多种药剂混合注射的钻杆装置的设计

李宁+尹业新

摘 要：对于常规原位土壤和地下水污染修复中的多种药剂共同作用时所用的钻杆设备进行研究，提出了一种新型的钻杆结构，解决了常规钻杆工作时由于主体药剂与活化剂反应的速度非常快而导致修复药品氧化性差、降低修复效果的问题。

关键词：钻杆 混合注射 原位修复

1前言

随着经济的快速发展，大量化学物质的使用已造成土壤和地下水不同程度的污染。目前土壤和地下水修复技术主要有异位修复和原位修复。原位修复包括原位生物修复、植物修复、化学修复等。这些技术往往需要将合适的生物制剂或化学药剂原位注射到土壤和地下水中，使得生物或药剂与土体和地下水充分混合，以达到修复的目的。传统的注射技术是采用注射钻杆下压的方式进行，而注射钻杆同一时间只能注射一种药剂，对于需要多种药剂共同作用的污染场地，此注射钻杆已大大影响污染场地修复效果。如原位化学氧化中常用的芬顿试剂，其组成为主体药剂H2O2和活化剂，现有注射钻杆是将两种药剂混合之后，再注入土壤和地下水中。但由于主体药剂与活化剂反应的速度非常快，在此注入过程中，与污染物接触前，氧化性已大打折扣，其修复污染物的效果也将远低于预期。因此，需要一种新的钻杆装置，可同时注入两种药剂，并且在接触到污染物后在起反应，提高修复效果。

2设计要求

要在一套下壓钻杆装置内设置两个相对隔离的容腔，用于分别两种药剂；

在此钻杆装置内设置两个注射口，分别注射两种药剂到两个容腔。

此两个容腔在到达污染深度后分别注射排放两种药剂，使两种药剂在污染水中接触反应，降低对其性能的浪费；

3设计结构方案

在本设计方案中，整套钻杆装置由1-钻头组件；2-内杆；3-外钻杆；4-顶内杆；5-顶外杆；6-液压管；7-直通接头；8-直角接头；9-钻头；10-复位弹簧；11-O圈；12-止回阀套；13-高压喷嘴等组成。

本方案中钻杆设计为双层空心套管结构（如图一所示）。此设计结构外钻杆和内杆间可形成容腔A，内杆内部形成容腔B；容腔A和容腔B分别有药剂注射口；在钻头组件中，上侧有与容腔A相通的多个高压喷嘴向下倾斜排布，下侧有与容腔B相通的多个高压喷嘴向上倾斜排布。容腔A和容腔B分别与药剂注入口A和药剂注入口B相通。从而形成两个注射通道。

钻杆装置下压到指定位置后，药剂A通过药剂注入口A、容腔A、药剂A喷射口倾斜向下喷出，药剂B通过药剂注入口B、容腔B、药剂B喷射口倾斜向上喷出，两种药剂在污染水中在混合面处混合，可最有效的保证药剂效用（如图二所示）。

本方案中可根据药剂注入压力和注入量调整两种药剂喷嘴间的距离和喷射角度，以便更好地修复污染。

4结论

本钻杆装置可有效改善常规注射钻杆的弊端，可大大提高地下水原位修复效果。

参考文献：

[1] 尹业新 一种用于多种药剂混合注射的钻杆装置：中国.205858196[P].2017.01.04endprint