一种将粉状修复药剂注入孔隙含水层的防堵方法及装置与流程

技术特征：
1.一种将粉状修复药剂注入孔隙含水层的防堵方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤s01：制备和稀释注入液，并将稀释后的注入液装于储液桶中；步骤s02：用高压泵抽取储液桶中的注入液，按照预定的注入压力泵送至注入井；当注入井达到设定注入量时，反抽注入液，并将反抽的注入液回流至储液桶中；重复“注入—反抽”过程若干次，每次的注入量≥反抽量，最后将储液桶中的注入液全部注入到注入井中，完成当前含水层的注入；步骤s03：将注入头继续投入到下一个含水层进行注入。2.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02和步骤s03之间还包括如下步骤：向空置的储液桶中加入清水，利用清水对储液桶内壁清洗，并将清洗后的液体通过高压泵泵送至注入井，从而对储液桶内壁和注液管道内壁残留的注入液进行一次清洗注入。3.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s01中，所述注入液中含有粉状修复药剂，所述粉状修复药剂为活性炭或零价铁粉；所述粉状修复药剂的粉体粒径≤1um，粉体表面电位<300mv，粉体的体积浓度<0.3％。4.根据权利要求1-3任一项所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中，所述高压泵的注入压力计算公式如下：p＝(a*0.2-h*0.1 d*x)*α其中：p为注入压力，atm；a为注入段顶层埋深，m；h为地下水位埋深，m；d为注入段含水层厚度，m；x为由注入段含水层类型决定的调整系数：当含水层为粒径在0.5-1.0mm的粗砂时，x＝0.5；当含水层为粒径在0.25-0.5mm的中砂时，x＝1；当含水层为粒径在0.125-0.25mm的细砂时，x＝2；当含水层为粒径在0.0625-0.125mm的粉砂时，x＝3；α为系统安全稳定系数，α的取值为：0.6-0.8。5.根据权利要求4所述的防堵方法，其特征在于，所述注入液中加入有分散剂，所述分散剂包括羧甲基纤维素、黄原胶和瓜尔胶中的一种或多种成分。6.根据权利要求5所述的防堵方法，其特征在于，当加入分散剂后，所述注入液粘度增大到原来的n倍，则调整所述高压泵的注入压力p增大到原来的0.3n倍，即注入压力为0.3np。7.根据权利要求6所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中，当所述注入段含水层厚度<5m时，注入液通过滤水管或注入钻杆直接进行注入；当所述注入段含水层厚度>5m时，在滤水管或注入钻杆中通入分层止水栓塞，注入液通入用止水栓塞封隔出的密封段中，对注入段含水层进行分层注入。8.根据权利要求7所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中，在当前含水层注入时，根据含水层的介质类型确定单位深度注入量q，根据含水层厚度d控制储液桶中预装的注入液为d*q，控制“注入—反抽”过程重复3-6次，且每次注入液的注入量和反抽量均逐次
递减，每次的反抽速度恒定或递减设置。9.根据权利要求8所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中具体包括：首轮注入时，注入液注入量为d*q时进行反抽，反抽量为0.8d*q-d*q，反抽得到的注入液直接返回储液桶；进行第二次注入，注入液注入量为0.55d*q-0.65d*q进行反抽，反抽量为0.2d*q-0.3d*q；进行第三次注入，注入液注入量为0.4d*q-0.5d*q时进行反抽，反抽量为0.1d*q-0.15d*q；最后进行第四次注入，将储液桶中的注入液全部注入到注入井中，完成当前含水层位的注入。10.根据权利要求9所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中：当含水层为粒径在0.5-1.0mm的粗砂时，单位深度注入量q＝3-3.8m3；当含水层为粒径在0.25-0.5mm的中砂时，单位深度注入量q＝2.5-3m3；当含水层为粒径在0.125-0.25mm的细砂时，单位深度注入量q＝2-2.5m3；当含水层为粒径在0.0625-0.125mm的粉砂时，单位深度注入量q＝1.6-2m3；且粗砂反抽速度>中砂反抽速度>细砂反抽速度>粉砂反抽速度。11.根据权利要求8所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中，相邻两个注入井的间距d根据含水层的介质类型确定：当含水层为粒径在0.5-1.0mm的粗砂时，d＝3.5-4.0m；当含水层为粒径在0.25-0.5mm的中砂时，d＝3-3.5m；当含水层为粒径在0.125-0.25mm的细砂时，d＝2.5-3.0m；当含水层为粒径在0.0625-0.125mm的粉砂时，d＝2-2.5m。12.根据权利要求11所述的防堵方法，其特征在于，所述步骤s02中，所述注入井的注入层位深度>2m。13.一种将粉状修复药剂注入孔隙含水层的防堵装置，用于实施如权利要求1-12任一项所述的防堵方法，其特征在于，包括高压泵、储液桶、连接管道和反抽管道，所述储液桶中盛装有注入液；所述连接管道包括吸液管道和注液管道，所述反抽管道包括第一反抽管道和第二反抽管道；所述高压泵通过吸液管道连接储液桶，并在所述吸液管道上设置有第一截止阀；所述高压泵通过注液管道连接注入井，并在注液管道上设置有第二截止阀，在第二截止阀和注入井之间的注液管道上设置有压力表和流量计；所述第一反抽管道一端连接在注入井和第二截止阀之间的管道上，另一端连接在高压泵与第一截止阀之间的管道上；所述第一反抽管道上设置有第三截止阀；所述第二反抽管道一端连接在第二截止阀和高压泵之间的管道上，另一端连接在第一截止阀和储液桶之间的管道上；所述第二反抽管道上设置有第四截止阀。14.一种将粉状修复药剂注入孔隙含水层的防堵装置，用于实施如权利要求1-12任一项所述的防堵方法，其特征在于，包括高压泵和储液桶，所述高压泵为液压驱动正反转两用高压泵，所述储液桶中盛装有注入液；所述高压泵通过吸液管道连接储液桶，通过注液管道连接注入井，并在注液管道上设
置有压力表和流量计。

技术总结
本发明属于地下水原位修复技术领域，公开了一种将粉状修复药剂高效注入含水层的防堵方法及装置。所述方法包括步骤S01：制备和稀释注入液，并将稀释后的注入液装于储液桶中；步骤S02：用高压泵将注入液按照预定的注入压力泵送至注入井，当达到设定注入量时，反抽注入液回流至储液桶中；重复“注入—反抽”过程若干次，每次的注入量≥反抽量，最后将储液桶中的注入液全部注入到注入井中，完成当前含水层的注入；步骤S03：将注入头继续投入到下一个含水层进行注入。本发明提供的防堵方法及装置，能够有效解决粉体材料在含水层中运移能力差、易堵塞的问题，且无需额外开挖沟形槽或抽提井等，操作简单易于实现，注入修复效果显著。注入修复效果显著。注入修复效果显著。


技术研发人员：张文 刘梦娇 李锦超 赵雪皓 韩占涛
受保护的技术使用者：生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/9/8