

在工作時，預先設置兩組噴射口的位置和間距等，通過eprobe環(huán)境鉆機在合適的場地位置鉆取與井管尺寸和深度相適應的井眼。首先放入第一支井管，該支井管外套管箍，第二支井管與第一支井管利用內(nèi)管1的螺紋鎖緊；然后由于外套管2管箍內(nèi)孔直徑略大于外套管外徑，相互配合為間隙配合，同時外套管2的長度略短于內(nèi)管1，保證了內(nèi)管1的裝配密封，同時利用管箍的導向作用，確保鎖緊螺紋的質量；最后完成裝配后使用塑焊將管箍連接處焊接密封，按照流程依次完成注射管道的裝配。井管放入完成后，配合鉆機設備，實現(xiàn)均勻填充石英砂濾料。

井口設置有三通連接裝置將內(nèi)空腔6與外空腔7分別連接至不同的注射泵，在目標污染區(qū)域可同時分別注入藥劑a和藥劑b，兩種藥劑通過各自輸送腔從其噴射口噴出，兩種藥劑在外套管2外的藥劑混合面處混合，可有效保證修復污染時間，解決藥劑先混合好再注入污染體中藥性損失的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。